Warum zwei Vaporizer bei gleicher Temperatur unterschiedlich viel liefern
Stell zwei Vaporizer auf dieselbe Temperatur, gib beiden dasselbe Material – und sie liefern trotzdem unterschiedlich viel. Genau das ist im Labor gemessen worden, mit einem Abstand von 28 Prozentpunkten zwischen dem besten und dem schwächsten Gerät. Dieser Beitrag erklärt, woher dieser Unterschied konstruktiv kommt und was ihn im Betrieb vergrößert oder verkleinert.
Inhalt
1 · Ausbeute ist der Wirkungsgrad eines Vaporizers
Jede Maschine, die etwas umwandelt, hat einen Wirkungsgrad. Bei einer Wärmepumpe ist es das Verhältnis von eingesetztem Strom zu erzeugter Wärme, bei einer Espressomaschine der Anteil der löslichen Bestandteile, der tatsächlich in die Tasse geht. Bei einem Vaporizer ist es die Ausbeute: der Anteil des im Material vorhandenen Wirkstoffs, den das Gerät in die Gasphase überführt. 80 Prozent Ausbeute heißt, dass vier Fünftel den Weg in den Dampf finden und ein Fünftel im Pflanzenmaterial verbleibt.
Wichtig ist, was damit nicht gemeint ist. Die Ausbeute ist ein Laborwert und beschreibt allein die Leistung des Geräts. Gemessen wird sie so: Das Gerät füllt unter kontrollierten Bedingungen einen Ballon, dessen Inhalt anschließend chemisch analysiert wird. Was beim Ausatmen wieder verlorengeht oder in der Lunge nicht aufgenommen wird, hängt vom Menschen ab und nicht vom Gerät – und ist deshalb nicht Thema dieses Beitrags.
Genau deshalb ist sie so brauchbar: Sie ist die einzige Kenngröße, bei der verschiedene Vaporizer unter identischen Bedingungen direkt gegeneinander vermessen wurden. Kein Datenblatt liefert etwas Vergleichbares.
2 · Die Messwerte: fünf Geräte im Vergleich
Die aussagekräftigste Untersuchung dazu stammt von Lanz und Kollegen und erschien 2016 in PLoS ONE, einer frei zugänglichen Fachzeitschrift.[1] Getestet wurden fünf handelsübliche Geräte. Alle bekamen dasselbe Material und – soweit einstellbar – dieselbe Temperatur von 210 °C. Gemessen wurde anschließend, wie viel THC und CBD tatsächlich im Dampf ankam.
Tabelle 1 · Wirkstoffausbeute im Dampf, gemessen bei einheitlich 210 °C. Alle Werte nach Lanz et al. 2016.[1] Zur Anonymisierung siehe den Hinweis unter der Tabelle.
| Gerät | Heizprinzip | THC | CBD | Anmerkung |
|---|---|---|---|---|
| Gerät A | überwiegend Konvektion | 82,7 % | 70,0 % | Bestes Ergebnis im Testfeld – und zugleich das günstigste, kompakteste Gerät |
| Gerät B | Hybrid, stationär | 66,8 % | 56,1 % | Zweitbestes Ergebnis |
| Gerät C | Konvektion, stationär | 58,4 % | 51,4 % | Deutlich teurer als Gerät A, landete aber im Mittelfeld |
| Gerät D | gasbetrieben | 55,9 % | 45,9 % | Ohne Temperaturregelung; im Test wurde Verbrennung beobachtet |
| Gerät E | Konduktion, tragbar | 54,6 % | 56,7 % | Schwächstes THC-Ergebnis, beim CBD jedoch im Mittelfeld |
Zwei Dinge lohnen einen zweiten Blick. Erstens war das beste Gerät nicht das teuerste, sondern ein kompaktes Taschengerät. Der Preis sagt also wenig über die Ausbeute. Zweitens liegen zwischen dem besten und dem schwächsten Ergebnis 28 Prozentpunkte – bei identischem Material und identischer Temperatur. Der Unterschied kommt allein aus der Bauweise.
3 · Der Anteil, der die Kammer nie verlässt
Jede Ausbeutezahl hat eine Kehrseite: Was nicht in den Dampf geht, verbleibt im Material. Bei 82,7 Prozent Ausbeute sind das 17,3 Prozent, bei 54,6 Prozent immerhin 45,4 Prozent. Fast die Hälfte.
Abbildung 1 · Was von einer Füllung in den Dampf geht
Bestes und schwächstes Gerät des Vergleichs, bezogen auf das enthaltene THC. Nach Lanz et al. 2016.[1]
4 · Was der Unterschied praktisch bedeutet
Aus den Ausbeutewerten lässt sich direkt ableiten, wie viel Material zwei Geräte für dasselbe Ergebnis brauchen. Die Rechnung ist eine simple Division: 82,7 geteilt durch 54,6 ergibt 1,51. Das schwächste Gerät muss also das Anderthalbfache einsetzen, um dieselbe Menge Wirkstoff in den Dampf zu bringen.
Abbildung 2 · Materialeinsatz für dasselbe Ergebnis
Relative Darstellung, rechnerisch abgeleitet aus den Ausbeutewerten 82,7 % und 54,6 %.[1]
Für das gesamte Testfeld sieht dieser Zusammenhang so aus. Die rechte Spalte gibt an, wie viel Material ein Gerät im Verhältnis zum besten Wert einsetzen muss, um dasselbe zu leisten.
Tabelle 2 · Was die Ausbeutewerte im Verhältnis bedeuten. Alle Angaben rechnerisch aus Tabelle 1 abgeleitet.
| Gerät | Ausbeute | bleibt im Material | Materialeinsatz im Verhältnis |
|---|---|---|---|
| Gerät A | 82,7 % | 17,3 % | 100 % |
| Gerät B | 66,8 % | 33,2 % | 124 % |
| Gerät C | 58,4 % | 41,6 % | 142 % |
| Gerät D | 55,9 % | 44,1 % | 148 % |
| Gerät E | 54,6 % | 45,4 % | 151 % |
Der Abstand zwischen den mittleren Geräten ist dabei klein, der Abstand nach oben groß. Zwischen Gerät B und Gerät E liegen nur 27 Prozentpunkte beim Materialeinsatz – zwischen Gerät A und dem Rest des Feldes dagegen mindestens 24. Anders gesagt: Es gibt kein sanftes Gefälle, sondern einen Ausreißer nach oben.
5 · Warum fast nichts verlorengeht: die Decarboxylierung
In der frischen Pflanze liegt der Wirkstoff gar nicht in seiner aktiven Form vor, sondern als Säure – THCA statt THC. Diese Säureform wirkt praktisch nicht. Erst Wärme spaltet ein Kohlendioxid-Molekül ab und macht daraus die aktive Verbindung. Der Vorgang heißt Decarboxylierung.
Wie schnell und vollständig das passiert, hängt von Temperatur und Zeit ab. Eine Arbeitsgruppe hat diesen Zusammenhang 2016 systematisch vermessen.[4] Für die Praxis wichtiger ist aber, was im Gerät tatsächlich ankommt: Im Vergleichstest desselben Jahres erreichten die elektrisch beheizten, temperaturgeregelten Geräte Umwandlungsraten von mindestens 97 Prozent.[1]
Das ist eine gute Nachricht und wird selten erwähnt: An dieser Stelle geht so gut wie nichts verloren. Wer sein Material vorher im Ofen „aktiviert“, tut das für andere Anwendungen – für den Vaporizer ist es nicht nötig, weil das Gerät es beim Aufheizen ohnehin erledigt.
6 · Was die Ausbeute im Betrieb verändert
Die Temperatur ist der größte Hebel. Und zwar in beide Richtungen. Zu niedrig ist nicht automatisch besser: In einer Untersuchung von 2009 war das Verhältnis von Wirkstoff zu unerwünschten Nebenprodukten bei 170 °C am ungünstigsten von allen geprüften Dampf-Bedingungen – günstiger war es bei 200 und 230 °C.[3] Nach oben setzt die Verbrennungsschwelle die Grenze. Welche Temperatur wofür sinnvoll ist, steht ausführlich im Temperatur-Beitrag dieser Reihe.
Der Mahlgrad entscheidet über die Oberfläche. Je feiner das Material, desto mehr Fläche kann die Wärme angreifen. Bei Konvektionsgeräten, bei denen heiße Luft durch das Material strömt, ist gleichmäßiges Mahlen deshalb spürbar wichtiger als bei Geräten mit beheizter Kammerwand. Zu fein ist allerdings auch nicht gut, weil dann der Luftstrom blockiert.
Die Füllmenge wirkt in beide Richtungen. Schon in einer Geräteuntersuchung von 2006 wurden unterschiedliche Materialmengen geprüft – die Füllmenge ist also seit Langem als Einflussgröße bekannt.[5] Praktisch gilt: Eine zu locker gefüllte Kammer lässt die Luft an den Seiten vorbeiströmen, eine zu fest gestopfte bremst sie aus. Bei Konvektions- und Hybridgeräten fährt man mit locker bis mittel gefüllt meist am besten.
Das Zugtempo zählt vor allem bei Konvektion. Dort entsteht die Wärme im Luftstrom – wer schnell zieht, schickt Luft durch das Material, die weniger Zeit hatte, sich aufzuheizen. Langsame, gleichmäßige Züge liefern deshalb in der Regel mehr. Welches Prinzip dein Gerät verwendet, steht im Beitrag zu den Heizprinzipien.
Tabelle 3 · Die Stellschrauben im Überblick, sortiert nach Wirkung.
| Stellschraube | Was sie bewirkt | Belegt durch | Aufwand |
|---|---|---|---|
| Temperatur | Bestimmt, wie viel Wirkstoff freigesetzt wird und wie sauber das Verhältnis zu Nebenprodukten ausfällt | Messreihe bei 170 / 200 / 230 °C[3] | keiner |
| Gerätewahl | 28 Prozentpunkte Unterschied bei identischer Einstellung | Gerätevergleich bei 210 °C[1] | einmalige Anschaffung |
| Mahlgrad | Mehr Oberfläche für die Wärmeübertragung | physikalisch begründet, nicht gerätespezifisch vermessen | eine Mühle |
| Füllmenge | Steuert, wie gleichmäßig die Luft das Material durchströmt | als Einflussgröße untersucht[5] | keiner |
| Zugtempo | Bestimmt bei Konvektion, wie heiß die Luft beim Material ankommt | physikalisch begründet, nicht gerätespezifisch vermessen | keiner |
7 · Wo die Zahlen enden
Drei Einschränkungen gehören zu diesem Beitrag dazu, damit die Zahlen richtig eingeordnet werden.
Erstens wurde im Labor gemessen, nicht im Wohnzimmer. Die Geräte füllten unter kontrollierten Bedingungen einen Ballon. Im Alltag kommen Mahlgrad, Füllmenge, Zugtechnik und Materialfeuchte hinzu – alles Faktoren, die das Ergebnis in beide Richtungen verschieben.
Zweitens ist die Studie von 2016, und die Nachfolgemodelle der getesteten Geräte wurden nicht mitgemessen. Die Rangfolge von damals lässt sich nicht ungeprüft auf heutige Geräte übertragen.
Drittens ist die Ausbeute nicht der einzige Grund für einen Vaporizer, und wahrscheinlich nicht einmal der wichtigste. Die erste vergleichende Laboranalyse von 2004 fand im Dampf neben den Wirkstoffen nur drei Begleitverbindungen – im Rauch derselben Probe waren es über 111.[2] Wer sich für die Zusammensetzung des Dampfes interessiert, findet das ausführlich im Beitrag dazu.
Was bleibt, ist trotzdem eine ungewöhnlich klare Aussage: Zwischen zwei Geräten mit identischer Einstellung lagen 28 Prozentpunkte. Bei kaum einer anderen Eigenschaft eines Vaporizers ist der Unterschied so klar vermessen – und so wenig eine Geschmacksfrage.
8 · Häufige Fragen
Warum unterscheiden sich Geräte überhaupt, wenn die Temperatur gleich ist?
Weil die eingestellte Temperatur nur ein Sollwert ist. Entscheidend ist, wie viel Wärme tatsächlich am Material ankommt, wie gleichmäßig sie sich verteilt und wie der Luftstrom durch die Kammer geführt wird. Genau das unterscheidet zwei Konstruktionen, auch wenn auf beiden Displays dieselbe Zahl steht.
Wie groß ist der Unterschied zwischen zwei Geräten?
Im Labortest von 2016 lagen zwischen dem besten und dem schwächsten Ergebnis 28 Prozentpunkte bei der Ausbeute.[1] Umgerechnet heißt das: Das schwächste Gerät musste rund die Hälfte mehr Material einsetzen, um dasselbe zu leisten. Die Werte stammen allerdings von Geräten aus dem Jahr 2016 und gelten nicht für heutige Modelle.
Ist ein teures Gerät automatisch effizienter?
Nein. Im Labortest von 2016 lag ausgerechnet das günstigste, kompakteste Gerät vorn, während ein deutlich teureres Tischgerät im Mittelfeld landete.[1] Entscheidend ist die Konstruktion, nicht der Preis.
Kann ich die Ausbeute meines Geräts selbst prüfen?
Nicht sinnvoll. Die veröffentlichten Werte stammen aus chromatographischen Analysen im Labor, bei denen der Kammerinhalt vor und nach dem Betrieb quantifiziert wurde. Zu Hause lässt sich das nicht nachstellen – sichtbare Verfärbung oder Geruch sagen über den tatsächlichen Restgehalt nichts Verlässliches aus.
Muss ich mein Material vorher aktivieren?
Für den Vaporizer nicht. Die Umwandlung der Säureform in die aktive Form passiert beim Aufheizen im Gerät; bei temperaturgeregelten Geräten wurden Raten von mindestens 97 Prozent gemessen.[1]
Bringt eine niedrige Temperatur mehr Ausbeute?
Nein, im Gegenteil. In der Messreihe von 2009 fiel das Verhältnis von Wirkstoff zu Nebenprodukten bei 170 °C am ungünstigsten aus, besser war es bei 200 und 230 °C.[3] Sehr niedrige Temperaturen liefern viel Aroma, aber wenig Wirkstoff.
Geräte, bei denen die Ausbeute im Vordergrund steht
Der Beitrag oben nennt bewusst weder Produkte noch Gerätenamen aus der Studie. Was er nennt, sind die Eigenschaften, auf die es laut den Messdaten ankommt: eine Temperatur, die sich fein einstellen und dann auch halten lässt, und ein Luftweg, der das Material gleichmäßig durchströmt. Das sind Geräte aus unserem Sortiment, bei denen genau diese Punkte konstruktiv gelöst sind. Ausbeutewerte aus der Studie geben wir für sie ausdrücklich nicht an – gemessen wurden andere Geräte, zu einer anderen Zeit.
Gradgenau einstellbar
Arizer Solo 3 Version 2.0
Überwiegend konvektiv, mit einem Dampfweg vollständig aus Glas und einer Temperatur, die sich zwischen 40 und 220 °C in Ein-Grad-Schritten einstellen lässt. Damit lässt sich die Temperatur so fein führen, wie es Abschnitt 6 nahelegt.
Solo 3 ansehen →
Storz & Bickel Plenty
Stationärer Hybrid aus vorgeheizter Kammer und Luftstrom, mit einer Edelstahl-Kühlspirale statt Kunststoff im Dampfweg. Sieben Temperaturstufen zwischen 130 und 202 °C decken den Bereich ab, um den es in Abschnitt 6 geht.
Plenty ansehen →Mit Stufen, Luftstrom-Regelung oder App
Storz & Bickel Venty
Gradgenau von 40 bis 210 °C, dazu ein stufenlos einstellbarer Luftstrom bis 20 Liter pro Minute. Beides zusammen adressiert genau die beiden Stellschrauben aus Abschnitt 6, die im Alltag am meisten verändern: Temperatur und Zugtempo.
Venty ansehen →
Storz & Bickel Crafty+
Der günstigere Einstieg in dieselbe Technik: Hybridheizung mit keramikbeschichteter Kammer, drei Tastenwerte für 180, 195 und 210 °C und feinere Einstellung per App. Die drei Stufen bilden die Stufenfahrweise aus Abschnitt 6 praktisch von selbst ab.
Crafty+ ansehen →Quellen
- Lanz C., Mattsson J., Soydaner U., Brenneisen R. (2016): Medicinal Cannabis: In Vitro Validation of Vaporizers for the Smoke-Free Inhalation of Cannabis. PLoS ONE 11(1): e0147286. DOI: 10.1371/journal.pone.0147286 – Primärquelle für alle Ausbeutewerte (54,6–82,7 %) und die Decarboxylierungsraten. Frei zugänglich.
- Gieringer D., St. Laurent J., Goodrich S. (2004): Cannabis Vaporizer Combines Efficient Delivery of THC with Effective Suppression of Pyrolytic Compounds. Journal of Cannabis Therapeutics 4(1): 7–27. DOI: 10.1300/J175v04n01_02 – Primärquelle für den Vergleich von über 111 Verbindungen im Rauch gegenüber drei im Dampf.
- Pomahacova B., Van der Kooy F., Verpoorte R. (2009): Cannabis smoke condensate III: the cannabinoid content of vaporised Cannabis sativa. Inhalation Toxicology 21(13): 1108–1112. DOI: 10.3109/08958370902748559 – Primärquelle für die Temperaturreihe 170 / 200 / 230 °C.
- Wang M., Wang Y.-H., Avula B., Radwan M. M., Wanas A. S., van Antwerp J., Parcher J. F., ElSohly M. A., Khan I. A. (2016): Decarboxylation Study of Acidic Cannabinoids: A Novel Approach Using Ultra-High-Performance Supercritical Fluid Chromatography/Photodiode Array-Mass Spectrometry. Cannabis and Cannabinoid Research 1(1): 262–271. DOI: 10.1089/can.2016.0020 – Primärquelle für die Kinetik der Decarboxylierung.
- Hazekamp A., Ruhaak R., Zuurman L., van Gerven J., Verpoorte R. (2006): Evaluation of a vaporizing device (Volcano) for the pulmonary administration of tetrahydrocannabinol. Journal of Pharmaceutical Sciences 95(6): 1308–1317. DOI: 10.1002/jps.20574 – Untersuchte unter anderem den Einfluss unterschiedlicher Füllmengen.
Hinweis: Dieser Artikel dient der technischen und wissenschaftlichen Information über die Funktionsweise von Verdampfern und trifft keine Aussage über den Konsum bestimmter Substanzen. Die Nutzung von Vaporizern und der Umgang mit den genannten Stoffen unterliegen den jeweils geltenden gesetzlichen Bestimmungen. Alle Ausbeute- und Temperaturwerte stammen aus der zitierten Literatur und wurden unter Laborbedingungen ermittelt; sie sind Orientierungswerte und keine Zusicherung für ein bestimmtes Gerät. Die Verhältniswerte in Abschnitt 4 sind rechnerisch aus diesen Laborwerten abgeleitet und beschreiben eine Größenordnung, keine im Alltag garantierte Ersparnis.
