Production d'ingrédients aromatiques par ultrasons
L'extraction d'arômes par ultrasons est un processus hautement efficace et durable qui augmente le rendement tout en réduisant considérablement le temps de traitement. Utilisant des solvants sûrs et écologiques, la technologie des ultrasons offre une méthode d'extraction verte avec une efficacité énergétique accrue, ce qui en fait une alternative respectueuse de l'environnement aux techniques d'extraction traditionnelles.
extraits botaniques – Amélioration par sonication
L'extraction par ultrasons est une technique commercialisée pour la production d'extraits de haute qualité pour l'industrie alimentaire. & les industries des boissons, des produits pharmaceutiques et des cosmétiques.
“Grâce aux ultrasons, des extractions complètes peuvent désormais être réalisées en quelques minutes avec une grande reproductibilité, ce qui permet de réduire la consommation de solvant, de simplifier la manipulation et l'élaboration, d'obtenir une plus grande pureté du produit final, d'éliminer le post-traitement des eaux usées et de ne consommer qu'une fraction de l'énergie fossile normalement nécessaire pour une méthode d'extraction conventionnelle telle que l'extraction Soxhlet, la macération ou la distillation Clevenger. Plusieurs catégories de composants alimentaires tels que les arômes, les pigments, les antioxydants et d'autres composés organiques et minéraux ont été extraits, analysés et formulés efficacement à partir d'une variété de matrices (principalement des tissus animaux, des microalgues, des levures, des aliments et des matières végétales).” [Chemat et al. 2017]
En tant que leader du marché, Hielscher Ultrasonics a établi une large base de données de connaissances sur les processus d'extraction par ultrasons, y compris l'extraction d'épices, d'herbes, de fleurs, de fruits et de légumes pour la production d'arômes et de parfums. Hielscher Ultrasonics a acquis des connaissances approfondies sur l'extraction de diverses matières végétales telles que café, safran, raisins (vin), chêne, feuilles de thélavande, menthe, stéviapiments, vanille, cacao, feuilles de bolduset bien d'autres.
Les procédés d'extraction par ultrasons peuvent être réalisés avec presque tous les solvants tels que l'eau, l'alcool, l'éthanol aqueux, la glycérine, les huiles, l'isopropanol, l'hexane, le benzène, etc.
Pour la production d'arômes, de parfums et de composants actifs, qui seront utilisés comme ingrédients dans l'alimentation & Dans les industries des boissons, des produits pharmaceutiques, des cosmétiques et des parfums, l'utilisation de solvants non dangereux et écologiques, tels que l'eau et l'alcool, présente un grand avantage.
Installation industrielle de l'extracteur ultrasonique UIP4000hdT pour la production d'extraits botaniques.
- Sonication
- thermo-sonication
- Mano-Sonication
- thermo-mano-sonication
- Soxhlet ultrasonique (Sono-Soxhet)
- Extraction supercritique par ultrasons
La méthode ultrasonique permet une meilleure extraction que la plupart des procédés d'extraction conventionnels, par exemple la macération, en termes de durée du processus, de rendement plus élevé, d'économie d'énergie, de propreté, de sécurité et de qualité du produit. En particulier pour la production d'aliments, de boissons et d'additifs pharmaceutiques et cosmétiques, la technique verte d'extraction par ultrasons présente un grand avantage en termes de sécurité des produits.
Emulsions aromatiques transparentes
Les émulsions sont un additif courant pour fonctionnaliser les aliments et les boissons en termes de saveur, de valeur nutritionnelle et de stabilité. Pour la formulation des boissons en particulier, la limpidité est un facteur important, car le produit final doit répondre non seulement à des normes de qualité et de nutrition, mais aussi à des normes optiques. Pour les boissons et les aliments limpides, cela signifie que l'additif d'émulsion ne doit pas interférer avec l'objectif de qualité finale visé. Une émulsion claire est donc plus facile à traiter. En raison de leur taille, les nanoémulsions sont transparentes et translucides (du moins à l'œil nu). En raison de leur grande stabilité cinétique, de leur faible viscosité, de leur grande transparence et de leur grande stabilité face à la sédimentation, au crémage, à la coalescence et à la floculation, elles sont largement utilisées comme ingrédients.
Plus la taille des gouttelettes/particules est importante, plus le produit final est opaque. Pour la formulation de boissons transparentes, l'utilisation d'une émulsion transparente avec des nano-gouttelettes donne les meilleurs résultats. L'émulsification par ultrasons permet de produire des émulsions E/H, H/E, inversées, ainsi que des émulsions doubles ou multiples E/H/E avec des gouttelettes de taille nanométrique (appelées miniémulsions, nanoémulsions, émulsions ultrafines ou émulsions submicroniques). La taille des gouttelettes peut être ajustée et contrôlée par les paramètres du procédé ultrasonique. Les sonicateurs Hielscher sont contrôlables avec précision pour obtenir des résultats optimaux et reproductibles.
Extraction ultrasonique des herbes
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Encapsulation d'arômes par ultrasons
L'utilisation des liposomes dans les produits pharmaceutiques et alimentaires est en constante augmentation. Les liposomes peuvent être utilisés comme vecteurs de molécules actives, par exemple des nutriments et des médicaments. Par sonication, les liposomes peuvent être formés par émulsification d'une suspension lipide/eau ou par sonication de vésicules multilamellaires (MLV). Par le processus d'émulsion ultrasonique, les bicouches lipidiques sont brisées en fractures plus petites, de sorte que ces morceaux se transforment en petites vésicules unilamellaires (SUV) composées de phospholipides. Pendant le processus de sonication, les ingrédients actifs peuvent être encapsulés dans les liposomes.
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Systèmes d'extraction par ultrasons
Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos systèmes d'extraction par ultrasons les plus populaires :
- Solvants verts
- rendements plus élevés
- temps d'extraction plus court
- Sécurité
- un retour sur investissement rapide
- Faibles coûts
Extraction supercritique par ultrasons
L'extraction par fluide supercritique et par CO2 supercritique est l'une des techniques d'extraction les plus importantes pour la production d'arômes et de parfums.
Le dioxyde de carbone supercritique est un solvant sélectif dont la densité est réglable. Sa sélectivité et son pouvoir solvant dépendent de la densité variable qui peut être influencée par la pression et la température.
En combinant l'extraction supercritique et la sonication, il devient possible d'utiliser des solvants de qualité alimentaire tels que l'alcool ou l'eau tout en obtenant des taux d'extraction et des rendements élevés.
Utilisez le formulaire ci-dessous pour obtenir plus d'informations sur nos systèmes d'extraction par ultrasons et leurs applications !
Regardez dans la vidéo ci-dessous une comparaison entre l'extraction par ultrasons et la macération conventionnelle de feuilles d'armoise fraîches dans de l'eau. La sonication ne produit pas seulement un ribwort puissant en quelques secondes, mais la couleur de l'extrait indique également une différence de qualité. Alors que l'extrait ultrasonique est d'un vert profond, l'extrait macéré pendant 20 jours a une couleur brunâtre qui indique une dégradation oxydative des composés bioactifs.
La couleur vert foncé de l'extrait ultrasonique de ribwort met en évidence l'efficacité supérieure de la technologie ultrasonique dans la production d'un extrait à spectre complet. L'extraction botanique par ultrasons est plus rapide, plus puissante et plus efficace. L'extraction ultrasonique à haut rendement de l'UP200Ht produit un extrait d'armoise à spectre complet.
Littérature / Références
- Dent, M.; Dragović-Uzelac, V; Elez Garofulić, I.; Bosiljkov, T.; Ježek, D.; Brnčić, M. (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound-assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from Sage (Salvia officinalis L.). Chem. Biochem. Eng. Q., 29 (3), 2015. 475–484.
- Djenni, Z.; Pingret, D.; Mason, T.J.; Chemat, F. (2013): Sono–Soxhlet: In Situ Ultrasound-Assisted Extraction of Food Products. Food Anal. Methods 6, 2013. 1229-1233.
- Petigny, L.; Périno-Issartier, S.; Wajsman, J.; Chemat, F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). Int. J. Mol. Sci. 2013, 14, 5750-5764.
- Sicaire, Anne-Gaëlle; Vian, Maryline Abert; Fine, Frédéric; Carré, Patrick; Tostain, Sylvain; Chemat, Farid (2016): Ultrasound induced green solvent extraction of oil from oleaginous seeds. Ultrasonics Sonochemistry (2016), Vol. 31. 319-329.
- Šic Žlabur, J.; Voća, S.; Dobričević, N.; Brnčić, M.; Dujmić, F.; Rimac Brnčić, S. (2015): Optimization of ultrasound assisted extraction of functional ingredients from Stevia rebaudiana Bertoni leaves. Int. Agrophys. 29, 2015. 231-237.
En savoir plus sur l'extraction par ultrasons
L'extraction par ultrasons est une méthode bien connue et fiable pour produire des extraits à partir de diverses matières premières végétales. Les ultrasons à haute puissance augmentent le transfert de masse entre la matière première et le solvant en poussant le solvant dans la structure cellulaire et en l'évacuant à une vitesse d'environ 20 000 fois par seconde (à 20 kHz). La sonication s'est avérée être une méthode très douce, mais très efficace. – pour obtenir des rendements plus élevés et des extraits de meilleure qualité dans un temps de traitement plus court !
Les matériaux suivants ont déjà été extraits avec succès par ultrasons :
épices: safran, piments (par ex. capsaïcine), gingembre, cannelle, vanilline / vanille, acide rosmarinique, sauge, romarin, majoram, basilic, etc.
herbesLes plantes médicinales les plus courantes sont : la menthe poivrée, les thés (noir, vert, Pai Mu Tan, jasmin, rooibos, honeybush), la menthe verte, la stévia, le cannabis, etc.
fleursLes plantes médicinales sont les suivantes : lavande, patcholi, ylang-ylang, rose, etc.
Fruits et légumes: vin, raisin / pépins de raisin, café, cacao, olives, orange / écorce d'orange, tomate, graines de guarana, graines oléagineuses (amandes, graines de soja, graines de papaye, graines de lin, tournesol, colza), écorces de pomgranate, épinards, mûres, racines, etc.
les micro-organismesalgues marines, spiruline, microalgues (microalgues Nannochloropsis spp, microalgues Nannochloropsis oculata, microalgues Dunaliella salina), cyanobactéries Synechococcus sp., levure Xanthophyllomyces dendrorhous, levure Trichosporon oleaginosisus, champignon oléagineux, champignon Cordyceps sinensis.
Les extraits ciblés, obtenus par sonication, sont des huiles essentielles, des vitamines, des lipides, des protéines et des phytocomplexes tels que des phénols, des antioxydants, des polysaccharides, des oléorésines, des esters, des essences, des hydrolysats de protéines, des acides aminés, des saponines, des flavonoïdes, des alcaloïdes (par ex.morphine, codéine, thébaïne), pigments/colorants (caroténoïdes, chlorophylle, phycocyanine), anthocyanes, limonène, alantolactone, isoalantolactone et autres substances actives.
À propos de Green Extraction
L'extraction verte est axée sur des méthodes durables et respectueuses de l'environnement. Par conséquent, la réduction de la consommation d'énergie du processus, l'utilisation de solvants alternatifs et de matières premières naturelles renouvelables sont des facteurs clés de l'extraction verte. L'objectif est de garantir un extrait sûr et de haute qualité. Pour obtenir un produit sûr et de haute qualité, il est important d'utiliser des solvants alternatifs, recyclables et plus sûrs. En réduisant la toxicité globale du processus et des produits finaux, les consommateurs bénéficient d'un produit plus sain et plus sûr et les producteurs créent un environnement de traitement plus sûr pour leurs employés.