Extraction par fluide supercritique

L'extraction par fluide supercritique (EFS) utilise un fluide maintenu au-dessus de sa température et de sa pression critiques, le plus souvent le dioxyde de carbone, comme solvant d'extraction. Un fluide supercritique combine une diffusivité de type gazeux et une faible viscosité avec un pouvoir solvant de type liquide, et sa force solvante peut être ajustée en modifiant la pression et la température. Étant donné que le dioxyde de carbone supercritique est non toxique, ne laisse aucun résidu de solvant et fonctionne à une température proche de l'ambiante, l'EFS est une technique verte de premier plan pour les produits naturels thermolabiles.

Definition

L'extraction par fluide supercritique est une extraction de type solide-liquide dans laquelle le solvant est un fluide maintenu au-dessus de sa température et de sa pression critiques, conférant des propriétés intermédiaires entre celles d'un gaz et celles d'un liquide, dont le pouvoir solvant est ajusté par la pression et la température.

Scope

Cette entrée aborde l'état supercritique et les raisons de son adéquation à l'extraction, la modulabilité du pouvoir solvant, les avantages du dioxyde de carbone, ainsi que la place de l'EFS parmi les alternatives modernes à l'extraction classique. Il s'agit d'une référence méthodologique qui ne fournit ni protocoles de processus, ni instructions de dosage ou thérapeutiques.

Core questions

• Quelles propriétés physiques d'un fluide supercritique en font un solvant efficace et modulable ?
• Pourquoi le dioxyde de carbone supercritique est-il le choix dominant pour les produits naturels ?
• Comment la pression, la température et les co-solvants sont-ils utilisés pour contrôler la sélectivité ?
• Comment l'EFS se compare-t-elle aux méthodes d'extraction classiques et autres méthodes modernes en termes de rendement, de sélectivité et de résidus de solvant ?

Key concepts

• État supercritique et point critique
• Dioxyde de carbone supercritique
• Densité et pouvoir solvant modulables
• Ajout de co-solvant (modificateur)
• Extraits sans solvant
• Constituants thermolabiles
• Extraction verte

Mechanisms

Au-dessus de sa température et de sa pression critiques, un fluide entre dans l'état supercritique, où il présente une diffusivité de type gazeux et une faible viscosité, tout en ayant une densité et un pouvoir solvant de type liquide, ce qui lui permet de pénétrer facilement la matrice et de dissoudre les constituants cibles ; étant donné que la densité et, par conséquent, la force solvante augmentent fortement avec la pression près du point critique, la sélectivité peut être ajustée en modifiant la pression et la température (Herrero et al., 2006 ; Reverchon & De Marco, 2006). Le dioxyde de carbone est le fluide couramment utilisé : son point critique accessible permet des températures de fonctionnement proches de l'ambiante qui protègent les composés thermolabiles, il est non toxique et ininflammable, et lors de la dépressurisation, il s'évapore pour laisser un extrait exempt de solvant (Herrero et al., 2006). Le dioxyde de carbone seul favorise les constituants lipophiles, ainsi, une petite quantité d'un co-solvant polaire tel que l'éthanol est souvent ajoutée pour étendre la gamme aux molécules plus polaires, et le même équipement peut fractionner aussi bien qu'extraire (Reverchon & De Marco, 2006 ; Azmir et al., 2013).

Clinical relevance

L'EFS produit des extraits sans solvant et des fractions de type huile essentielle utilisés dans les applications pharmaceutiques, nutraceutiques et alimentaires, ainsi, sa compréhension permet une évaluation critique de la manière dont les préparations de produits naturels sans résidus sont fabriquées. Ceci est un contexte méthodologique descriptif et non une directive clinique ; il n'implique aucune recommandation d'utilisation, de dose ou d'indication.

Evidence & guidelines

L'EFS est principalement documentée dans la littérature de revues méthodologiques et d'études primaires, qui la compare à l'extraction classique et à la distillation en termes de sélectivité, de douceur thermique et d'absence de solvant organique résiduel (Herrero et al., 2006 ; Reverchon & De Marco, 2006 ; Azmir et al., 2013). Cette entrée résume cette littérature à un niveau de référence et n'est pas une directive réglementaire ou clinique.

History

L'intérêt pour les solvants supercritiques remonte aux observations du XIXe siècle concernant l'amélioration du pouvoir solvant près du point critique, mais les applications pratiques pour les produits naturels se sont développées à partir de la fin du XXe siècle, avec la décaféination et l'extraction du houblon par dioxyde de carbone supercritique parmi les premiers succès industriels qui ont établi l'EFS comme une alternative verte à l'extraction par solvants organiques (Herrero et al., 2006 ; Reverchon & De Marco, 2006).

Seminal works

• herrero-2006
• reverchon-2006

Frequently asked questions

Pourquoi le dioxyde de carbone supercritique est-il si largement utilisé en EFS ?

Son point critique est atteint dans des conditions modérées, ce qui permet à l'extraction de s'effectuer à une température proche de l'ambiante pour protéger les constituants thermosensibles, et parce qu'il est non toxique et s'évapore lors de la dépressurisation, il laisse un extrait sans solvant.

Comment la sélectivité de l'EFS est-elle contrôlée ?

En ajustant la pression et la température, ce qui modifie la densité du fluide et donc son pouvoir solvant, et en ajoutant une petite quantité d'un co-solvant polaire tel que l'éthanol pour étendre l'extraction aux composés plus polaires.