Les ultrasons de type sonde peuvent améliorer l'extraction conventionnelle à l'hexane en intensifiant le processus et en le rendant nettement plus efficace. L'extraction par ultrasons améliore le transfert de masse et perturbe les cellules pour libérer les substances bioactives ciblées dans le solvant, ce qui permet d'obtenir des rendements d'extraction plus élevés qu'avec les seules méthodes conventionnelles. L'extraction assistée par ultrasons est très efficace pour augmenter le rendement de l'extraction d'huile, y compris l'huile de colza et l'huile de lin, ce qui permet d'obtenir une composition d'acides gras de haute qualité et une teneur plus élevée en composants bioactifs.

Extraction de l'hexane améliorée par les ultrasons de puissance

L'extraction par ultrasons est une méthode d'intensification des processus qui peut améliorer considérablement les processus d'extraction solide-liquide et par solvant.

Limites de l'extraction conventionnelle à l'hexane

L'extraction à l'hexane est une technique couramment utilisée pour extraire des composés organiques, en particulier des substances non polaires, à partir de diverses sources telles que les plantes, les graines ou le sol. L'hexane est un solvant hydrocarboné très efficace pour dissoudre et extraire les lipides, les huiles et d'autres composés non polaires. L'hexane est largement utilisé pour l'extraction des huiles en raison de sa capacité à solubiliser les composés non polaires (par exemple, les huiles), de la facilité avec laquelle il est possible de séparer ensuite les huiles et de son point d'ébullition étroit (63-69°C).
Cependant, l'efficacité des processus d'extraction à l'hexane peut varier considérablement en fonction de la matière première et de l'extraction : le rendement et le temps d'extraction sont largement corrélés. Cela signifie que pour obtenir un rendement d'extraction élevé, il faut un temps de rétention plus long de la biomasse dans le solvant hexane. Un autre facteur limitant est souvent la pénétration insuffisante de l'hexane dans la matrice de la biomasse. Les structures cellulaires rigides sont principalement mouillées par l'hexane en surface, tandis que l'intérieur des cellules n'est que partiellement en contact avec l'hexane. Cette pénétration insuffisante entraîne un processus d'extraction incomplet, car les substances ciblées telles que les lipides (c'est-à-dire les acides gras, les graisses, les huiles) restent à l'intérieur de la matrice cellulaire.

La solution : Extraction à l'hexane intensifiée par ultrasons

La sonication par sonde, également connue sous le nom de sonication par sonde ultrasonique, est une méthode qui utilise des ondes ultrasoniques de haute intensité pour créer des bulles de cavitation acoustique dans un milieu liquide. Ces bulles s'effondrent rapidement, générant des champs d'énergie localisés intenses et créant des microturbulences et des forces de cisaillement élevées dans le solvant.
Grâce à ces conditions de densité énergétique générées par les ultrasons, la sonication de type sonde peut intensifier et améliorer le processus d'extraction à l'hexane de plusieurs façons :

• Amélioration du transfert de masse : La sonication améliore le transfert de masse entre l'échantillon solide et le solvant. La microturbulence et l'effondrement rapide des bulles de cavitation créent de fortes forces de cisaillement et des changements de pression localisés. Cela perturbe la couche limite autour de l'échantillon solide, favorisant la libération des composés cibles dans le solvant, améliorant ainsi l'efficacité de l'extraction.
• Extraction accélérée : La sonication accélère la cinétique d'extraction en augmentant la surface de contact entre le solvant et l'échantillon solide. Les bulles de cavitation assurent l'agitation et créent un mélange homogène, garantissant que le solvant entre en contact étroit avec toute la surface du matériau solide, ce qui accélère les taux d'extraction.
• Perturbation des structures cellulaires : Dans les extractions à base de plantes, la sonication peut perturber les structures cellulaires, telles que les parois et les membranes cellulaires, ce qui facilite la libération des composants intracellulaires. Cela permet une extraction plus efficace des lipides et d'autres composés cibles qui peuvent être enfermés dans les cellules.
• Diminution du temps d'extraction : En combinant l'augmentation du transfert de masse et l'accélération de la cinétique d'extraction, la sonication de type sonde peut réduire de manière significative le temps d'extraction nécessaire pour obtenir le rendement souhaité. Cela peut s'avérer particulièrement bénéfique lors du traitement de grands volumes d'échantillons ou d'applications où le temps est compté.

Grâce à ces facteurs de processus améliorés, l'ultrasonication de type sonde peut améliorer l'extraction de l'hexane de manière significative. L'extraction ultrasonique de l'hexane peut être optimisée en fonction des composés et des volumes spécifiques à extraire. L'intensité des ultrasons (amplitude), la durée, la température, la pression et la configuration de l'extraction peuvent être ajustées pour obtenir des rendements d'extraction optimaux dans une période d'extraction réduite.

• l'huile d'algues
• Huiles végétales (soja, lin, colza, tournesol, son de riz, etc.)
• huiles essentielles
• Caryophyllène
• Oléorésine de vanille provenant des gousses de vanille
• Lutéine du jaune d'œuf
• L'astaxanthine des algues
• Dégraissage des insectes

Extraction Soxhlet intensifiée par ultrasons avec de l'hexane comme solvant

L'extraction Soxhlet intensifiée par ultrasons est un procédé qui combine l'extraction Soxhlet traditionnelle avec des ondes ultrasoniques pour améliorer l'efficacité du processus d'extraction. L'extraction Soxhlet est une procédure couramment utilisée en laboratoire et pour la production de petits volumes d'extraits, tels que les huiles essentielles ou certains composés bioactifs.
L'hexane est un solvant couramment utilisé pour ce processus, car il est efficace pour extraire les lipides de diverses sources, y compris les huiles de graines, les huiles d'algues et les composés bioactifs à base de lipides. Les ultrasons perturbent les structures cellulaires et favorisent l'extraction solide-liquide en augmentant le transfert de masse et la libération des composés dans le solvant. Le solvant, tel que l'hexane, peut mieux pénétrer dans la matière solide et dissoudre efficacement les huiles (lipides, acides gras). Par conséquent, le processus d'extraction est accéléré, ce qui réduit le temps nécessaire pour extraire les composés souhaités. En outre, l'utilisation d'ultrasons peut réduire la quantité de solvant nécessaire, ce qui en fait une option plus respectueuse de l'environnement.
 

L'extraction par ultrasons permet d'utiliser des solvants plus doux et non toxiques

L'ultrasonisation améliore non seulement l'extraction à l'hexane, mais permet également d'utiliser des solvants plus doux et non toxiques tels que l'éthanol, l'éthanol aqueux, l'eau ou les solvants eutectiques profonds naturels (DES, NADES). La désintégration cellulaire très efficace et le transfert de masse assurés par les extracteurs à sonde ultrasonique permettent d'obtenir d'excellents résultats en utilisant des solvants plus doux. Ainsi, l'extraction par ultrasons combinée à des solvants plus doux, non toxiques et respectueux de l'environnement permet d'obtenir des extraits de qualité alimentaire de haute qualité, de réaliser des économies et de mettre en place un processus d'extraction écologique.

Ultrasons haute performance pour une meilleure extraction de l'hexane

Hielscher Ultrasonics conçoit, fabrique et fournit des extracteurs à ultrasons de haute performance, qui peuvent être facilement intégrés dans des installations d'extraction à l'hexane ou des extracteurs Soxhlet existants. Outre la fourniture, l'installation et le service de maintenance, Hielscher consulte et guide ses clients pendant les tests de faisabilité, l'optimisation du processus et la conception de l'usine jusqu'à l'installation finale et la mise en service du processus d'extraction.
Les principaux avantages des appareils à ultrasons Hielscher sont le contrôle total du processus, l'évolutivité linéaire et la capacité de tous les processeurs à ultrasons industriels à fournir des amplitudes très élevées. Des amplitudes allant jusqu'à 200 µm peuvent être facilement exploitées en continu, 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7. Les amplitudes élevées sont particulièrement importantes lorsqu'il s'agit d'extraire des structures cellulaires plus dures telles que les graines et les noyaux.
Notre personnel technique et notre laboratoire de traitement entièrement équipé vous apporteront leurs connaissances et leurs conseils !

Conception, fabrication et conseil – Qualité Made in Germany

Les ultrasons Hielscher sont réputés pour leur qualité et leur conception de haut niveau. La robustesse et la facilité d'utilisation permettent une intégration harmonieuse de nos ultrasons dans les installations industrielles. Les conditions difficiles et les environnements exigeants sont facilement gérés par les ultrasons Hielscher.

Hielscher Ultrasonics est une entreprise certifiée ISO et met l'accent sur les ultrasons de haute performance, dotés d'une technologie de pointe et d'une grande convivialité. Bien entendu, les ultrasons Hielscher sont conformes à la norme CE et répondent aux exigences des normes UL, CSA et RoHs.

Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasonicators: