Extraction de fluides supercritiques améliorée par les ultrasons de puissance

L'extraction par ultrasons, seule ou en combinaison avec d'autres méthodes d'extraction telles que l'extraction par solvant ou l'extraction par CO₂ est utilisé avec succès pour extraire tout le spectre des cannabinoïdes de la plante de cannabis (chanvre et marijuana). Dans la marijuana, le principal cannabinoïde est le Δ9-tétrahydro-cannabinol (Δ9-THC), dont les effets psychotropes sont bien connus. D'autres cannabinoïdes importants ayant une activité psychotrope moindre ou nulle peuvent être trouvés à la fois dans le chanvre et la marijuana, et comprennent l'acide cannabidiolique (CBDA), le cannabidiol (CBD), le cannabigérol (CBG), le cannabichromène (CBC), le cannabinol (CBN), et le cannabicyclol (CBL), ainsi que d'autres homologues associés à la C19.

Amélioration par ultrasons du CO₂ Extraction

La combinaison d'ultrasons de forte puissance et d'extracteurs de fluide supercritique (SFE) est une méthode très efficace et propre pour accélérer et améliorer les processus de transfert de masse. Le transfert de masse entre la matière première (par exemple, les plantes médicinales telles que les feuilles, les fleurs, les bourgeons, etc.) et le solvant (par exemple, le CO₂) est le facteur limitant des processus d'extraction. Le transfert de masse étant limité, l'efficacité de l'extraction est réduite. Pour compenser ce manque d'efficacité, il faut soit augmenter le temps d'extraction, soit sacrifier le rendement de l'extraction.
Les ultrasons puissants sont une technologie éprouvée qui permet d'intensifier les réactions lentes en améliorant le transfert de masse entre les deux phases. Grâce à des vibrations intenses, des forces de cisaillement et des turbulences d'agitation, les ultrasons de puissance exposent la matière première d'extraction au solvant à un taux nettement plus élevé. Il en résulte des rendements d'extraction supérieurs et un temps d'extraction réduit. Les ultrasons améliorent l'efficacité de l'extraction de tout type d'extracteur de fluide supercritique :

• en augmentant le rendement
• en raccourcissant le temps d'extraction
• en réduisant la pression requise
• en améliorant la capacité de production globale

L'amélioration par ultrasons du transfert de masse dans les procédés d'extraction de CO2 supercritique peut être facilement réalisée en intégrant une sonde ultrasonique haute performance, telle qu'une Cascatrode, dans l'extracteur de fluide supercritique. Les sondes Hielscher Ultrasonics (également connues sous le nom de cornes ultrasoniques, sonotrodes) peuvent être connectées par l'intermédiaire d'une bride standard et sont compatibles avec les connecteurs swedge lock. L'installation et l'utilisation sont ainsi simples et sûres. Comme tous les appareils à ultrasons Hielscher connus pour leur robustesse et leur performance continue, un système une fois installé ne nécessite que peu d'entretien.

Extracteur ultrasonique intégré dans un système de CO2 supercritique pour améliorer le transfert de masse. Cela permet d'augmenter le rendement de l'extraction et de réduire le temps et la température d'extraction.figure et étude : Hu et al. 2007

Étude de cas pour l'amélioration par ultrasons du CO₂ Extraction

Extraction du gingembre : Balachandran et al. (2006) ont étudié l'efficacité de l'extraction de CO2 supercritique assistée par ultrasons en utilisant la méthode Hielscher Ultrasonateur UIP500hdT. Ils ont étudié l’influence des ultrasons sur l’extraction supercritique à l’aide de gingembre lyophilisé. “Le rendement en composés piquants du gingembre est considérablement augmenté sous l’influence des ultrasons, avec des améliorations allant jusqu’à 30 % vers la fin de la période d’extraction.” (Balachandran et al., 2006)
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