Extraction du tabac par ultrasons
L'extraction conventionnelle du tabac est un processus lent et long, qui implique l'utilisation de solvants toxiques à haute température, ce qui rend le processus dangereux.
L'extraction assistée par ultrasons des alcaloïdes du tabac peut être réalisée à l'aide d'eau ou de solvants doux dans un processus rapide de quelques minutes. Les alcaloïdes extraits par ultrasons, comme la nicotine du tabac, sont libérés selon une procédure rapide et très efficace, qui donne des rendements élevés d'un extrait à spectre complet (contenant de la nicotine, de la nornicotine, de l'acide chlorogénique, de l'acide 5-caféoylquinique, de la rutine, de l'acide caféique et de la scopoletine, du solanésol, etc.)
Extraction ultrasonique du tabac
L'extraction assistée par ultrasons (EAU) est une méthode d'extraction rapide, efficace et pratique, basée sur l'application des ultrasons de puissance. Les ondes ultrasonores intenses génèrent des micro-mouvements rapides et une cavitation acoustique dans les systèmes solide-liquide (par exemple, les matières végétales dans les solvants, par exemple, les feuilles de tabac dans l'éthanol), ce qui entraîne un transfert de masse accru ainsi qu'un processus d'extraction accéléré. En comparaison avec d'autres techniques d'extraction avancées telles que l'extraction par fluide supercritique et l'extraction par paires d'ions, l'extraction assistée par ultrasons est nettement plus économique, plus écologique, plus sûre et plus facile à utiliser. Par conséquent, l'extraction par ultrasons est la technique d'extraction préférée pour libérer les composés bioactifs des plantes médicinales.
L'extraction par ultrasons donne un extrait à large spectre, contenant de la nicotine, qui est l'alcaloïde primaire du tabac avec 94-98% de l'alcaloïde total, ainsi que les alcaloïdes nornicotine, anabasine, anatabine, cotinine et myosmine.
SonoStation – un système à ultrasons avec 2x Ultrasons 2kW, Cuve agitée et la pompe – est un système d'extraction convivial.
Extraits de tabac à spectre complet avec sonication
Les alcaloïdes tels que la nicotine et la nornicotine, l'acide chlorogénique, les composés phénoliques, le solanesol et d'autres composés bioactifs peuvent être isolés rapidement, efficacement et sans danger par extraction ultrasonique. L'extraction conventionnelle du tabac implique l'utilisation de solvants toxiques tels que l'heptane à haute température, ce qui rend le processus d'extraction dangereux. L'ensemble du processus d'extraction conventionnel prend environ 24 heures et prend donc beaucoup de temps.
L'extraction par ultrasons peut se faire par extraction à l'eau froide ou à l'aide de solvants doux comme l'éthanol ou le mélange éthanol-eau à température ambiante ou à température légèrement élevée. La sonication prend quelques minutes, ce qui transforme l'extraction en une procédure rapide. De plus, l'utilisation d'eau ou de solvants doux est totalement sûre et pratique.
Les extraits à spectre complet produits par ultrasons contiennent l'alcaloïde primaire nicotine ainsi que les alcaloïdes secondaires ou mineurs tels que l'anabasine ou la 3-(2-pipéridinyl)pyridine, l'anatabine ou la 3-(2-1,2,3,6-tétrahydropyridyl)pyridine, la cotinine ou la 1-méthyl-5-(3-pyridyl)-2-pyrrolidinone), 2,3'-dipyridyl ou isonicotéine, N-formylnornicotine ou 2-(3-pyridyl)pyrrolidinecarbaldéhyde, myosmine ou 3-(1-pyrrolin-2-yl)pyridine, nornicotine ou 3-(pyrrolidin-2-yl)pyridine, et bêta-nicotyrine ou 3-(1-méthylpyrrol-2-yl)pyridine.
La teneur de ces alcaloïdes varie en fonction des espèces de tabac et des produits du tabac. Alors que la nicotine est l'alcaloïde primaire avec 94 à 98 % de la teneur totale en alcaloïdes, la nornicotine et l'anatabine sont les deux alcaloïdes secondaires les plus abondants, chacun représentant environ 2 à 6 % de la teneur totale en alcaloïdes du tabac.
- rendements plus élevés
- haute qualité
- Extraction rapide
- Processus doux et non thermique
- Eau ou solvant
- Simple & fonctionnement sûr
Choisissez parmi une large gamme de solvants
Grâce à l'extraction par ultrasons, vous pouvez choisir parmi différents solvants, notamment l'eau, l'alcool, l'éthanol, le méthanol, les mélanges éthanol-eau ou des solvants puissants comme l'heptane ou l'hexane. Tous les premiers solvants cités ont déjà été testés avec succès et se sont avérés efficaces pour l'isolation de composés bioactifs tels que les alcaloïdes, les terpénoïdes, les phénoliques et le solanésol à partir de plants de tabac. La sonication peut être utilisée pour l'extraction à l'eau froide sans solvant (par exemple pour préparer des extraits organiques) ou peut être combinée avec un solvant de votre choix.
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sonificateur UP400St (400 watts) pour l'extraction d'alcaloïdes tels que la nicotine et l'harmala des feuilles de tabac.
Extracteurs à ultrasons haute performance
L'équipement ultrasonique de Hielscher est un outil d'extraction courant pour l'isolation des composés bioactifs des plantes. Fournissant des extracteurs à ultrasons pour toutes les échelles de traitement, Hielscher est en mesure de vous recommander le système à ultrasons le plus adapté à vos besoins. Commencer par un système compact mais puissant systèmes de laboratoire pour l'analyse et les essais de faisabilité, Hielscher propose une gamme complète allant des ultrasonateurs de laboratoire et d'usine pilote jusqu'aux ultrasons entièrement industriels des réacteurs. Offrant toute la largeur de bande des processeurs ultrasoniques, Hielscher a la configuration idéale pour votre processus d'extraction. En fonction du volume et de l'objectif de votre procédé, l'extraction par ultrasons peut être effectuée en mode discontinu ou en flux continu. De nombreux accessoires tels que les sonotrodes, les cornes d'amplification, les cellules d'écoulement et les réacteurs permettent d'équiper le processeur à ultrasons pour atteindre les objectifs du processus de manière idéale.
Les processeurs à ultrasons de Hielscher peuvent être contrôlés avec précision et les données du processus sont automatiquement enregistrées sur la carte SD intégrée de nos systèmes numériques à ultrasons. Le contrôle fiable des paramètres du processus garantit une qualité de produit élevée et constante. L'enregistrement automatique des données des paramètres du processus permet une normalisation facile du processus et le respect des bonnes pratiques de fabrication (BPF).
La robustesse de l'équipement ultrasonique de Hielscher permet un fonctionnement 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, dans des environnements difficiles et exigeants. Une utilisation simple et sûre ainsi qu'une maintenance réduite font des systèmes à ultrasons Hielscher le cheval de trait fiable de votre production.
Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasonicators:
| lot Volume | Débit | Appareils recommandés |
|---|---|---|
| 00,5 à 1,5 ml | n / a. | VialTweeter |
| 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 | UIP4000 |
| n / a. | 10 à 100 litres / min | UIP16000 |
| n / a. | plus grand | groupe de UIP16000 |
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UIP2000hdTun puissant ultrasonateur à haute performance de 2 kW
Littérature / Références
- Vinatoru, M. (2001): An overview of the ultrasonically assisted extraction of bioactive principles from herbs. Ultrasonics Sonochemistry 8(3):303-13.
- Chen, P.X.; Qian, N.; Burton, H.R.; Moldoveanu, S.C. (2005): Analysis of Minor Alkaloids in Tobacco: A Collaborative Study. Contributions to Tobacco Research, Vol.21 / No.7; October 2005.
Qu'il faut savoir
Pourquoi l'extraction par ultrasons est-elle si efficace ?
L'extraction assistée par ultrasons (EAU) est basée sur le couplage d'ondes ultrasonores très intenses (ondes acoustiques) dans un liquide ou une boue. Les ondes acoustiques créent des cycles alternés de haute pression et de basse pression, qui entraînent le phénomène de cavitation acoustique. Le phénomène de cavitation ultrasonore ou acoustique est caractérisé par des conditions extrêmes, localement confinées, de très hautes pressions, températures et forces de cisaillement. À proximité des bulles de cavitation en implosion, on peut mesurer des températures allant jusqu'à 5000 K, des pressions de 1000 atmosphères, un taux de chauffage-refroidissement supérieur à 1010 K/s et des jets de liquide d'une vitesse allant jusqu'à 280 m/s, qui apparaissent comme une force de cisaillement très élevée et des turbulences dans la zone de cavitation. La combinaison de ces facteurs (pression, chaleur, cisaillement et turbulence) perturbe les cellules (lyse) et intensifie le transfert de masse pendant le processus d'extraction. Ainsi, l'extraction liquide-solide des phytoconstituants des cellules végétales est favorisée. La technique d'extraction par ultrasons est largement appliquée pour l'extraction réussie et efficace des flavonoïdes, des polysaccharides, des alcaloïdes, des phytostérols, des polyphénols et des pigments des plantes.
Extraction ultrasonore à partir de cellules végétales : la coupe transversale microscopique (TS) montre le mécanisme d'action lors de l'extraction ultrasonore à partir de cellules (grossissement 2000x)[ressource : Vilkhu et al. 2011].
Tabac
Diverses plantes du genre Nicotiana et de la famille des Solanacées (morelle de nuit) sont connues sous le nom de plants de tabac. En plus d'être le terme couramment utilisé pour désigner la plante, le tabac décrit également les produits préparés à partir des feuilles séchées du plant de tabac. Alors que Nicotiana tabacum est la principale culture utilisée pour la production de tabac et de nicotine, il existe plus de 70 espèces végétales de tabac. N. tabacum est l'espèce dominante utilisée pour les produits du tabac, mais la variante plus puissante N. rustica se trouve dans le monde entier et est utilisée pour.
Le tabac contient l'alcaloïde stimulant nicotine ainsi que les alcaloïdes harmala. Les feuilles de tabac séchées et durcies sont principalement utilisées pour fumer des cigarettes, des cigares, des pipes, des shishas ainsi que des e-cigarettes, des e-cigares, des e-pipes et des vaporisateurs. Elles peuvent également être consommées sous forme de tabac à priser, de tabac à mâcher, de tabac à tremper et de snus.
La famille des plants de tabac contient diverses (sous-)espèces, qui présentent différents profils d'alcaloïdes et d'arômes.
Le tabac oriental (Nicotiana tabacum L.) est une espèce de tabac cultivée principalement en Turquie, en Grèce et dans les régions voisines, qui est utilisée pour la production commerciale de cigarettes, de cigares et de tabac à mâcher. Il a une forte saveur caractéristique, est relativement pauvre en nicotine et riche en sucres réducteurs, en acides et en huile d'arôme volatile, ce qui donne aux produits du tabac un arôme intense.
Il existe 67 espèces naturelles de tabac connues. Les espèces les plus courantes sont énumérées ci-dessous :
- Nicotiana acuminata (Graham) Hook. - tabac à fleurs multiples
- Nicotiana africana Merxm.
- Lien vers Nicotiana alata & Otto - tabac ailé, tabac au jasmin, tanbaku (persan)
- Nicotiana attenuata Torrey ex S. Watson - tabac de coyote
- Nicotiana benthamiana Domin
- Nicotiana clevelandii A. Gray
- Nicotiana glauca Graham - tabac d'arbre, tabac d'arbre brésilien, tabac d'arbuste, moutarde
- Nicotiana glutinosa L.
- Nicotiana langsdorffii Weinm.
- Nicotiana longiflora Cav.
- Nicotiana occidentalis H.-M. Wheeler
- Nicotiana obtusifolia M. Martens & Galeotti - tabac du désert, punch, “tabaquillo”
- Nicotiana otophora Griseb.
- Nicotiana plumbaginifolia Viv.
- Nicotiana quadrivalvis Pursh
- Nicotiana rustica L. - Tabac aztèque, mapacho
- Nicotiana suaveolens Lehm. - Tabac australien
- Nicotiana sylvestris Speg. & Vient - tabac sud-américain, tabac des bois
- Nicotiana tabacum L. - tabac commercial cultivé pour la production de cigarettes, de cigares, de tabac à mâcher, etc.
- Nicotiana tomentosiformis Goodsp.
Les trois espèces ci-dessous sont des hybrides créés par l'homme :
- Nicotiana × didepta N. debneyi × N. tabacum
- Nicotiana × digluta N. glutinosa × N. tabacum
- Nicotiana × sanderae Hort. ex Wats. N. alata × N. forgetiana
Types de tabac
Le processus de durcissement et de vieillissement des feuilles de tabac induit une lente oxydation et dégradation des caroténoïdes présents dans la feuille de tabac. En raison de cette oxydation, certains composés sont synthétisés dans les feuilles de tabac, ce qui donne du foin doux, du thé, de l'huile de rose ou des arômes fruités, qui contribuent à la “douceur” de la fumée. Les amidons sont transformés en sucres, qui glycèlent ensuite les protéines, et sont oxydés en produits finaux de glycation avancée (AGE). Il s'agit d'un processus de caramélisation qui donne également à la fumée sa saveur.
La méthode de préparation et de séchage du tabac influence les caractéristiques de son arôme final. Le séchage peut être réalisé par séchage à l'air, au feu, à la fumée et au soleil. Par exemple, le tabac flue cured (par exemple en France) ne contient que de faibles quantités d'alcaloïdes, tandis que le tabac Burley air cured (par exemple en provenance du Guatemala) est connu pour sa forte teneur en alcaloïdes.