Maitrise of the technological aptitude of the vegetable matter in the operations of extraction of active ingredients : texturation by instantaneous controlled pressure drop (DIC)
Maîtrise de l'aptitude technologique de la matière végétale dans les opérations d'extraction de principes actifs : texturation par détente instantanée contrôlée (DIC)
Résumé
The present work concerns the study of the impact of texturing by Instant Controlled Pressure-drop (DIC) on the operation of solid - liquid extraction in the cases of oligosaccharides from the Tephrosia purpurea seeds and of the anthocyanins from calyces of Roselle (Hibiscus sabdariffa); our objective has been to improve the extraction kinetics and yields. A fundamental analysis has proved the importance of the diffusion of both solvent into the solid matrix and the extracted molecules in the solvent, and recognized it as the main limiting process. Thus, the expansion of the solid structure has been identified as the main action leading to improve the operation. The effect of the DIC operating parameters (steam pressure and heating treatment time) was quantified. The study showed the ability of DIC treatment for intensifying the operation in terms of extraction kinetics and yields in both cases of ciceritol and stachyose from the seeds of Tephrosia purpurea and anthocyanins from calyces of Roselle (Hibiscus sabdariffa). In the case of oligosaccharides, the extraction time was reduced to one hour instead of 4hrs. The yield has been improved by 150%. Regarding anthocyanins, the extraction time was reduced to 3 minutes instead of 10 minutes and yields improved by a factor of 120%. A phenomenological study allowed us to determine the value of the effective diffusivity in the raw material and in the materials differently treated by DIC. The effects of solvent temperature were studied in the case of oligosaccharide extraction.
Le présent travail de thèse porte sur l‘étude de l‘effet de la texturation par Détente Instantanée Contrôlée (DIC) sur l‘opération d‘extraction solide liquide d‘oligosaccharides à partir des graines de Tephrosia purpurea et d‘anthocyanes à partir de calices de Roselle (Hibiscus sabdariffa) en vue d‘améliorer la cinétique et le rendement d‘extraction. Une analyse fondamentale a prouvé l‘importance de la diffusion du solvant dans la matrice solide et de l‘extrait dans le solvant, en tant que principal processus limitant. L‘expansion de la structure solide a donc été identifiée comme principale action devant mener à l‘intensification de l‘opération. L‘effet des paramètres opératoires de la DIC (pression de vapeur et temps de traitement thermique) a été quantifié. L‘étude a montré la capacité du traitement par DIC d‘intensifier l‘opération en termes de cinétique et de rendement d‘extraction dans les deux cas du cicéritol et du stachyose à partir des graines de Tephrosia purpurea et d‘anthocyanes à partir de calices de Roselle (Hibiscus sabdariffa). Dans le cas des oligosaccharides, le temps d'extraction a été réduit à une heure au lieu de 4h. Le rendement a été amélioré d'un facteur de 150%. Concernant les anthocyanes, le temps d‘extraction a été réduit à 3 minutes au lieu de 10 minutes et le rendement a été amélioré d‘un facteur de 120%. Une étude phénoménologique a permis de déterminer la valeur de la diffusivité d‘extraction de ces différentes molécules dans la matière première et dans les matériaux différemment traités par DIC. Les effets de la température d‘extraction et du solvant ont également été étudiés dans le cas de l‘extraction des oligosaccharides.
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