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Les ultrasons surpassent les autres méthodes d'extraction par leur rapidité

La rapidité de la procédure d'extraction par ultrasons et le gain de temps qui en résulte dans la production d'extraits sont l'un des nombreux avantages de l'extraction par ultrasons des composés bioactifs des plantes. L'extraction par ultrasons a été scientifiquement comparée à d'autres techniques d'extraction telles que l'extraction au CO2 supercritique, la macération, le flux thermique, le Soxhlet ou l'extraction par micro-ondes, et les résultats de la recherche prouvent l'avantage significatif de l'ultrasonication en termes de vitesse d'extraction et de rendement.

L'ultrasonication comme procédure d'extraction rapide

L'extraction ultrasonique de composés bioactifs est bien connue pour ses rendements élevés, ses extraits de haute qualité, son temps d'extraction court, sa faible consommation d'énergie et sa capacité à travailler avec des solvants très doux. Tous ces facteurs contribuent à l'extraordinaire efficacité globale de l'extraction ultrasonique des constituants bioactifs des matières végétales.
Vous trouverez ci-dessous une sélection de rapports de recherche scientifique, dans lesquels l'extraction par ultrasons (ou extraction assistée par ultrasons / UAE) ont été comparées à d'autres techniques d'extraction telles que la macération, le Soxhlet, le flux thermique, le CO2et l'extraction par micro-ondes.

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L'extraction par ultrasons est supérieure aux autres techniques d'extraction en raison de sa vitesse élevée (durée réduite), de ses rendements plus élevés et de la meilleure qualité de l'extrait.

Ultrasonateur UP400St pour l'extraction à grande vitesse de plantes médicinales en mode discontinu

Application d'extraction Durée de l'extraction par ultrasons Durée de la méthode d'extraction alternative Informations complémentaires Source
Extraction d'anthocyanes à partir de baies de myrte 5 min 15 min
micro-ondes
ultrasonateur UP200S Gonzalez et al, 2019
Boldo quitte l'extraction 5-30 min 15-90 min
macération
Ultrasonateur UIP1000hdT
"On constate que de 5 à 30 min de sonication, le rendement est équivalent à celui de la macération conventionnelle de 15 à 90 min : UAE Il faut un tiers du temps pour extraire la matière soluble des feuilles lors d'une macération conventionnelle".
Petigny et al, 2013
Extraction des phénols totaux et des flavonoïdes de la sauge 11 min 30 minutes
extraction conventionnelle avec agitation au bain-marie à 60ºC
extracteurs à ultrasons
UP100H, UP400S
Dent et al, 2015
Extraction des polyphénols de la feuille d'olivier 21 min 60 minutes
l'extraction conventionnelle par flux thermique
Ultrasonateur UP400S Dobrinčić et al, 2020
Extraction de composés phénoliques bioactifs à partir de feuilles de Malva sylvestris 49 min
48°C à 110W
5 h
extraction sur lit agité à 150 rpm
ultrasonateur UP200S
L'analyse CLHP a révélé que la concentration en composés phénoliques bioactifs augmentait de manière significative (p≺0.05) sous l'effet de l'exposition optimale à l'acide chlorhydrique et à l'acide chlorhydrique. UAE conditions.
Bimakr et al, 2017
Extraction de lipides à partir de graines de melon d'hiver (Benincasa hispida) ∼36 min Extraction de dioxyde de carbone supercritique combinée à la technique d'oscillation de pression (SCE-PST) (∼50 min), le CO2 (∼97 min), et l'extraction conventionnelle au Soxhlet (∼360 min) Comparaison entre le dioxyde de carbone supercritique (sCO2), l'extraction assistée par ultrasons (UAE), l'extraction de dioxyde de carbone supercritique combinée à la technique d'oscillation de pression (SCE-PST) et l'extraction Soxhlet montre que l'EAU est la technique d'extraction la plus efficace et la plus rapide. Bimakr et al. (2015)
L'extraction par ultrasons est nettement plus efficace et plus rapide que les autres techniques d'extraction telles que l'extraction au dioxyde de carbone supercritique (SCO2) et l'extraction Soxhlet.

Comparaison entre le dioxyde de carbone supercritique (sCO2), l'extraction assistée par ultrasons (UAE), l'extraction de dioxyde de carbone supercritique combinée à la technique d'oscillation de pression (SCE-PST) et l'extraction au Soxhlet montre que UAE est la technique d'extraction la plus efficace et la plus rapide.

Les avantages de l'extraction botanique par ultrasons

  • Efficacité d'extraction élevée
  • Rendements d'extraction supérieurs
  • processus rapide
  • Basses températures
  • Adapté à l'extraction de composés thermolabiles
  • Compatible avec tous les solvants
  • Faible consommation d'énergie
  • Technique d'extraction verte
  • Fonctionnement simple et sûr
  • Faibles coûts d'investissement et d'exploitation
  • Fonctionnement 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 dans des conditions difficiles

Extracteurs ultrasoniques haute performance pour l'isolement express de composés

L'équipement ultrasonique de pointe de Hielscher permet une extraction rapide de biomolécules de haute qualité à partir de plantes. Le contrôle total des paramètres du processus, tels que l'amplitude, la température, la pression et l'apport d'énergie, permet d'obtenir les conditions d'extraction les plus efficaces et les plus douces pour produire des extraits intacts et hautement bioactifs. L'optimisation des paramètres d'extraction par ultrasons, tels que la taille des particules de matière première, le type de solvant, le rapport solide-solvant et la durée d'extraction, permet d'obtenir une efficacité maximale et les meilleurs résultats globaux. L'extraction par ultrasons étant une méthode d'extraction non thermique, la dégradation thermique des ingrédients bioactifs peut être évitée, ce qui permet d'obtenir des extraits de qualité supérieure.
Dans l'ensemble, les avantages tels que le rendement élevé, le temps d'extraction court, la température d'extraction basse et les besoins réduits en solvants font de la sonication la méthode d'extraction préférée.

L'extraction botanique par ultrasons permet d'obtenir des rendements plus élevés. L'homogénéisateur Hielscher UIP2000hdT, 2000 watts, est suffisamment puissant pour extraire facilement des lots de 10 litres à 120 litres.

Extraction ultrasonique de plantes médicinales - Lot de 30 litres / 8 gallons

Vignette vidéo

La comparaison entre l'extraction par ultrasons et par micro-ondes montre que l'extraction des anthocyanes des baies de myrte est plus efficace par ultrasons.

Les ultrasons surpassent les micro-ondes dans l'extraction de l'anthocyane des baies de myrte. La sonication est trois fois plus rapide que l'extraction par micro-ondes.


L'extraction ultrasonique des phénols totaux et des flavonoïdes de la sauge est significativement plus rapide que l'extraction conventionnelle dans un agitateur à bain d'eau.

La comparaison entre l'extraction par ultrasons et l'extraction conventionnelle avec un agitateur à bain d'eau montre que le temps d'extraction des phénols totaux et des flavonoïdes de la sauge est significativement réduit lorsque l'extraction par ultrasons est utilisée. L'extraction par ultrasons ne nécessite qu'un tiers du temps d'extraction avec un agitateur à bain d'eau.

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Extraction par ultrasons : Établie en laboratoire et dans l'industrie

L'extraction par ultrasons est largement utilisée pour l'extraction de tout type de composé bioactif à partir de plantes, de champignons, d'algues, de bactéries et de cellules de mammifères. L'extraction par ultrasons s'est imposée comme une technique simple, rentable et très efficace qui surpasse les autres techniques d'extraction traditionnelles par des rendements d'extraction plus élevés et une durée de traitement plus courte.
Avec des systèmes ultrasoniques de laboratoire, de paillasse et entièrement industriels facilement disponibles, l'extraction par ultrasons est aujourd'hui une technologie bien établie et fiable. Les extracteurs à ultrasons Hielscher sont installés dans le monde entier dans des installations de traitement industriel pour la production de composés bioactifs de qualité alimentaire et pharmaceutique.
Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasons :

Volume du lot Débit Dispositifs recommandés
1 à 500mL 10 à 200mL/min UP100H
10 à 2000mL 20 à 400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 à 20L 0.2 à 4L/min UIP2000hdT
10 à 100L 2 à 10L/min UIP4000hdT
n.d. 10 à 100L/min UIP16000
n.d. plus grande groupe de UIP16000

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Les homogénéisateurs ultrasoniques à haut cisaillement sont utilisés dans les laboratoires, les paillasses, les installations pilotes et les procédés industriels.

Hielscher Ultrasonics fabrique des homogénéisateurs à ultrasons de haute performance pour les applications de mélange, de dispersion, d'émulsification et d'extraction à l'échelle du laboratoire, du pilote et de l'industrie.



Littérature / Références

Qu'il faut savoir

Principe de fonctionnement de l'extraction par ultrasons

L'extraction par ultrasons est une méthode largement utilisée pour isoler et séparer les composants bioactifs des matières végétales. La sonication étant compatible avec tout type de solvant, la procédure d'extraction par ultrasons peut être conçue de manière optimale en fonction des composés bioactifs (c'est-à-dire les composés ciblés), de leur polarité, de leur solubilité, de leur sensibilité à la chaleur et d'autres facteurs. En adaptant le processus de sonication spécifiquement à un certain composé ou à plusieurs composés, la configuration la plus idéale peut être choisie afin d'obtenir un extrait d'une qualité extraordinairement élevée.
Les ondes ultrasonores couplées à un liquide ou à une boue créent des vibrations intenses et une cavitation acoustique. La cavitation acoustique aka ultrasonique est déterminée par des différentiels de pression extrêmement élevés, des forces de cisaillement et des jets de liquide. Ces forces brisent les parois cellulaires, perturbent les cellules végétales et intensifient le transfert de masse entre l'intérieur des cellules et le solvant. Les ingrédients bioactifs sont ainsi libérés efficacement dans le solvant environnant, à partir duquel les molécules cibles peuvent être facilement isolées et purifiées (par exemple, par évaporation au rotor, distillation à la vapeur ou HPLC).

Les perturbateurs ultrasoniques sont utilisés pour les extractions à partir de sources phyto (par exemple, plantes, algues, champignons).

Extraction ultrasonique de cellules végétales : la coupe transversale microscopique (TS) montre le mécanisme d'action lors de l'extraction ultrasonique de cellules (grossissement 2000x)
[source : Vilkhu et al. 2011]


High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher Ultrasonics fabrique des homogénéisateurs à ultrasons très performants à partir de laboratoires à taille industrielle.

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