Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
L’extraction par dioxyde de carbone supercritique (CO₂ sc) est une technique qui utilise le CO₂ à l’état supercritique comme solvant pour séparer des composés spécifiques d'une matière première (solide ou liquide).
Cet article consacré aux applications d’extraction par CO2 SC sur des biomasses végétales reprend les principes fondamentaux des fluides supercritiques. Il propose des clés de compréhension pour la mise en œuvre de cette technologie (paramètres opératoires, modélisation, changement d’échelle). Il s’attache ensuite à décrire différents exemples d’applications industrielles (cosmétique, nutraceutique, agroalimentaire, arômes, parfums).
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Lire l’articleAuteur(s)
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Antoine JOLY : Responsable Laboratoire IFS - Innovation Fluides Supercritiques, Valence, France
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Adil MOUAHID : Maître de conférences - Aix Marseille Univ, CNRS, Centrale Med, M2P2, Marseille, France
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Vincent PERRUT : Président - Atelier Fluides Supercritiques, Nyons, France
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Karine SEAUDEAU PIROULEY : Déléguée Générale IFS - Innovation Fluides Supercritiques, Valence, France
INTRODUCTION
Le procédé d’extraction par CO2 supercritique (CO2 SC) est éprouvé industriellement depuis les années 1970. Au-delà des applications historiques (café, houblon, liège), le CO2 SC supercritique actuellement présente des applications bien plus variées. Il se positionne maintenant comme un des éléments essentiels de la boîte à outils des solvants d’éco-extraction. Le CO2 SC permet d’extraire de manière sélective, efficace et sans résidu des composés comme des extraits de plantes, des lipides, des arômes, des pigments, des principes actifs, mais aussi des composés indésirables. L’intérêt majeur réside dans sa capacité à préserver la qualité des composés extraits et/ou des matières traitées (plantes, graines, fruits, céréales, microalgues). En raison de l’évolution des besoins du marché vers des produits plus durables, à faible empreinte environnementale, ce procédé est de plus en utilisé par les industries de la cosmétique, nutraceutique, arômes et parfums pour compléter leur gamme de procédés. C’est même devenu un standard pour certaines productions (ingrédients bio, actifs bio).
Par ailleurs, le développement de nouveaux équipements d’extraction ainsi que de plateformes de sous-traitance facilite la mise sur le marché et permet d’ouvrir de nouvelles perspectives d’application. Toutefois, la compréhension, la mise en œuvre et le coût peuvent rester un frein pour le développement de la technologie. Aussi, l’objet du présent article est de fournir une vision la plus large possible des mécanismes mis en œuvre lors de l’extraction par CO2 SC pour des biomasses végétales, des paramètres clés à prendre en compte au niveau du développement en laboratoire, puis lors de la mise en œuvre industrielle. Une large partie est consacrée aux différentes applications que ce soit sous l’angle biomasse traitée, procédés unitaires (extraction, séparation, purification) ou secteurs d’applications visés.
L’article ouvre également vers de nouvelles applications et les perspectives d’innovation qu’offre ce procédé, notamment en couplage avec d’autres procédés conventionnels ou innovants (micro-ondes, ultrasons, extraction à l’hexane…).
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- Version archivée 1 de mai 2013 par Karima BENAISSI
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Exemples d’applications4. Données marchés
4.1 Installations industrielles
Le procédé d’extraction par CO2 SC est industrialisé depuis les années 1970. Ce procédé a trouvé son marché pour des applications spécialisées en apportant des solutions techniques différenciantes, que ce soit par sa sélectivité, la pureté des extraits obtenus ou des biomasses traitées, la substitution aux solvants organochlorés et pétro sourcés, ou encore l’apport de fonctionnalités complémentaires aux procédés conventionnels.
Les produits finis traités au CO2 supercritique couvrent un large éventail de secteurs, de l’agroalimentaire à la cosmétique, avec des volumes de production très variés : de plusieurs dizaines de milliers de tonnes dans l’agroalimentaire à quelques dizaines de kilogrammes pour les industries pharmaceutique et cosmétique. La variété des volumes et des matrices rend très difficile une estimation globale en tonnage de produits traités par CO2 SC dans le monde. Ainsi, pour appréhender le niveau d’industrialisation des procédés d’extraction par CO2 SC, on peut prendre le critère du nombre d’installations industrielles existantes en fonction de leur volume d’autoclaves.
On distingue ainsi trois catégories d’autoclaves :
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les autoclaves de large capacité (supérieure à 5 000 L) : ils permettent de traiter de plusieurs dizaines de milliers de tonnes par an. Les produits concernés par ses marchés sont à faible valeur ajoutée (café, houblon, riz, liège). Le fait de travailler à large échelle permet d’amortir les coûts fixes liés au CAPEX, mais aussi d’optimiser les coûts liés aux OPEX (unités très automatisées avec peu de personnel, fonctionnement en mode cascade pour économiser au maximum les consommations de CO2 SC) ;
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les autoclaves de moyenne capacité (400 L à 1 000 L) : ils vont adresser des marchés à valeurs ajoutées moyennes (nutraceutique) et des volumes de l’ordre de 50 à 150 tonnes par an ;
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les autoclaves de petite capacité (25 L, 50 L, 100 L) : ils permettent d’adresser des marchés à plus fortes valeurs ajoutées (cosmétique, pharmaceutique) et sur de petits volumes, tels que l’extraction en vue d’obtention d’actifs.
Historiquement, lorsqu’il s’agissait de traiter de larges...
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Données marchés
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - WILKE (C.R.), CHANG (P.) - Correlation of diffusion coefficients in dilute solutions – - In AIChE Journal, vol. 1, pp. 264-270 (1955) – http://doi.org/10.1002/aic.690010222
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(2) - MOUAHID (A.), BOIVIN (P.), DIAW (S.), BADENS (E.) - Widom and extrema lines as criteria for optimizing operating conditions in supercritical processes – - In The Journal of Supercritical Fluids, vol. 186, p. 105587 (2022) – http://10.1016/j.supflu.2022.105587
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(3) - MOUAHID (A.), CRAMPON (C.), TOUDJI (S.-A.A.), BADENS (E.) - Effects of high water content and drying pre-treatment on supercritical CO2 extraction from Dunaliella salina microalgae: Experiments and modelling – - In The Journal of Supercritical Fluids, vol. 116, pp. 271-280 (2016) – http://10.1016/j.supflu.2016.06.007
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(4) - AZEVEDO (Á.B.A.DE), KIECKBUSCH (T.G.), TASHIMA (A.K.), MOHAMED (R.S.), MAZZAFERA (P.), MELO (S.A.B.V.DE) - Supercritical CO2 recovery of caffeine from green coffee oil: new experimental solubility data and modeling – - In Química Nova, Sociedade Brasileira de Química vol. 31, pp. 1319-1323 (2008) – https://doi.org/10.1590/S0100-40422008000600009
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
SFE process
Actifs précieux
https://actifsprecieux.com/fr/
Er Ingenierie
https://www.eringenierie.com/genie-des-procedes/
Extratex
Flavex
Natex
Qarboon
Top Industrie
https://www.top-industrie.com/
Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
ISASF : Association Internationale pour la promotion des Fluides Supercritiques
https://supercriticalfluidsociety.net/
Innovation Fluides Supercritiques
https://innovation-fluides-supercritiques.com/fr/le-reseau-ifs/
Réseau national Français : /Documentation – Formation – Séminaires (liste non exhaustive)
Séminaires scientifiques et actes de congrès
https://supercriticalfluidsociety.net/
Formations
https://innovation-fluides-supercritiques.com/fr/loffre-de-service/formation/
Laboratoires – Bureaux d’études – Écoles – Centres de recherche (liste...
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