La méthode d'extraction la plus efficace pour les extraits botaniques

Vous recherchez une installation d'extraction puissante et fiable pour produire des extraits botaniques de haute qualité ? Vous trouverez ici une comparaison des techniques d'extraction courantes, notamment l'extraction par ultrasons, l'extraction au CO2 supercritique, l'extraction à l'éthanol, la macération, entre autres, et leurs avantages et inconvénients.

Que sont les extraits botaniques ?

Les plantes telles que les feuilles, les pétales, les fleurs, les tiges, les racines et l'écorce contiennent de puissants composés bioactifs (phytochimiques), qui sont utilisés dans les aliments et les boissons, les compléments alimentaires, les produits thérapeutiques et pharmaceutiques ainsi que dans les produits cosmétiques. Les exemples les plus connus d'extraits botaniques sont les antioxydants, les vitamines (par exemple les vitamines A, C, E, K ; les vitamines B), les protéines (par exemple le chanvre, le soja), les polyphénols, les flavonoïdes, les terpènes, les cannabinoïdes (par exemple la CBD, la CBG, le THC), les oligosaccharides et les lipides (par exemple les oméga-3 des graines de lin ou des graines de chanvre).
Les antioxydants agissent comme un puissant mécanisme de défense qui empêche les cellules de l'organisme d'être endommagées par le vieillissement, le stress, l'inflammation et la maladie. Les recherches montrent également que les antioxydants peuvent contribuer à renforcer le système immunitaire et présenter des propriétés anticancéreuses. De plus, les antioxydants empêchent l'oxydation des produits et prolongent ainsi leur stabilité et leur durée de vie. C'est pourquoi des antioxydants sont ajoutés à de nombreux aliments et boissons, suppléments nutritionnels, produits thérapeutiques et cosmétiques. Les exemples les plus connus d'antioxydants sont la vitamine E (α-tocophérol), la vitamine C (acide ascorbique), le bêta-carotène et le glutathion.
Les antioxydants et autres composés bioactifs peuvent être soit extraits de matériaux naturels tels que des plantes ou des algues, soit synthétisés artificiellement. Les composés bioactifs, qui sont extraits d'une source naturelle, présentent une biodisponibilité et une bioaccessibilité plus élevées, et donc une puissance accrue. C'est pourquoi, dans les compléments de haute qualité, on utilise des substances phytochimiques extraites naturellement.

Extraction d'extraits botaniques de haute qualité

Pour obtenir des extraits botaniques de haute qualité, il est essentiel de disposer non seulement de la matière première (matière végétale), mais aussi de la technique d'extraction appliquée. Les extraits de plantes sont sensibles à la température, ce qui signifie qu'ils sont dégradés par la chaleur. Il est donc crucial de choisir une méthode d'extraction non thermique.
Le choix du solvant d'extraction est un autre facteur important, qui influence la qualité de l'extrait. Les solvants tels que l'hexane, le méthanol, le butane et d'autres produits chimiques agressifs peuvent contaminer l'extrait. Même si les solvants sont éliminés après l'extraction, des traces de solvants toxiques peuvent être trouvées dans l'extrait final. L'eau, l'alcool, l'éthanol, la glycérine ou les huiles végétales sont des solvants sûrs, non toxiques et approuvés par la FDA pour la consommation.

Homogénéisateur ultrasonique UP400St pour l'extraction par lots agités de produits botaniques

Extraction de plantes par ultrasons - Lot de 8 litres - UP400St

UP400St - puissant extracteur à ultrasons. (Cliquez pour agrandir !)

L'extraction botanique avec le ultrasonateur UP400St

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Eden Ecosystem est un fabricant français d'extraits botaniques exclusifs utilisant avec succès des extracteurs Hielscher Ultrasonics.
Hielscher Ultrasons est fier d'être partenaire d'Eden Ecosystem, un pionnier du marché des techniques d'extraction innovantes et des extraits de parfums et d'arômes naturels de haute qualité.
Eden Ecosystem est spécialisé dans la production d'extraits botaniques pour les parfums, les arômes, les cosmétiques et les compléments alimentaires.
Comme Eden Ecosystem n'applique que des techniques d'extraction douces, comme les ultrasons et les solvants écologiques et non toxiques, les extraits qui en résultent sont à la fois totalement nouveaux et plus riches.
Ayant acquis une expérience extraordinaire dans les applications d'extraction botanique, Eden Ecosystem offre également un service de conseil pour les tiers utilisateurs et fabricants.
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Extraction par ultrasons Macération Extraction du CO2 Soxhlet Percolation
Solvant compatible avec presque tous les solvants l'eau, les solvants aqueux et non aqueux CO2 l'eau, les solvants aqueux et non aqueux Les solvants organiques
Température extraction non thermique,
un contrôle précis de la température
ambiant sous la chaleur la température ambiante,
la chaleur est parfois appliquée
au-dessus de la critique
une température de 31°C
pression les deux, atmosphériques ou
pression élevée possible
atmosphérique atmosphérique atmosphérique de très hautes pressions
(au-dessus de la pression critique de 74 bars)
Délai de traitement rapide très lente lent très lente modéré
Quantité de solvant faible,
high charge solide de matériel végétal
dans le solvant, en particulier lorsqu'une cellule à flux
est utilisé
grand modéré grand de grandes quantités de
CO2 supercritique
Polarité de l'extrait naturel dépendante du solvant ;
pour extraire les données non polaires et polaires
composés, une extraction en deux étapes
il est recommandé d'utiliser deux solvants
dépendant du solvant dépendant du solvant dépendant du solvant en fonction de la pression
(sous des pressions plus élevées, plus polaires)
Flexibilité / Évolutivité pour l'extraction par lots et en ligne,
évolutivité linéaire
extraction par lots uniquement,
évolutivité limitée
extraction par lots uniquement,
évolutivité limitée
extraction par lots uniquement,
évolutivité limitée
extraction par lots uniquement,
une évolutivité linéaire limitée,
très coûteux
Les avantages de l'extraction par ultrasons en un coup d'œil :

  • rendements élevés
  • Qualité supérieure
  • Extraits à spectre complet
  • processus rapide
  • Compatible avec tous les solvants
  • Facile et sûr à utiliser
  • évolutivité linéaire
  • respectueux de l'environnement
  • rapide RoI

Comment fonctionne l'extraction par ultrasons ?

L'extraction par ultrasons repose sur le principe de fonctionnement de la cavitation acoustique ultrasonique et constitue un traitement purement mécanique. Semblable à un mélangeur à haut cisaillement, un ultrasoniseur ne crée que des forces de cisaillement mécaniques dans le milieu de traitement. L'extraction par ultrasons est une technique d'extraction non thermique et non chimique.
Qu'est-ce que la cavitation acoustique ? – La cavitation acoustique ou ultrasonique se produit lorsque des ondes ultrasoniques de haute puissance et de basse fréquence sont couplées à une bouillie constituée de matériel végétal dans un liquide (solvant). L'UIP4000hdT est un puissant disperseur ultrasonique en ligne de 4000 watts. Des ondes ultrasonores de forte puissance sont couplées à la boue botanique par un processeur ultrasonique à sonde. Les ondes ultrasonores hautement énergétiques se déplacent dans le liquide en créant des cycles alternés haute pression / basse pression, ce qui entraîne le phénomène de cavitation acoustique. La cavitation acoustique ou ultrasonique entraîne localement des conditions extrêmes telles que des différentiels de pression très élevés et des forces de cisaillement importantes. Lorsque les bulles de cavitation implosent à la surface de solides (tels que des particules, des cellules végétales, des tissus, etc.), les micro-jets et la collision inter-particulaire génèrent des effets tels que la rupture des particules, la sonoporation (perforation des parois et des membranes cellulaires) et la perturbation des cellules. En outre, l'implosion des bulles de cavitation dans les milieux liquides crée des turbulences et une agitation, ce qui favorise le transfert de masse entre l'intérieur de la cellule et le solvant environnant. L'irradiation par ultrasons est un moyen très efficace d'améliorer les processus de transfert de masse, car la sonication entraîne la cavitation et ses mécanismes connexes, tels que le micromouvement par des jets de liquide, la compression et la décompression dans le matériau, avec la perturbation consécutive des parois cellulaires.
Selon la matière première, le processus d'extraction par ultrasons peut nécessiter de fortes intensités, par exemple pour briser des cellules végétales rigides ou des matériaux à forte teneur en cellulose. Les ultrasonateurs de type sonde peuvent générer des amplitudes très élevées, ce qui est nécessaire pour générer une cavitation percutante. Hielscher Ultrasonic fabrique des extracteurs à ultrasons de haute performance, qui peuvent facilement créer des amplitudes de 200µm en fonctionnement continu 24 heures sur 24, 7 jours sur 7. Pour des amplitudes encore plus élevées, Hielscher propose des sonotrodes (sondes) spécifiques de haute amplitude.
Des réacteurs ultrasoniques pressurisables et des cellules à flux sont utilisés pour intensifier la cavitation. Avec l'augmentation des pressions, la cavitation et les forces de cisaillement cavitationnelles deviennent plus destructrices et améliorent ainsi les effets d'extraction des ultrasons.

Extraire des produits phytochimiques et des composés bioactifs par sonication

L'extraction par ultrasons est utilisée pour libérer et isoler une grande variété de composés bioactifs (dits phytochimiques) des plantes.
La liste ci-dessous vous donne un petit aperçu des produits phytochimiques extraits par ultrasons :

Solvants à utiliser pour l'extraction par ultrasons

L'extraction par ultrasons est compatible avec presque tous les solvants. Le plus souvent, l'éthanol, l'eau, le mélange éthanol/eau, la glycérine et les huiles végétales sont utilisés pour l'extraction des composés bioactifs des plantes car ces solvants sont considérés comme sûrs pour la consommation et sont faciles à utiliser.
En savoir plus sur les solvants utilisés pour l'extraction par ultrasons !

Les avantages de l'extraction ultrasonique de l'éthanol

L'éthanol est l'un des solvants à extraction ultrasonique les plus utilisés en raison de son innocuité (approuvé par la FDA pour la consommation), de son efficacité et de sa grande solvabilité. L'extraction ultrasonique de l'éthanol surpasse les autres solvants et les autres technologies d'extraction en termes de rentabilité, d'évolutivité linéaire, de simplicité et de sécurité.
L'efficacité supérieure de l'éthanol en tant que solvant est liée à sa composition chimique, composée d'une queue d'hydrocarbure et d'un seul groupe hydroxyle. Cette composition chimique permet à l'éthanol de dissoudre et d'extraire un très large spectre de substances, des polyphénols, des flavonoïdes, des terpènes, des cannabinoïdes et des lipides (huiles).
Par exemple, l'extraction des cannabinoïdes à l'éthanol par ultrasons ne nécessite pas d'hivernage (déparaffinage), une étape nécessaire avec d'autres méthodes d'extraction telles que l'extraction au CO2 pour éliminer les cires.

Extraction de nicotine à partir de feuilles de tabac séchées avec l'ultrasoniseur UP400St L'extraction à l'éthanol présente des effets différents selon la température de l'éthanol. L'éthanol chauffé est souvent utilisé pour produire des extraits à spectre complet, qui sont appréciés pour leur effet d'entourage. En revanche, l'éthanol glacé est de préférence utilisé pour produire des distillats d'herbes ou de cannabis. L'extraction dans l'éthanol glacé ne nécessite pas de filtration ultérieure. L'extraction par ultrasons étant un traitement non thermique, elle peut être utilisée avec de l'éthanol chaud/tiède ou refroidi/glacé. Les réacteurs à ultrasons à double enveloppe permettent de maintenir la température de traitement souhaitée pendant le traitement. La commande numérique et le logiciel intelligent de l'appareil à ultrasons surveillent la température de traitement au moyen de capteurs de température enfichables et peuvent être programmés pour arrêter ou mettre en pause le traitement d'extraction lorsque la température du milieu sort d'une certaine plage.

Acheter l'équipement d'extraction par ultrasons le plus efficace

Les systèmes d'extraction haute performance de Hielscher Ultrasons sont disponibles à toutes les échelles, de la petite taille de laboratoire à la production industrielle de plusieurs tonnes par heure, en passant par l'échelle pilote moyenne. En fonction du débit, les extracteurs à ultrasons de Hielscher peuvent être utilisés en mode batch ou continu en ligne. Le choix du solvant dépend de vous, car les extracteurs à ultrasons Hielscher peuvent être utilisés en combinaison avec n'importe quel solvant. Tous les dispositifs d'extraction par ultrasons sont simples et sûrs à utiliser. En fonction de votre matière première, des capacités du procédé et de la cible de sortie, Hielscher vous propose l'ultrasonateur le mieux adapté.
Les processus d'extraction par ultrasons sont influencés par la matière première, le solvant et le débit. Divers accessoires tels que des sonotrodes (sondes) de tailles et de formes diverses, des cornes de stimulation, des cellules d'écoulement de volumes et de géométries variés, des capteurs de température et de pression enfichables et de nombreux autres gadgets sont disponibles pour assembler l'installation ultrasonique idéale pour votre processus d'extraction.
processeurs industriels Hielscher de la série HDT peut être utilisé confortable et convivial via la télécommande du navigateur.Le contrôle des processus est crucial pour obtenir des résultats reproductibles. C'est pourquoi tous les modèles numériques sont équipés d'un logiciel intelligent, qui permet d'ajuster, de surveiller et de réviser les paramètres d'extraction. Grâce au contrôle précis de l'amplitude, du temps de sonication et des cycles de travail, il est possible d'obtenir des résultats de processus optimaux tels qu'un rendement supérieur et une qualité d'extraction maximale. L'enregistrement automatique des données du processus de sonication est la base de la normalisation du processus et de la reproductibilité/répétabilité, qui sont nécessaires pour les bonnes pratiques de fabrication (BPF).

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

lot Volume Débit Appareils recommandés
1 à 500 ml 10 à 200 ml / min UP100H
10 à 2000mL 20 à 400 ml / min UP200Ht, UP400St
0.1 20L 00,2 à 4L / min UIP2000hdT
10 à 100l 2 à 10 L / min UIP4000hdT
n / a. 10 à 100 litres / min UIP16000
n / a. plus grand groupe de UIP16000

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Homogénéisateur à ultrasons UIP2000hdT pour l'extraction par lots agités de produits botaniques

Extraction de plantes par ultrasons - Lot de 30 litres - UIP2000hdT

Processeur ultrasonique UIP2000hdT (2kW) avec réacteur discontinu agité

Homogénéisateur ultrasonique UIP2000hdT (2kW) avec réacteur discontinu à agitation continue



Des faits aléatoires qui valent la peine d'être connus

Comment le CO2 fonctionne-t-il en tant que solvant ?

Le CO2 chauffé à plus de 90 degrés Fahrenheit et à une pression de 1000 livres par pouce carré est considéré comme supercritique. Le CO2 supercritique agira comme un solvant qui dissout les huiles.

Qu'est-ce que l'hivernage des extraits de cannabis ?

Afin d'hiverniser un extrait brut, l'extrait brut de cannabis est mélangé à de l'éthanol. Ensuite, la solution est placée dans un congélateur pour la refroidir. Le froid permet de séparer les composés par des différences de points de fusion et de précipitation. Lors du refroidissement, les graisses et les cires ayant un point de fusion plus élevé précipitent et peuvent ensuite être éliminées par filtration, centrifugation, décantation ou autres procédés de séparation. Enfin, l'éthanol doit être éliminé de la solution. Pour ce faire, il faut le faire bouillir. L'éthanol bout à une pression atmosphérique de 78,5 °C. Finalement, on obtient un extrait liquide pur d'huile de cannabis.

Les avantages nutritionnels des antioxydants

Les antioxydants agissent comme un puissant mécanisme de défense qui empêche les cellules de l'organisme d'être endommagées par le vieillissement, le stress, l'inflammation et la maladie. Les recherches montrent également que les antioxydants peuvent contribuer à renforcer le système immunitaire et présenter des propriétés anticancéreuses.
Les antioxydants sont des molécules qui capturent les radicaux libres. Les radicaux libres et autres espèces réactives de l'oxygène (ROS) proviennent soit de processus métaboliques réguliers et essentiels dans le corps humain, soit de sources externes telles que l'exposition aux rayons X, à l'ozone, au tabagisme, aux polluants atmosphériques et aux produits chimiques toxiques. Les radicaux libres sont produits lors de nombreuses réactions chimiques en chaîne dans le corps, à la suite du métabolisme aérobie. La formation et l'exposition aux radicaux libres font partie de nombreux processus métaboliques et ne peuvent être évitées. Un corps sain peut faire face à la formation normale de radicaux libres, les éliminer et les transformer en molécules inoffensives. Cependant, lors d'événements stressants ou dans des conditions environnementales néfastes, la charge de radicaux libres augmente et contribue à l'inflammation et au vieillissement. Une alimentation saine et équilibrée fournit des antioxydants qui désarment les radicaux libres oxydatifs.

On peut distinguer deux catégories d'antioxydants, les enzymes antioxydantes (par exemple les superoxydes dismutases, la catalase, la glutathion peroxydase), et les nutriments antioxydants, qui comprennent les vitamines, les minéraux et divers produits phytochimiques. Quelques classes de nutriments antioxydants sont énumérées ci-dessous :

  • vitamine E (α-tocophérol), vitamine C (acide ascorbique), bêta-carotène
  • glutathion, ubiquinol et acide urique
  • sélénium
  • les flavonoïdes (pigments polyphénoliques)

La vitamine C, l'acide urique, la bilirubine, l'albumine et les thiols sont des antioxydants hydrophiles qui éliminent les radicaux, tandis que la vitamine E et l'ubiquinol sont des antioxydants lipophiles qui éliminent les radicaux.
La puissance des antioxydants dans les aliments est mesurée par la valeur ORAC (Oxygen Radical Absobance Capacity). Selon l'USDA, les aliments suivants ont les valeurs ORAC les plus élevées et donc le meilleur pouvoir antioxydant :

    • Pruneaux : 5770
    • Raisins secs : 2830
    • Myrtilles : 2400

Les fruits et légumes sont riches en antioxydants. L'extraction par ultrasons est une méthode très efficace pour libérer et isoler les composés bioactifs tels que les antioxydants, les vitamines et les polyphénols des fruits et légumes.

  • Mûres : 2036
  • Kale : 1770
  • Les fraises : 1540
  • Épinards : 1260
  • Les framboises : 1220
  • Choux de Bruxelles : 980
  • Prunes : 949
  • La luzerne pousse : 930
  • Fleurs de brocoli : 890
  • Les betteraves : 840
  • Oranges : 750
  • Raisins rouges : 739
  • Poivron rouge : 710
  • Des cerises : 670
  • Kiwi : 602
  • Pamplemousse : 483
  • Oignon : 450

Littérature / Références

Hielscher Ultrasons fabrique des homogénéisateurs ultrasoniques haute performance pour la dispersion, l'émulsification et l'extraction cellulaire.

Homogénéisateurs ultrasoniques de haute puissance de laboratoires à pilote et Industriel échelle.