Etude expérimentale et modélisation de l’extraction des lipides des matrices végétales

Abstract

Le recours à des extraits bios et libres de traces de solvants est largement connu au cours de ces dernières années. Dans ce contexte, le marché mondial à travers les industries agro-alimentaire et pharmaceutiques fait appel à des méthodes alternatives afin d’extraire des principes actifs et des substances d’intérêts. Ces dernières remplacent les procédés d’extractions par solvants toxiques qui peuvent présenter un danger sur la santé humaine ou animale. Généralement, l’industrie n’est pas intéressée par des solvants complexes mais plutôt par des solvants simples et moins toxiques tels que le dioxyde de carbone ou les hydrocarbures légers. Ce travail de thèse a trait à l’extraction des lipides d’origine végétale à partir des fruits d’olives algériens par une technologie verte utilisant le CO2 à son état supercritiques en adoptant la méthodologie des plans d’expériences. Différents paramètres tels que la pression, la température et le temps d’extraction sur le rendement sont examinés et optimisés. Le rendement maximal en huile obtenu est de 29.01% dans les conditions de 250 bars, 40 °C et 180 min. Des effets significatifs du temps d'extraction et de la pression sont montrés sur le taux de matière grasse extraite, contrairement à la température. L’optimisation du processus par plan Box-Behnken a permis d’identifier le point optimal aux conditions 300 bars, 60 ° C et 180 min ou le rendement maximal atteint est de 33.35%. La composition des extraits en acides gras et de glycérides par CPG s’est avérée similaire à celle de l'huile d'olive obtenue par les méthodes classiques. La morphologie visualisée par MEB justifie l’utilisation de la technique des fluides supercritique. Une valorisation des sous-produits est tentée en testant les effets de l’activité antibactérienne et antimicrobienne de la cire, ainsi que le pouvoir adsorbant du résidu de l’extraction des fruits d’olives de deux polluants à savoir le bleu de méthylène et la paracétamol. Les résultats des tests biologiques sont très prometteurs. Pour la capacité d‘adsorption, le résidu a montré un pouvoir adsorbant très important comparativement au charbon actif, au mac du café et à la bentonite. Les résultats de la modélisation par le modèle de Shrinking Core modifié par rapport à l’ajustement du diamètre des particules dp en plus du coefficient de diffusion effectif De, sont en bon accord avec ceux obtenus expérimentalement. A travers cette étude, nous confirmons que l’extraction par fluides supercritiques spécifiquement le CO2 est un procédé vert vis-à-vis les différents avantages qu’il présent.