Types d'extraction par solvant

Types d'extraction par solvant

L'extraction par solvant est un procédé de séparation dans lequel une substance soluble dans un mélange est isolée à l'aide d'un solvant (qui peut ou non être un liquide) grâce à une solubilité sélective. Dans un contexte industriel, il s'agit de la technique de séparation et d'extraction de composants précieux à partir de matières premières en utilisant différents types de solvants. C'est une méthode importante pour l'extraction de composés désirés à partir de matières végétales, telles que les huiles.

Il existe diverses méthodes d'extraction par solvants :

• Extraction par fluide supercritique : Un fluide supercritique est une substance au-dessus de sa température et de sa pression critiques. Dans le cas de l'extraction par fluide supercritique, le dioxyde de carbone est couramment utilisé. Il s'agit d'une méthode écologique et non destructive pour les composés extraits.
• Extraction liquide-liquide : Cette méthode consiste à séparer des composés ou des mélanges en les dissolvant dans deux liquides non miscibles. Le but est de séparer le composant souhaité du mélange en utilisant un solvant sélectif.
• Extraction solide-liquide : Dans cette méthode, les composés solides solubles sont séparés par un solvant liquide ; par exemple, la séparation des sels solubles de l'eau de mer brute par le procédé d'évaporation.

Selon un rapport publié par Fortune Business Insights en 2022, la taille du marché mondial de l'extraction industrielle était évaluée à 11,35 milliards de dollars en 2021 et devrait passer de 11,88 milliards de dollars en 2022 à 17,13 milliards de dollars d'ici 2029, à un TCAC de 11,1 % au cours de la période de prévision.

Types et entretien de l'extraction par solvant

Différents types de méthodes d'extraction par solvant sont utilisés pour produire des huiles essentielles, principalement à partir de plantes ayant une capacité élevée de production d'huile. Le tableau ci-dessous résume quelques types d'extractions par solvant.

• Extraction à l'éther de pétrole

  Produit : café, thé et caféine

  Le café et le thé décaféiné contiennent un composé appelé caféine. L'extraction par solvant est utilisée pour éliminer la caféine des produits. Les brassins de thé et de café sont pulvérisés sur un adsorbant solvant-sable dans un extracteur à colonne. Lorsque la solution traverse la colonne, la caféine est extraite par le solvant. Le processus est répété plusieurs fois, de sorte qu'il ne reste qu'une petite trace de caféine dans la boisson.

• Extraction au hexane

  Produit : huiles comestibles et graines oléagineuses

  Les graisses animales et les huiles végétales sont de délicieux produits huileux. Les graisses contiennent de grandes quantités de triglycérides extraites par le hexane. Le hexane est une chaîne d'hydrocarbures-alcanes composée de six atomes de carbone. Le hexane chaud est mélangé aux graines oléagineuses pour extraire l'huile comestible. La méthode est simple, bon marché et largement utilisée.

  Avertissement : Le hexane est extrêmement inflammable.

• Extraction au CO2 supercritique

  Produit : divers, y compris la vanille et les huiles de houblon

  Une méthode d'extraction de l'huile essentielle à partir de matières végétales consiste à utiliser du dioxyde de carbone à l'état supercritique. Le processus implique la diminution de la température et l'augmentation de la pression jusqu'à ce que le dioxyde de carbone adopte des caractéristiques ressemblant à la fois à un gaz et à un liquide. Le solvant entrera dans la matière végétale comme un gaz. Lorsqu'il est chauffé et dépressurisé, il se comportera comme un liquide et emportera avec lui les composés précieux dissous. La plage de température est de 31,1 °C (87,9 °F) à 31,6 °C (88,9 °F), et la plage de pression est comprise entre 73,8 atm et 75,0 atm. Lorsque la pression baisse, le CO2 se dilate comme un gaz, et l'huile essentielle reste dans la chambre d'extraction.

  L'extraction au CO2 supercritique est sélective, efficace et non toxique, c'est pourquoi elle est populaire pour les produits de grande valeur comme la vanille, le safran, la noix de muscade et les phéromones animales comme le musc.

Maintenance

Pour une utilisation longue et sans problème, tous les types d'équipements d'extraction, y compris l'extracteur d'huile essentielle, doivent être régulièrement entretenus. Tout d'abord, les opérateurs doivent connaître attentivement l'équipement d'extraction. Comprendre les points qui nécessitent une attention particulière lors de l'installation et de l'utilisation afin d'éviter non seulement un nettoyage simple, mais aussi des réparations et des remplacements fréquents.

Avant d'entretenir l'équipement d'extraction, il faut couper son alimentation et retirer le solvant d'extraction.

L'extérieur et l'intérieur de l'extracteur sont facilement accessibles et peuvent être nettoyés en profondeur à l'aide d'agents de nettoyage chimiques. Les pièces endommagées de ces extracteurs sont généralement celles qui entrent en contact avec les éléments d'extraction, les orifices de vanne, les éléments d'étanchéité, les éléments filtrants et les conduites d'importation et d'exportation. Une inspection plus approfondie de l'équipement peut être effectuée et toute pièce anormale ou desserrée peut être réparée comme celles trouvées dans les pièces filtrantes par les conduites de plomberie du système de chauffage avec une brosse à récurer et une brosse à tuyaux. La conduite doit être débouchée et des adhésifs hydrosolubles peuvent être utilisés pour retirer l'adhésif.

Les pièces de l'extracteur telles que le boîtier de commande et le manomètre doivent être inspectées régulièrement conformément aux instructions du fabricant concernant le remplacement et la lubrification des composants clés. La fréquence d'inspection dépend de la fréquence d'utilisation de l'appareil. Les composants clés comprennent le palier de transmission de puissance, la chaîne et les pièces de lubrification de la pompe à vide de l'extracteur, le moteur à courant continu. Un lubrifiant doit être appliqué à ces composants pour prolonger leur durée de vie.

Applications de différents types d'extraction par solvant

Les équipements d'extraction par solvant industriels sont utiles pour plusieurs industries, y compris les industries pharmaceutique, alimentaire et des boissons, agricole, cosmétique et des biocarburants.

• Industrie pharmaceutique : Le domaine médical tire un grand avantage des procédés d'extraction par solvant. Ils effectuent une extraction par solvant pour obtenir des extraits végétaux afin d'obtenir des composés phytochimiques, des ingrédients actifs, des huiles essentielles et des antibiotiques. En utilisant les bons types d'extraction par solvant, les producteurs peuvent créer des composés de haute pureté qui serviront d'agents thérapeutiques ou pour la formulation de médicaments.
• Industrie alimentaire : L'industrie alimentaire exploite l'extraction par solvant pour récupérer des composants précieux à partir d'aliments. On peut citer la caféine des grains de café, la vanilline des gousses de vanille et la théobromine des fèves de cacao. À l'aide du bon solvant d'extraction, l'industrie alimentaire peut également obtenir des composés aromatiques, des conservateurs et des additifs qui seront utilisés dans la transformation et la conservation des aliments.
• Industrie cosmétique : L'industrie de la beauté tire pleinement parti du processus d'extraction par solvant pour obtenir des huiles naturelles et des parfums à partir de sources botaniques. Les plantes comme le jojoba, l'olive et l'amande, entre autres, contiennent des extraits organiques qui servent de produits hydratants, d'antioxydants ou de protecteurs UV. L'extraction par solvant contribue également à la récupération d'huiles essentielles aux propriétés aromatiques et thérapeutiques à partir d'herbes et de plantes, telles que la lavande, le théier et les agrumes. Ces huiles essentielles sont utilisées dans les parfums, les bougies parfumées et les désodorisants d'air.
• Industrie agricole : L'industrie agricole a recours à des techniques d'extraction par solvant pour récupérer des pesticides, des herbicides et des insecticides à partir d'extraits végétaux. Ils optent pour des pesticides à base de plantes pour lutter contre les infestations de ravageurs et assurer la stabilité des mots. De plus, l'industrie agricole utilise l'extraction par solvant pour extraire des composés bioactifs à partir de sources naturelles, telles que les nématodes et les champignons. Ces composés bioactifs sont utilisés pour la santé des sols, la croissance des cultures et la protection des plantes.
• Industrie des biocarburants : Dans l'industrie des biocarburants, l'extraction par solvant est un moyen d'obtenir des lipides et des acides gras à partir de la biomasse algale et des déchets organiques. Les lipides et les acides gras extraits subiront une transformation et un raffinage supplémentaires pour produire du biodiesel. L'extraction par solvant facilite également l'extraction des sucres lignocellulosiques à partir de résidus agricoles et de micro-organismes. Ces sucres subissent une fermentation pour produire de l'éthanol ou d'autres biocarburants.

Comment choisir les types d'extraction par solvant

• Évolutivité et capacité :

  Il est essentiel d'analyser l'évolutivité et la capacité de l'extracteur. Vérifiez s'il peut traiter le volume souhaité de matières premières et de produits extraits à mesure que les besoins de l'entreprise évoluent. Les extracteurs qui permettent une mise à l'échelle simple, tels que les systèmes modulaires ou les tailles de lots réglables, seront mieux adaptés à la croissance future.

• Automatisation et contrôle :

  Tenez compte du niveau d'automatisation et de contrôle offert par l'extracteur. Les fonctions automatisées telles que les commandes numériques, la surveillance en temps réel et les cycles d'extraction automatisés peuvent rationaliser les opérations et améliorer l'efficacité. Ces fonctionnalités facilitent également la constance de la qualité du produit, ce qui est crucial pour répondre aux attentes des clients et aux normes réglementaires.

• Sécurité et conformité :

  Assurez-vous que l'extracteur est conforme aux normes de sécurité et aux réglementations pertinentes. Vérifiez les dispositifs de sécurité tels que les conceptions antidéflagrantes, une ventilation adéquate et l'équipement pour la manipulation et le stockage des solvants. La conformité aux réglementations de l'industrie contribue à atténuer les risques et garantit que le fonctionnement de l'extracteur est conforme aux exigences légales.

• Temps d'extraction :

  Différents extracteurs ont des temps d'extraction variables. Tenez compte de l'importance d'une extraction efficace et de délais de livraison rapides. Certains extracteurs peuvent offrir des processus d'extraction plus rapides sans compromettre la qualité du produit, ce qui permet d'accroître la productivité.

• Maintenance et assistance :

  Évaluez les exigences de maintenance de l'extracteur et l'assistance du fournisseur. Une utilisation commerciale prolongée peut nécessiter une maintenance régulière. Choisissez un fournisseur qui offre une assistance à la clientèle fiable, une assistance technique et des pièces de rechange facilement disponibles.

FAQ sur les types d'extraction par solvant

Q1 : Quelles sont les deux principales étapes du processus d'extraction par solvant ?

A1 : Les deux principales étapes du processus d'extraction par solvant sont l'étape de lixiviation et l'étape de séparation. Au cours de l'étape de lixiviation, le solvant est mélangé à la matière pour dissoudre le composé cible. Ensuite, à l'étape de séparation, le solvant contenant le composé dissous est séparé de la matière.

Q2 : Quels sont les principes de base de l'extraction par solvant ?

A2 : Les principes de base de l'extraction par solvant incluent la loi de distribution, le stripping, la rétro-extraction et le transfert de masse. La loi de distribution fait référence à la distribution d'un soluté entre deux liquides non miscibles. Le stripping fait référence au processus qui sépare le soluté du solvant. La rétro-extraction est la réextraction d'un soluté après une extraction antérieure, et le transfert de masse fait référence au transfert de soluté et de solvant entre deux liquides.

Q3 : Quelle est la différence entre l'extraction par lots et l'extraction continue ?

A3 : Dans l'extraction par lots, les deux phases non miscibles sont mélangées plusieurs fois, tandis que dans l'extraction continue, les phases sont continuellement mises en contact à contre-courant.

Q4 : Dans quels domaines l'extraction par solvant est-elle largement utilisée ?

A4 : L'extraction par solvant est largement utilisée en hydrométallurgie, dans l'industrie pétrolière, l'industrie alimentaire et l'industrie pharmaceutique. En hydrométallurgie, elle est utilisée pour l'extraction du cuivre. Dans l'industrie pétrolière, elle est utilisée pour l'extraction des huiles comestibles. L'industrie alimentaire utilise des techniques d'extraction par solvant pour séparer les arômes.