Brevet FR2497823A1 — publié le 19820716

La présente invention concerne un procédé pour isoler des substances de valeur à partir d'une matière végétale par extraction des parties végétales au moyen d'un gaz dans des conditions hypercritiques. Les graines de plantes du type Simmondsia (simmondsia chinensis et simmondsia california) sont cons- tituées à l'état mûr, jusqu'à 45 à 50% de leur poids total d'une cire liquide. Cette cire est un mélange d'esters d'a- cides gras à longue chaîne, dont le constituant acide est for- mé d'acides supérieurs à chaîne droite et dont le constituant alcool est formé de monoalcools supérieurs. Elle se différen- cie donc essentiellement des huiles végétales normales qui sont connues comme des triglycérides de la glycérine. En rai- son de sa bonne stabilité, elle trouve de multiples applica- tions, par exemple également comme substance de support dans les formulations cosmétiques ou pharmaceutiques. Le procédé utilisé jusqu'à maintenant pour séparer et isoler la cire implique le pressurage à froid ou à chaud des graines ou l'extraction de la cire avec différents solvants à partir des graines préalablement broyées ou pres- sées. Mis à part le fait que par un pressurage méca- nique on ne peut récupérer qu'environ 60 à 70% de la propor- tion de cire, les qualités commerciales qui ont été obtenues par pression, contiennent encore des fractions de matériau cel- lulaire. Ces fractions de matériau cellulaire, gênantes dans de nombreux cas, doivent être séparées dans des étapes opéra- toires spéciales.Mais il s'est avaré que grâce à des procé- dés de filtration spéciaux qui utilisent des milieux de fil- tration usuels, tels que par exemple le kieselguhr, le gel de silice, les terres décolorantes ou l'oxyde d'aluminium, on ob- tient en fait un produit qui ne contient pas de fractions so- lides, mais ces procédés de filtration exercent une influence néfaste sur la stabilité de la cire. C'est ainsi que par fil- tration sur des milieux actifs, les cires purifiées devien- nent rapidement rances et inutilisables au stockage dans des conditions normales. On n'a pas utilisé industriellement jusqu'à main- tenant de procédé d'extraction des fractions de cire au moyen d'un solvant.De plus, les produits ainsi obtenus contiennent encore des restes de solvant. Sans autres opérations de pu- rification, ils ne sont donc pas utilisables dans des appli- cations cosmétiques ou pharmaceutiques, par exemple. L'invention a pour objet de remédier aux inconvé- nients de l'état de la technique. Selon la présente invention on prévoit un procédé pour isoler des substances de valeur à partir d'une matière végétale par extraction des fractions végétales dans une o- pération d'extraction au moyen d'un gaz dans des conditions hypercritiques, pour obtenir une phase contenant les substan- ces de valeur, l'entraînement de cette phase dans une opéra- tion de séparation, la séparation des substances de valeur dans des conditions sous-critiques et le recyclage du gaz dans l'opération d'extraction, dans lequel on extrait des graines de type Simmondsia au moyen d'un gaz dans des conditions hy- percritiques et on obtient une cire végétale pure et stable comme substance de valeur. Comme agent d'extraction, on peut utiliser en prin- cipe tous les gaz qui sont physiologiquement sans danger et qui sont chimiquement inertes vis -à-vis dela cire végétale, tels que par exemple C02, CHF3, CF3-CF3, CHCI=CF?; CF2=CH2, CF3- CH3, CHF2C-CH3, HF2C1, CF3Ci, CF2CF2, CF2C1, CC13- CHC12, C3F8, SF6, N20,S02 l'éthane, l'éthène, le propane, le propène etc.. ou leurs mélanges. On préfère en particu- lier utiliser C02. Dans l'opération d'extraction, les graines sont extraites par l'agent d'extraction dans des conditions dans lesquelles le gaz est dans un état hypereritique aussi bien en ce qui concerne la température qu'en ce qui concerne la pression. Les paramètres critiques des gaz mentionnés sont suffisamment connus. Les températures appliquées sont donc comprises entre la temperature critique et 50 C, de préférenee 20WC au-dessus, tandis que les pressions appliquées sont compri- ses entre la pression critique et 500.105 Pa et de préféren- ce 350.105 Pa au-dessus. Dans le cas o C02 est utilisé comme agent d'- extraction, l'extraction est conduite à des températures comprises entre 31,3 et 80C, de préférence jusqu'à 501C et à des pressions comprises entre 72.105 et 600.105 Pa, de préférence jusqu'à 300.105 Pa. La phase contenant une substance de valeur prove- nant de l'opération d'extraction subit ensuite une opération de séparation; la séparation de la substance de valeur se fait en établissant des conditions sous-critiques. La tem- pérature appliquée est donc comprise entre la température cri- tique et 150C en-dessous, la pression appliquée est comprise entre la pression critique et 25.105 Pa en dessous. Dans le cas o C02 est utilisé comme agent d'ex- traction, la séparation est conduite à des température compri- ses entre 31,3 et 150C et à des pressions comprises entre 72.105 et 45.105 Pa. En procédant tel que décrit, du fait de la fixa- tion de conditions sous-critiques dans l'opération de sépa- ration, le pouvoir solvant de l'agent d'extraction vis-à-vis des substances de valeur extraites est réduit de telle sorte que celles-ci peuvent se séparer de l'agent d'extraction dans l'opération de séparation et peuvent être évacuées pendant l'extraction, par exemple par un sas, ou à la fin de l'ex- traction. Le cas échéant, les parties d'eau extraites en mê- me temps forment immédiatement une phase séparée et peuvent être isolées de la cire sans problème. L'agent d'extraction est directement réutilisa- ble sans autre purification nécessitant un supplément de travail et d'énergie, de sorte qu'il n'y a aucun problème supplémentaire d'émission. Pour sa réintroduction dans l'o- pération d'extraction, l'agent d'extraction doit simplement être ramené à l'état hypercritique relatif à la Température et à la pression, c'est-à-dire que la modification de tem- 4 2497823 pérature et de pression prévue pour la séparation est alors annulée. La cire végétale extraite peut être éBecuée de l'opération de séparation en discontinu à la fin de l'ex- traction. Mais il est également possible d'évacuer la cire végétale, par exemple au moyen d'un sas, dans un procédé continu pendant le processus d'extraction. Quel que soit le mode de travail, des temps d'extraction de 1 à 12 heures, de préférence de 3 à 7 heures, sont suffisants pour obtenir le produit final avec la pureté désirée. Le procédé selon l'invention permet également d'obtenir le produit recherché dans un court laps de temps en minimisant les dépenses d'équipement, de main d'oeuvre et d'énergie et en évitant une pollution del'environnement. Le recyclage de l'agent d'extraction offre donc la possibilité d'automatiser le processus opératoire et de réaliser ainsi une extraction particulièrement économique. La cire végéta- le obtenue peut être utilisée directement dans les produits alimentaires, les produits pharmaceutiques ou les produits cosmétiques, et similaires; mais elle peut également être hydrogénée et être-utilisée comme produit hydrogéné. Les conditions opératoires détaillées sont indi- quées dans les exemples suivants. Cuve d'extraction: Presnion P1 Température: t1 Cuve de séparation: Pression: P2 Température: t2 EXEMPLE 1 On a chargé 100 g de graines broyées dans la cu- ve d'extraction et on a extrait avec du gaz C02 dans des con- ditions hypercritiques: P1: 200.105Pa t1: 401C P2: 50.105 Pa t2: 20'C Durée d'extraction: 4 h. On a obtenu 41 g d'une cire jaune pâle, limpide, qu'on a prélevée dans la cuve de séparation; on a en outre isolé 3,5g d'eau. Dans l'extracteur, il restait 55g d'un pro- duit déshuilé pulvérulent. L'analyse de la cire indiquait la composition sui- vante: Esters liquides en C38 Esters liquides en C40 Esters liquides en C42 Esters liquides en C44 environ 10% environ 30% environ 50% environ 10% EXEMPLE 2 Dans la cuve d'extraction, on a chargé lOOg de grai- nes débarrassées de leur follicule et broyées, et on a extrait avec du gaz C02 dans des conditions hypercritiques. P: 300.105Pa tl: 40 C - P2: 50.10 Pa t2: 20 C Durée d'extraction: 4 h Dans la cuve de séparation, on a prélevé 40 g d'un mélange d'esters d'acides gras jaune pâle limpide. On a isolé, en outre, 7,5g d'eau. Dans l'extracteur, on a trouvé 53 g d'un résidu pulvérulent. EXEMPLE 3 On a traité 100g de graines broyées de la plante Simmondsia chinensis, avec du gaz C02 dans des conditions-hy- percritiques: P1: 150.10O Pa P1 t1: 50 C P2: 50.105 Pa P2 t2: 20 C Durée d'extraction: 4 h Dans la cuve de séparation, on a recueilli 36 g d'une cire jaune pâle, limpide et on a séparé en outre 3,5g d'eau. Dans la cuve d'extraction, on a trouvé comme résidu g du matériau de départ débarrasse de cire. REVENDICATIONS 1. Procédé pour isoler des substances de valeur 3 partir d'une matière végétale par extraction des fractions végétales dans une opération d'extraction au moyen d'un gaz dans des conditions hypercritiques, pour obtenir une phase contenant les substances de valeur, l'entrainement de cette phase dans une opération de séparation, la séparation des substances de valeur dans des conditions sous-critiques et le recyclage du gaz dans l'opération d'extraction, caracté- risé en ce qu'on extrait, comme fractions végétales, des graines de type Simmondsia avec un gaz dans des conditions hypercritiques et on obtient comme substance de valeur une cire végétale pure et stable. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on utilise le dioxyde de carbone comme gaz. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on applique des températures compri- ses entre la température critique et: a) 501C, de préférence 201C au-dessus pour l'o- pération d'extraction, b) 150C au-dessous pour l'opération de sépara- tion. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce qu'on applique des pressions comprises entre la pression critique et: a) 500.105 Pa, de préférence 350.105 Pa audessus pour l'opération d'extraction, b) 25.105 Pa au-dessous pour l'opération de sépa- ration.