Extraction par ultrasons des huiles comestibles

Les huiles alimentaires sont utilisées pour de nombreuses applications dans la cuisine et la production alimentaire. L'extraction mécanique des huiles alimentaires empêche la dégradation des huiles. L'extraction ultrasonique des huiles alimentaires est une méthode supérieure pour libérer les huiles des graines, des noyaux et des fruits. En tant que technique d'extraction non thermique, l'extraction ultrasonique permet d'obtenir des huiles comestibles de haute qualité qui se distinguent par des rendements plus élevés et un temps de traitement réduit.

Intensification de la production d'huile comestible par sonication

L'extraction par ultrasons est largement utilisée pour libérer les matières intracellulaires précieuses du matériel végétal. Les extraits ciblés comprennent les lipides/acides gras, les protéines, les vitamines, les polyphénols et d'autres composés bioactifs. En tant que technique d'intensification du processus, l'extraction ultrasonique des huiles comestibles, telles que l'huile d'olive extra vierge, l'huile d'avocat, l'huile de graines de tournesol, l'huile de lin, entre autres, augmente le rendement de l'huile extraite (acides gras), raccourcit le temps d'extraction et réduit ou évite la consommation de solvants. En tant que technique d'extraction non thermique, le principe de fonctionnement de l'extraction assistée par ultrasons est basé sur le phénomène de cavitation acoustique. La cavitation acoustique, ou ultrasonique, crée des forces de cisaillement intenses qui perturbent les parois cellulaires et augmentent le transfert de masse entre l'intérieur des cellules et le solvant environnant. L'extraction par ultrasons est donc la technique la plus performante pour libérer et isoler les composés piégés dans les cellules végétales.

Études de cas pour l'extraction d'huile comestible par ultrasons

L'extraction par ultrasons a été testée et s'est avérée efficace avec divers fruits et graines oléagineuses.

Extraction de l'huile de tournesol par ultrasons

Moradi et al. (2018) ont étudié l'influence de l'extraction assistée par ultrasons sur le rendement en huile et la composition en nutriments de graines de tournesol décortiquées et non décortiquées. Ils ont utilisé un UP400S (400watts, 24kHz) pour extraire l'huile de tournesol des graines de tournesol en utilisant le n-hexane comme solvant.
Afin d'évaluer les résultats de l'extraction, l'huile a également été extraite par extraction conventionnelle par lots de solvants et par extraction Soxhlet à l'aide de n-hexane pour toutes les méthodes d'extraction.
L'extraction ultrasonique de l'huile de tournesol a donné les rendements en huile les plus élevés avec 45,44 ± 0,27% et 23,71 ± 0,22% pour les graines de tournesol non décortiquées et décortiquées, respectivement. Dans les tourteaux de tournesol épuisés par ultrasons, il restait moins de 4 % et 5 % d'huile résiduelle pour les graines de tournesol non décortiquées et décortiquées.
La durée de l'extraction par ultrasons a été réduite à 105 minutes seulement, tandis que l'extraction par Soxhlet a nécessité 6 heures et l'extraction par lots de solvants a exigé une durée de traitement de 10 heures.
L'analyse par chromatographie en phase gazeuse a montré que l'extraction assistée par ultrasons améliore la qualité des huiles extraites et de l'acide α-linolénique de manière significative.

Chromatogramme en phase gazeuse de l'huile extraite de graines de tournesol décortiquées par ultrasons
Étude et graphique par : Moradi et al. 2018

Extraction ultrasonique de l'huile d'olive extra vierge

Servili et al. (2019) ont intégré un appareil à ultrasons de 4 kW. UIP4000hdT dans une ligne de malaxage d'huile d'olive conventionnelle. Le traitement mécanique de la pâte d'olive par sonication améliore les performances du processus d'extraction, augmentant ainsi la capacité d'extraction des moulins à huile d'olive. La pression étant un facteur important, la sonication a été réalisée à l'aide d'une cellule d'écoulement ultrasonique avec cascatrode à 3,5 bars. L'extraction par ultrasons n'a provoqué aucune altération des principaux paramètres de qualité légaux et a eu un impact positif sur la composition phénolique de l'huile d'olive extra vierge (EVOO) à une pression élevée de 3,5 bars. La malaxation de la pâte d'olive assistée par ultrasons permet d'obtenir des rendements plus élevés et d'améliorer la composition phénolique de l'huile d'olive extra vierge.
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Extraction ultrasonique de l'huile d'avocat

Martinez-Oadilla et al. (2018) ont montré dans leur étude que la sonication à l'aide d'un UIP1000hdT (20kHz, 1000W) pour le traitement de la purée d'avocat non malaxée a permis d'améliorer l'extractibilité en récupérant 15 à 24 % d'huile supplémentaire.
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Extraction ultrasonique de l'huile de lin

Gutte et al. (2015) ont utilisé les ultrasons pour extraire l'huile des graines de lin moulues en utilisant le n-hexane comme solvant. Le dichlorométhane, l'éther de pétrole ou l'éthanol peuvent également être utilisés comme solvants. L'extraction par ultrasons a permis d'améliorer le rendement de l'extraction de 11,5 % en utilisant une quantité de solvant similaire à celle de l'extraction conventionnelle. L'analyse chromatographique a montré qu'il n'y avait pas d'effets significatifs tels que la dégradation de l'acide α-linolénique (ω-3) par l'extraction ultrasonique. L'étude montre que la sonication augmente le rendement d'extraction de l'huile comestible et réduit le temps d'extraction tout en maintenant un profil nutritionnel élevé de l'huile de lin.

Effets synergiques de l'extraction d'huile par ultrasons

L'extraction par ultrasons peut être appliquée en tant que méthode unique pour libérer l'huile des graines et des fruits riches en huile. Elle peut également être intégrée ou installée ultérieurement dans des installations de production d'huile comestible conventionnelles/existantes afin d'augmenter le rendement et la qualité de l'huile. Les systèmes d'extraction par ultrasons peuvent être facilement installés en tant que prétraitement ou post-traitement de la malaxation, en combinaison avec l'extraction Soxhlet ou derrière une presse à huile mécanique ou un expeller.
L'équipement d'extraction ultrasonique de Hielscher est facile à installer, ne nécessite que très peu d'espace (faible encombrement) et peut donc être installé dans des moulins à huile existants. Grâce à leur robustesse et à leur qualité industrielle, les ultrasons industriels Hielscher sont conçus pour fonctionner 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, sous de lourdes charges et dans des environnements exigeants.
Augmentez le rendement et la qualité de votre huile avec Hielscher Ultrasonics !

Extracteurs ultrasoniques haute performance pour la production d'huile comestible

Pour le traitement de qualité alimentaire des huiles comestibles au niveau industriel, un équipement ultrasonique de haute performance est nécessaire pour traiter de grands volumes de graines oléagineuses dans un système de flux continu. Hielscher Ultrasonics est un fournisseur expérimenté et fiable d'équipements d'extraction par ultrasons de haute performance, qui sont intégrés dans le monde entier dans les usines de fabrication de produits alimentaires.
Les ultrasons sophistiqués de Hielscher Ultrasonics peuvent être commandés avec précision et permettent à l'opérateur de contrôler entièrement les paramètres importants du processus, tels que l'amplitude, la pression, la température et la durée de sonification.
La vaste gamme d'accessoires tels que les sonotrodes (sondes), les cornets amplificateurs, les réacteurs à cellules d'écoulement et d'autres accessoires permet de configurer le système d'extraction par ultrasons en fonction de la matière première traitée et du résultat escompté.
Les ultrasons Hielscher Ultrasonic de grande puissance permettent de traiter facilement des boues à forte teneur en solides, c'est-à-dire un rapport élevé entre les solides (graines) et le solvant.

Contrôle de la température pendant le traitement par ultrasons

L'extraction assistée par ultrasons étant une méthode de traitement non thermique, la dégradation thermique des composés nutritionnels sensibles à la chaleur peut être évitée. Les réacteurs à cellules d'écoulement à ultrasons Hielscher sont équipés d'une enveloppe de refroidissement pour la dissipation de la chaleur. En outre, l'apport d'énergie peut être exactement adapté aux conditions de traitement optimales, par exemple en utilisant le mode de pulsation de l'extracteur ultrasonique. L'extraction ultrasonique des huiles comestibles à basse température évite la décomposition thermique des huiles extraites et minimise la perte de composés bioactifs.

Surveillance des processus par ultrasons

Tous les ultrasons numériques Hielscher – du laboratoire à la taille industrielle – sont équipés d'un logiciel intelligent qui facilite le contrôle, la surveillance et la révision du processus ultrasonique. L'amplitude, la limite de l'apport d'énergie, les cycles d'impulsion et le temps de sonification peuvent être préréglés à l'aide du logiciel convivial. L'écran tactile couleur permet d'accéder facilement au menu et de le manipuler de manière intuitive. La télécommande du navigateur permet à l'opérateur de faire fonctionner et de surveiller le système ultrasonique à distance.
Toutes les données importantes du processus ultrasonique (telles que l'amplitude, la température, la pression, l'énergie nette, l'énergie totale, l'heure et la date) sont automatiquement stockées sur une carte SD intégrée. L'enregistrement automatique des données est très apprécié dans l'industrie alimentaire et pharmaceutique, car il permet au fabricant de produits alimentaires de revoir les conditions de traitement de n'importe quel lot sonifié. Cela permet de standardiser le processus, d'obtenir une qualité constante et élevée et de mettre en œuvre les bonnes pratiques de fabrication (BPF).
 

Sonicateur UIP4000hdT pour le traitement en ligne des graines oléagineuses afin d'obtenir des rendements plus élevés d'huiles comestibles de haute qualité

 
Les sonicateurs industriels de Hielscher Ultrasonics peuvent fournir des amplitudes très élevées. Des amplitudes allant jusqu'à 200µm peuvent être facilement exploitées en continu, 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7. Pour des amplitudes encore plus élevées, des sonotrodes ultrasoniques personnalisées sont disponibles. La robustesse de l'équipement ultrasonique de Hielscher permet un fonctionnement 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, dans des conditions difficiles et dans des environnements exigeants.
Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasons :