BTS QIABI EXTRACTION

Extraction

PRESENTATION

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Objectif : Etre capable pour une matière précise de :- justifier l'intéret de l'extraction - donner le principe de fonctionnement - proposer un outil industriel adapté en illustrant le principe par un schéma légendé

INDEX

1 - Extraction mécanique

2 - Extraction par solvant

3 - Extraction Fluide supercritique

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Définition : On peut définir l’extraction par pression comme étant une opération de séparation d’un liquide emprisonné dans un solide qu’on obtient par l’application d’une force (pression) sur la matière première solide pour en expulser la phase liquide. Lorsqu’on se prépare un jus d’orange ou un jus de citron à la maison on réalise une extraction par pression : la compression du fruit entraine la diminution du volume de la pulpe (cellules végétales qui emprisonnent le jus) qui expulse (ou « expression ») le jus. Extraire évoque une opération dans laquelle on retient l’une des phases (l’extrait) pour rejeter l’autre (le résidu).

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On distingue trois types d’extraction : • Extraction mécanique • Extraction par solvant • Extraction par fluide supercritique

1- Extraction mécanique

1 -1 Présentation

Definition

1- Extraction mécanique

Définition : L’extraction mécanique constitue l’application d’une pression sur un solide, cette compression entraîne une diminution du volume et une expulsion de l'extrait (E) contenu dans le résidu (R). Application : Les industries concernées par cette extraction sont : les jus de fruits, les huileries, les sucreries de canne. L’extraction mécanique, souvent insuffisante, est accompagnée d’une extraction par solvant.

1- Extraction mécanique

Les facteurs qui influencent la vitesse et le rendement de l’extraction

• La préparation de la matière première :

My name is

L’industrielle va augmenter la surface d’échange entre l’aliment et le presse au moyen d’un broyage. Dans un deuxième temps il va, grâce à la chaleur, altérer des tissus des végétaux (tissu qui s’oppose à la sortit de l’extrait) et une fluidification de l'extrait facilitant ainsi sa sortie.

Nathan

• L’influence de la pression et du temps de pressage

PRESSION : Si on réalise une trop forte pression, on risque d’altérer la qualité de l’extrait, puisque certain constituant du résidu vont se retrouver dans l’extrait (constituant indésirable) comme par exemple le tanin pour les vins. De plus la pression va entrainer l’usure du matériel pour un rendement qui ne sera que très faiblement supérieur.

Les facteurs qui influencent la vitesse et le rendement de l’extraction

1- Extraction mécanique

TEMPS : On s’aperçoit qu’au bout d’un certain temps de pressage, le rendement n’augmente que très faiblement. Il est donc préférable pour l’industrielle de revaloriser sont résidu plutôt que d’immobiliser son matériel.

Je suis ESTEVE

Incidences sur la qualité du produit

La pression :

La température :

La pression joue un rôle important sur la qualité du produit.. Par exemple pour le raisin, plus la pression va augmenter, plus le PH va lui aussi augmenter causée par la hausse des phénols. La pression détermine donc la composition de l’extrait.

La température joue également un rôle important. Par exemple, plus la température sera élevée, plus la fluidité des huiles sera importante et plus le rendement sera optimisé, mais cela risque d’entraîner une modification de goût (pertes de certains composés aromatiques volatils) et une destruction des vitamines.

1- Extraction mécanique

1- Extraction mécanique

1 -2 Principaux extracteurs

1- Extraction mécanique

Differents extracteurs discontinus

1- Extraction mécanique

 presse à plateau

La matière est placé entre un support et le plateau. Le plateau presse la matière sur le support perforé permettant l'évacuation du résidu (huile d’olives et jus de fruits)

 presse à membrane ou à poche :

Le gonflement de la membrane presse l’aliment sur les parois du cylindre perforé

Je suis ALICIA

Differents extracteurs continus

Je suis Arthur !

 presse à vis sans fin

La vis sans fin permet d'amener l'aliment solide vers un espace de plus en plus petit.Au fur et à mesure de sa progression, l'aliment se retrouve écrasé contre les parois perforées, permettant d'expulser l'extrait. Le résidu dépourvi d'extrait continue son chemin pour ensuite être évacué.

Je suis Cedric!

  presse à rouleaux (utilisé dans la fabrication du sucre de canne)

L'aliment solide passe entre les cylindres, la pression est telle que l'extrait est expulsé de l'aliment d'un côté et le résidu de l'autre.

La place de l'extraction dans la fabrication du jus de pomme

2- Extraction par solvant

2-1 Présentation

Definition

2- Extraction par solvant

Définition : Opération qui consiste à arroser/asperger un aliment avec un solvant. Après extraction on obtiendra d’un coté : - l’extrait et le solvant, - et de l’autre coté le résidu pauvre en extrait mais riche en solvant. Applications

- Utilisé pour les huileries : après extraction mécanique des graines, on récupère des tourteaux encore riche en huile. On va donc asperger ces tourteaux d’un solvant. - Utilisé en sucrerie : on va arroser les betteraves ou les cannes à sucre avec un solvant chaud (ici de l’eau). - Utilisé dans l’extraction de colorant ou d’arome - Utilisé dans la décaféinassions du café

2- Extraction par solvant

Les paramètres à maîtriser pour optimiser l'extraction

Débit et temps de contact Débit et temps de contact

Dimension des particules

Nature du solvant

2- Extraction par solvant

Les paramètres à maîtriser pour optimiser l'extraction

Le PH du milieu d’extraction

Température

AFFINITE ENTRE LE SOLVANT ET L EXTRAIT

Appareils à percolation : La phase solide contenant l’extrait se présente sous la forme d’un lit compacte et sera traversée par le solvant. Appareils à immersion : La phase solide se trouve dispersé/immergé dans le solvant.

Je suis Jeannes !

2- Extraction par solvant

2-2 Différents extracteurs par solvant

2- Extraction par solvant

 Les mélangeurs décanteurs

On mélange le solvant et le solide dans un bac. Une agitation mécanique permet à l'extrait de se solubiliser dans le solvant puis par décantation, on retrouvera dans le fond du bac le résidu et au dessus le solvant avec l’extrait. Appareils : on peut améliorer l’opération de décantation par une centrifugation afin de séparer du résidu solide l’extrait. Ce phénomène est discontinu. On peut le rendre continu en mettant une succession de mélangeurs, de décanteurs et de centrifugeuses.

2- Extraction par solvant

 Batterie d'extracteurs

Le produit va se déplacer soit le long d’un tapis convoyeur, ou grâce à des compartiments accrocher à des rails. Au fur et à mesure de son avancement il est arrosé d’un solvant, et pour optimiser le rendement on va utiliser des appareils qui fonctionnent à contre-courant (le solvant et l’aliment circule dans le sens opposé.

2- Extraction par solvant

 Extracteur à bande sans fin

2- Extraction par solvant

 Extracteurs vertaux à paniers

technique la moins coûteuse car il est plus facile de déplacer une masse sur un plan horizontal que sur un plan vertical. Elle permet de mieux régler le débit du solvant et la vitesse de mouvement des bandes (extraction de l’huile).

Cas de l'huile olive

Process complet de l'huile d'olive vierge ou raffinée

Avant l’extraction, l’aliment va subir des opérations préliminaires et on fera très souvent une extraction mécanique avant une extraction par solvant.

Les applications de l'extraction par solvant

 industries des corps gras  Industries du café et du thé  Industries des arômes, sucres et colorants (paprika, cassis, raisins)  Industries des protéines.

C'est Axelle qui n'est pas FORTE !!!

nous !!!!!!

3- Extraction par fluide supercritique

3-1 Principe

Definition

2- Extraction par fluide supercritique

C’est une technique qui se rapproche de l’extraction par solvant. En revanche elle nécessite de placer le solvant avant extraction dans une zone super critique. L'extraction se réalise avec un solvant placé dans une zone supercritique. Qu'est ce que cette zone supercritique ?

Notre pépé AURELIEN !!! PAs bien la cigarette !!!

2- Extraction par fluide supercritique

L'état supercritique est déterminé par :  Une température critique qui est de 35°C pour le CO2  Une pression critique qui est de 73 bars pour le CO2 Dans cette zone, le solvant n’est ni un gaz ni un liquide.

La nature du fluide supercritique : Il existe différents fluides supercritiques connus. En IAA on utilise le CO2, pourquoi ? L’eau demande une température critique ainsi qu’une pression critique trop élevé. On pourrait utiliser des alcools, mais dans la zone super critique ils sont inflammables. On utilise le CO2 car :  Température et pression critique basse  Image naturelle  Non inflammable  Pas chère  D’un point de vu qualité, il n’est pas toxique, il a une inertie chimique.  Il repasse à l’état de gaz à basse température ce qui permet de le séparer facilement de l’extrait.

MESSAGE DU JOUR

2- Extraction par fluide supercritique

Les avantages et les inconvénients : - Avantages : 1- Le fait de travailler à de basses pressions et de basses températures, l’extrait n’est pas altéré. 2- La solubilité de l’extrait dans le solvant est plus importante en zone super critique qu’une extraction par solvant simple. 3- En utilisant du CO2 la séparation de l’extrait dans le solvant se fera instantanément tandis que pour l’extraction par solvant on sera obligé de réaliser une distillation. - Inconvénients : 1- Installation complexe et discontinue 2- Application très couteuse 3- Comme beaucoup de molécules sont solubles dans le solvant dans cette zone on aura un extrait de mauvaise pureté.

2- Extraction par fluide supercritique

Les applications : Une installation d’extraction par solvant va nécessiter une extraction du fluide supercritique de l’extrait, cela peut se faire par modification de la pression. Dans toute installation d’extraction par fluide supercritique on aura besoin d’une zone d’extraction, d’un détendeur, un compresseur, un évaporateur ainsi qu’un condenseur. L’extraction supercritique est réalisée uniquement pour les applications où l’extrait est la phase à récupérer (arômes). Applications limitées réalisées surtout sur les produits à forte valeur ajoutée (arômes et extrait). - Industries des corps gras : élimination de substances indésirables : élimination du cholestérol du beurre, - Industries des épices, des arômes, de la nicotine, du thé - Industries : dés alcoolisation de la bière, décafénéisation du café

Seule application en France sur des parfums en Provence. Les propriétés des fluides supercritiques sont encore peu connues.

Diagramme de fabrication du jus de pomme

Diagramme de fabrication de l'huile d'olives

Diagramme de fabrication du sucre

THANKS