Brevet FR2516537A1 — publié le 19830520

Mélange de solvants et procédé utilisant un tel mélange pour l'extraction de lipides et de O ol yphénols à Partir de flocons de graines de tournesol La présente invention concerne un nouveau mélange de solvani qui peut être utilisé pour l'extraction solide- liquide, d'une façon classique en une seule opération, de lipides et de polyphénols à partir de flocons de graines de tournesol afin d'obtenir des concentrés protéiques. La présente invention fournit un mélange de solvants composé d'un solvant hydrocarbonê, d'etharol et d'eau* Le mélange peut ainsi être un mélange de solvantsa deux phases à trois composants Le solvant hydrocarbon 6 est de préférence un alcane, normalement un alcane aliphatique, de préférence un alcane ayant plusieurs atomes de carbone tel que l'hexane normal. Le composé hydrocarboné peut aller de 40 % à 70 %D en volume par rapport au miélange total et les deux autres compo- sants, éthanol et eau, peuvent varier de 60 % à 30 %L en volume avec un rapport respectif, c'est-à-dire, éthanol à eaue volume, variant de 95:5 à 50:50. La présente invention fournit également un procédé pour l'extraction solide-liquide de lipides et de polyphénols à partir de flocons de graines de tournesol décortiquées, qui implique l'utilisation, comme solvant d'extraction, d'un mélange de solvantsconstitué par un solvant hydrocarboné, l'éthanol et l'eau. Le procédé d'extraction solide-liquide peut être effectué par l'un quelconque des procédés proposes par la littérature technique L'adoption du procédé divulgué dans la demande antérieure na 7913047 s'est révélée particulièrement avantageuse Le procédé d'extraction solide-liquide décrit dans cette demande comprend:la fourniture de solvant frais ou d'un mélange de solvants l'un des nombreux récipients d'ex- traction disposés en série, dont chaque récipient contient la matière solide et est muni d'un tube d'arrivée du solvant, d'un tube de sortie du solvant, d'un moyen d'agitation et d'un élément filtrant pour empocher la fuite de matière solide ayant une taille supérieure à une taille prédéterminée, par le tube de sortie du solvant, l'élément de filtration s'étendant dans le récipient au voisinage du moyen d'agitation de sorte que l'agitation du solvant ou du mélange de solvants par le moyen agitateur diminue la tendance de la matière solide à colmater l'élément de filtration; la sortie du solvant avec la ou les substance(s) extraites) entrainée() dudit premier récipient d'extraction, et son passage à travers les autres récipients d'extraction en série; puis, après extrac- tion de la ou des substance S)extractibles à partir de la matière solide dans ledit premier récipient d'extraction; la mise en route de la fourniture de solvant frais ou du mélange de solvantsau prochain récipient d'extraction en aval, l'en- lèvement de la matière solide dudit premier récipient d'ex- traction, et la recharge dudit premier récipient d'extraction avec de la matière solide fraiche, ledit premier récipient d'extraction étant relié en série, en aval du récipient d'ex- traction précédemment le plus en aval. Ce procédé permet d'extraire un peu desconstituants avec un solvant,ou un mélange d'au moins deux solvants, par l'intermédiaire d'un certain nombre, n, de récipients disposés en série, le contenu des récipients étant maintenu constamment agité pendant tout le cycle d'extractions Le solvant (ou les solvants) est fourni à (et sort de) plusieurs récipients avec un débit (unitaire) qui est choisi dans une gamme bien définie, généralement de 2 m 3 par heure et par m 2 à 15 m 3/h/m 2, la circulation à travers les récipientsdisposésen série étant continu. Dans la pratique, après avoir chargé chaque récipient avec la matière solide broyée d'une façon appropriée, chaque récipient est rempli avec le solvant et l'agitation est démar- rée. 16537 Du solvant frais est ensuite envoyé dans le premier récipient afin que le solvant déjà contenu dans ce récipient soit dilué et que l'extraction devienne très efficace. Le solvant sortant du premier récipient est envoyé dans le récipient d'extraction voisin et la même opération est répétée, et cette opération est répétée ultérieurement et en série pour tous les N récipients d'extraction. Une fois que la matière solide contenue dans le premier récipient d'extraction a été épuisée(dans le sens que la substance extractible a été extraite), elle est déchargée et du solvant frais est fourni à ce récipient, ce dernier étant ensuite déplacé vers la dernière place dans la série La fourniture de solvant frais est branchée du premier récipient d'extraction vers le suivant et ainsi de suite. Dans la mesure ou, pour chaque récipient, environ 10 % de la matière solide (les parties les plus fines) passe dans le courant de solvant, il est nécessaire de fournir, en plus,aucrécipients disposés en série, un filtre: ce dernier sépare la matière solide entraînée par le courant de solvant de la phase liquide et l'extraction est terminée, La facilité et l'efficacité du procédé sont étroitement liées à un certain nombre de variableset celles-ci doivent être coordonnées entre elles, Il a déjà été remarqué qu'un paramètre de base est le débit spécifique (unitaire) du solvant qui est fourni à,et qui sort dechaque récipient d'extraction: il doit normalement aller de 2 à 15 m 3/heure/m 2. D'autres paramètres doivent être choisis d'une façon appropriée, tels que le rapport hauteur:diamètre du récipient les caractéristiques géométriques de l'élément filtrant, la taille des pores de l'élément filtrant, la matière qui compose l'élément filtrant, l'épaisseur de l'élément filtrant, la viscosité cinématique de la suspension, et l'intensité de l'agitation maintenue dans le récipient. La spécification de la demande antérieure mentionnée ci-dessus établit que tout technicien est capable de choisir les valeurs appropriées des paramètres énumérés ci-dessus, afin de rendre optimauxle procédé et l'efficacité de l'ex- traction conformément à la matière solide à manipuler, sa taille, le solvant et toutes les autres caractéristiques impliquées s Toutefois, ladite demande antérieure ne contient aucune indication sur l'utilisation possible d'un mélange ternaire avec des phases différentes et, au contraire, il semble que le processus révélé dans ladite demande antérieure trouve son application préférée juste dans l'utilisation d'un seul solvant ou d'un mélange de'solvants miscibles et compatibles entre eux. D'une façon tout à fait surprenante, et c'est là,la base de la présente invention, les auteurs de celle-ci ont maintenant découvert qu'il était possible d'utiliser, en vue de l'extraction simultanée, à partir des graines de tournesol, de plus d'un constituant non désiré, un mélange constitué par trois solvants qui sont répartis en des phases différentes. L'adoption d'un tel mélange permet d'obtenir un rendement d'extraction élevé et, s'il est utilisé dans le procédé d'extraction d 6 erit cidessus, ce résultat est combiné avec la facilité et la validité de ce procédé. Le procédé d'extraction solide-liquide est effectué de préférence à une température comprise entre 200 C et 500 C, pendant une durée de 30 minutes à 6 heures,et un rapport poids (kg): volume (litre) des flocons de graines au mélange de solvantsallant de 1:1 à 1:10 (c'est-à-dire, de 1 kg pour 1 litre, à 1 kg pour 10 litres), 7 Méthodes analytiques pour la caractérisation chimique des graines de tournesol et des produits obtenus à partir de celles-ci L'humidité, les cendres et la fibre brute ont été déterminées selon les méthodes normalisées de A O A C. (Association of Official Analytical Chemists, 12 ème édition, 1975). La teneur en protéines est exprimée en termes d'azote macro Kjeldahl multiplié par le coefficient 5,70 La teneur totale en lipides est déterminée selon la méthode à l'éther de pétrole telle que rapportée dans A A C C NO 30-26 Les composés polyphénols sont dosés par la méthode colorimétrique de Bittoni et al (Riv Ital Sost Grasse, 54, 421, 1977) Les sucres totaux sont déterminés avec le procédé de M Dubois et ail (Analytical Chemistry, 28, 350-356, 1968)9 modifié par le fait que la séparation des différents sucres est omise et,seule, la teneur totale en sucre est considérée,comme prdsente dans le produit. Le Po D I (Indice d'Aptitude a la Dispersion des Protéines) tel qu'utilisé pour déterminer la quantité d'azote capable d'être dispersée dans l'eau dans des conditions natu- relles de p H,est en accord avec la méthode indiquée dans A.O C S (Méthode Ba 10-65, Révisée 1969). EXEMPLES Tous les détails opératoires apparaîtront d'après les exemples suivants qui ont pour but d'illustrer la présente invention sans en limiter le cadre. EXE _LE 1 Des graines de tournesol ayant la composition indiquée sur le tableau 1, sont complètement décortiquées dans un décortiqueur"Hydromécanique & Frottement" et les graines décor- tiquées sont transformées en flocons ayant une épaisseur de 0,25 mm dans un broyeur "Diefenbaek L 2/30/30 ", Le produit ainsi obtenu est traité avec un mélange ayant la composition suivante: nor hexane 60 % en volume éthanol 35 % en volume eau 5 % en volume Les conditions opératoires de l'extraction solide- liquide sont les suivantes: coefficient de remplissage des recipients d'extraction: (poids (kg):volume(litres) 1:4 durée d'extraction 6 heures température d'extraction 450 C rapport d'extraction (poids:volume) 1:7,5 TABLEAU 1 COMPOSITION CHIMIQUE D'UN ECHANTILLON DE GRAINES DE TOURNESOL humidité 6 % sur matière sèche: lipides 60,0 % protéines 22,0 % cendres 2, 9 % fibre brute 3,5 % sucres 4,4 % phénols 2,4 % autres esters non azotés 4,8 % Le produit final a la composition chimique suivante: humidité 6,5 % sur matière sèche: lipides 0,5 % phénols 0,8 % protéines (Nx 5 S,7) 65,1 % sucres 1,9 % P.D I (indice d'aptitude à la 8,9 % dispersion des protéines) EXEMPLE 2 Des graines de tournesol qui ont une spécification similaire à celle des graines de l'exemple 1 et qui sont soumises k un traitement analogue à celui de l'exemple 1 sont extraites avec un mélange de solvant constitué par: nor hexane 60 % en volume éthanol 30 %o en volume eau 10 % en volume dans les conditions d'extraction solide-liquide suivantes: coefficient de remplissage des récipients d'extraction: (poids:volume) 1:4 durée d'extraction 6 heures température d'extraction 45 C rapport d'extraction (poids:volume) 1:7,5 Le produit extrait a la composition chimique suivante humidité 7,3 sur matière sèche: lipides 2,1 % phénols 0,17 % protéines (Nx 5,7) 59,6 % sucres 0,6 % P D I 5,3 % REVENDICATIONS 1 Mélange de solvantsapproprié pour l'usage dans l'extraction solideliquide de lipides et de polyphénols à partir de flocons de graines de tournesol décortiquées, caractérisé par le fait que ce mélange est constitué par un solvant hydrocarboné, l'éthanol et l'eau. 2 Mélange selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le volume du solvant hydrocarboné représente de 40 à 70 % en volume du volume total du mélange. 3 Mélange selon les revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que le volume de la eombinaison d'éthanol et d'eau représente de 60 % à 30 %,en volume,du volume total du mélange, avec un rapport en volume variable, mutuel,de l'éthanol à l'eau de 95:5 à 50:50. 4 Mélange selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que le solvant hydrocarboné est l'hexane normale Procédé pour l'extraction solide-liquide de lipides et de polyphénols à partir de flocons de graines de tournesol décortiquées, caractérisé par le fait qu'il implique l'utili- sation, comme solvant d'extraction,d'un mélange de solvants constitué par un solvant hydrocarboné, l'éthanol et l'eau. 6 Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le volume du solvant hydrocarboné représente de 40 % à 70 % en volume du volume total du mélange. 7 Procédé selon les revendications 5 ou 6, caractérisé par le fait que le volume de la combinaison d'éthanol et d'eau représente de 60 % à 30 %,en volume,du volume total du mélange, avec un rapport en volume variable, mutuel, de l'éthanol à l'eau de 95:5 à 50:50. 8 Procédé selon l'une quelconque des revendications , 6 et 7, caractérisé par le fait que le solvant hydrocarboné est l'hexane normal.