Stratégies pour des rendements plus élevés en extraction botanique

Pour produire avec une grande efficacité des extraits botaniques de qualité supérieure, c’est-à-dire des rendements élevés d’extraits de qualité supérieure en un temps d’extraction court, une technique d’extraction haute performance est nécessaire. L’extraction par ultrasons est une technique d’intensification des procédés qui permet d’utiliser un large éventail de matières premières et produit des rendements élevés d’extraits supérieurs de manière rapide et économique.

Extraits botaniques de qualité supérieure grâce aux ultrasons de puissance

Lorsqu’un composé bioactif spécifique ou une fraction bioactive est extrait d’une plante, divers facteurs influencent le procédé d’extraction. Outre la technologie d’extraction (p. ex. l’extraction par ultrasons), la polarité du solvant, la matière première et son prétraitement, le rapport solide/liquide (c’est-à-dire le rapport matière végétale/solvant), la durée d’extraction et la température sont des facteurs de procédé importants qui doivent être soigneusement pris en compte. L’extraction assistée par ultrasons (UAE) permet des conditions de traitement idéales, caractérisées à la fois par la douceur et par une grande efficacité. Le libre choix de solvants doux ou de l’extraction à l’eau froide, les basses températures et les durées de traitement courtes font de l’extraction par ultrasons la technique d’extraction supérieure, qui empêche la dégradation thermique ou chimique des molécules bioactives. En outre, l’UAE peut libérer la totalité des molécules bioactives disponibles dans la matière première végétale. C’est pourquoi l’ultrasonication est la technologie d’extraction la plus utilisée pour la production d’extraits de haute puissance.

Qu’est-ce qui rend l’extraction par ultrasons supérieure ?

L’extraction assistée par ultrasons (UAE) est une technique d’extraction très efficace, qui repose sur des forces purement mécaniques. La cavitation ultrasonore ou acoustique se caractérise par d’intenses forces de cisaillement ainsi que par des différentiels de température et de pression élevés apparaissant localement. Ces forces de cavitation très intenses provoquent ce que l’on appelle la sonoporation, c’est-à-dire la formation de nouveaux pores et l’élargissement des pores existants dans la membrane cellulaire, ainsi que la rupture des structures cellulaires végétales. Le flux de solvant intensifié par les ultrasons vers l’intérieur et l’extérieur de la cellule contribue à la libération rapide et complète des substances botaniques. N’utilisant que des forces mécaniques, l’UAE n’altère pas les molécules botaniques par des produits chimiques ou un traitement thermique intense et évite ainsi les altérations chimiques ou thermiques des substances bioactives présentes dans les plantes. Par conséquent, l’extraction par ultrasons produit des extraits à spectre complet de haute qualité qui offrent la totalité des effets des substances botaniques combinées, ce que l’on appelle l’effet d’entourage.
Extraction par ultrasons : technique douce et non thermique, mais très efficace, pour des rendements élevés d’extraits de qualité supérieure.

Comparaison de l’extraction par ultrasons avec d’autres techniques

L’extraction par ultrasons est une technique largement utilisée pour libérer et isoler des composés bioactifs tels que les antioxydants, les polyphénols, les polysaccharides, les protéines, les lipides, les cannabinoïdes et d’autres composés phytochimiques à partir de matières végétales. La sonication est la méthode privilégiée en raison de nombreux avantages, tels que des rendements d’extraction élevés/complets, un traitement rapide et non thermique, la compatibilité avec presque tous les solvants (p. ex. eau, éthanol, méthanol, isopropanol, huiles végétales, glycérine, etc.), un fonctionnement simple et sûr et un faible entretien, entre autres.
Le tableau ci-dessous compare l’extraction par ultrasons avec d’autres méthodes d’extraction conventionnelles et souligne les avantages de l’UAE.

Pourquoi l’extraction par ultrasons est-elle si efficace ?

Le mécanisme d’intensification de l’extraction par les ultrasons de puissance est principalement attribué au phénomène de cavitation acoustique. La cavitation ultrasonore provoque des collisions entre les particules de la biomasse végétale, ce qui entraîne un fractionnement interparticulaire et une réduction de la taille des particules. Lorsque des bulles de cavitation implosent à la surface des solides végétaux, l’érosion et la sonoporation augmentent encore la surface des particules. Le transfert de masse ainsi intensifié facilite la libération de molécules telles que protéines, lipides, sucres, vitamines, antioxydants, composés phytochimiques et fibres alimentaires. Les forces de cisaillement générées par ultrasons améliorent respectivement la pénétration du solvant dans la matrice cellulaire de la matière végétale et la perméabilité des membranes cellulaires. Ces mécanismes des ultrasons de puissance sont responsables de l’intensification significative du procédé obtenue lorsque l’ultrasonication est appliquée à l’extraction botanique.

Obtenez des informations techniques sur les extracteurs à ultrasons Hielscher et leurs avantages !

Hielscher Ultrasonics conçoit, fabrique et distribue des extracteurs à ultrasons haute performance pour le traitement par lots et en continu à toutes les échelles de production. Outre les normes techniques les plus élevées, une robustesse exceptionnelle et un fonctionnement 24/7/365 pour une exploitation très efficace, les appareils à ultrasons Hielscher sont faciles et fiables à utiliser. Une grande efficacité, un logiciel intelligent, un menu intuitif, l’enregistrement automatique des données et la commande à distance via navigateur ne sont que quelques-unes des caractéristiques qui distinguent les extracteurs Hielscher des autres équipements d’extraction.

Avantages des extracteurs à ultrasons Hielscher

Efficacité

• Rendements plus élevés
• Procédé d’extraction rapide – en quelques minutes
• Extraits de haute qualité – extraction douce et non thermique
• Solvants verts (eau, éthanol, glycérine, huiles végétales, etc.)

Simplicité

• Plug and play – installation et formation en quelques heures
• Capacité de traitement élevée – pour la production d’extraits à grande échelle
• Fonctionnement par lots ou en continu en ligne
• Installation simple – compatible avec plusieurs tensions, et seulement quatre raccords de tuyaux
• Mobile
• Montée en échelle linéaire – ajoutez un autre système à ultrasons en parallèle pour augmenter la capacité
• Surveillance et commande à distance – via PC, smartphone ou tablette
• Aucune supervision du procédé requise – configurer et lancer
• Haute performance – conçu pour une production continue 24/7
• Robustesse et faible entretien
• Haute qualité – conçu et fabriqué en Allemagne
• Chargement et déchargement rapides entre les lots
• Facile à nettoyer

Sécurité

• Utilisation simple et sûre
• Extraction sans solvant ou à base de solvant (eau, éthanol, huiles végétales, glycérine, etc.)
• Pas de pressions ni de températures élevées
• Systèmes antidéflagrants certifiés ATEX disponibles
• Facile à contrôler (également par commande à distance)

Solvants pour l’extraction par ultrasons
Choisissez le solvant idéal pour votre procédé d’extraction : eau, mélange eau-alcool, alcool isopropylique, hexane, éthanol, méthanol, butane, huiles végétales, glycérine,
solvants non toxiques ainsi que tous les autres solvants standard sont compatibles avec l’extraction par ultrasons.
Extraction par ultrasons à l’eau froide : Bien que l’eau soit techniquement un solvant, le solvant dit universel, une extraction à base d’eau est en général considérée comme une extraction sans solvant. Une extraction par ultrasons sans solvant ne nécessite aucune substance étrangère. La suspension d’eau et de matière végétale est soumise à la sonication afin de rompre les parois cellulaires de la plante, de sorte que les molécules bioactives soient libérées dans l’eau (solvant). La sonication est une méthode purement mécanique, qui n’altère chimiquement ni la matière première ni l’extrait. C’est pourquoi l’extraction par ultrasons est la technique privilégiée pour produire des extraits botaniques de haute qualité.

Appareil à ultrasons à sonde UIP1000hdT avec agitateur pour la production d’extraits botaniques tels que les cannabinoïdes (p. ex. CBD, THC, CBG)

Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos extracteurs à ultrasons (traitement par lots et en flux continu) :