Résumé Le processus d'extraction de l'huile d'algues par technologie d'amélioration par ultrasons a été étudié. Les effets du dosage du solvant d'extraction, de la température d'extraction, du temps d'extraction, du mode d'action des ultrasons, de la puissance et de la fréquence des ultrasons sur l'extraction par ultrasons de l'huile d'algues (EPA comme indicateur) ont été discutés. Les conditions de traitement appropriées ont été optimisées pour fournir une base théorique pour la production industrielle ainsi que pour la promotion et l'application de la technologie d'amélioration par ultrasons.
Les algues sont un microphytoplancton marin doté de nombreuses fonctions pharmacologiques importantes et qui présente de larges perspectives de développement dans les domaines de l'alimentation et de la médecine. Son huile d'algues, composée d'acides gras polyinsaturés, est non seulement un composant important des cellules animales supérieures, mais a également des effets préventifs et thérapeutiques particuliers sur les maladies cardiovasculaires. Il a des effets anti-athérosclérose, abaissant les lipides sanguins, inhibant l'agrégation plaquettaire, abaissant la tension artérielle, anti-inflammatoire, régulant la fonction immunitaire, réaction anti-allergique, antitumorale et anticancéreuse, parmi lesquels l'acide eicosapentaénoïque (EPA) et l'acide docosahexaénoïque (DHA) sont particulièrement importants.
À l’heure actuelle, le processus d’extraction de l’huile d’algues par technologie d’amélioration par ultrasons a fait l’objet d’une attention et de recherches approfondies. L'onde ultrasonique est une onde sonore d'une fréquence de 2×10⁴～2×10°Hz, qui a un effet thermique, un effet mécanique et un effet de cavitation. Les ondes ultrasoniques peuvent améliorer le processus d'extraction du solvant, raccourcir le temps d'extraction, réduire la capacité du solvant et améliorer le taux d'extraction. Il s'agit d'une nouvelle technologie avec un potentiel de développement pour améliorer l'extraction en utilisant un champ de force externe (4). Cet article étudie le processus d’extraction améliorée par ultrasons de l’huile d’algues pour promouvoir le progrès du processus d’extraction de l’huile d’algues et le développement d’une technologie améliorée par ultrasons.
1 partie expérimentale
1.1 Matériels et instruments
Chlorella sp. : acheté auprès de l'Institut de biologie marine, n-hexane : Shanghai Lingfeng Chemical Reagent Co., Ltd.
Émetteur à ultrasons PTS-300 : usine d'équipements ultrasoniques Dongfang de Guangzhou, bain-marie électrique à température constante HSG-IIB-6 : société d'approvisionnement et de commercialisation d'instruments de Shanghai, évaporateur rotatif : usine d'instruments en verre de Shanghai, étuve de séchage sous vide DZ-80 : usine d'outils Shanghai Nanhui Laogang, chromatographe en phase gazeuse GC-112 : usine d'instruments analytiques de Shanghai. 1.2 Flux de processus
Le déroulement du processus d’extraction de l’huile d’algues est le suivant :
Récupération de solvants résiduels de filtre à solvant
↓ ↑
Algues → extraction par ultrasons → filtration → concentration → séchage → huile d'algues → détection de la teneur en EPA
1.3 Détermination de l'EPA
Le chromatographe en phase gazeuse GC-112 a été utilisé pour la détermination. Les paramètres étaient : colonne chromatographique (HP-WAX, 30 m × 0,25 m × 0,25 μm), température de la colonne de 195 ℃, température de détection de 250 ℃, porteur d'azote pur et débit de 37 ml/min. La teneur en EPA a été calculée par méthode de normalisation.
2 Résultats et discussion
2.1 Relation entre le taux d'extraction de l'huile d'algues et la température d'extraction
Lorsque la quantité de matières premières était constante, le rapport matériau: liquide était de 1: 1 et l'extraction a été réalisée dans des conditions ultrasoniques de 25 kHz et 300 W pendant 20 min. La température d'extraction a été modifiée pour l'expérience et les résultats ont été présentés dans la figure 1. Comme le montre la figure, avec l'augmentation de la température d'extraction, le taux d'extraction de l'huile d'algues a également augmenté, mais lorsque la température était supérieure à 50 ℃, le taux d'extraction n'a pratiquement pas augmenté.
2.2 Relation entre le taux d'extraction de l'huile d'algues et le dosage du solvant (rapport matière-liquide)
Dans des conditions ultrasoniques de (50 ℃) et 25 kHz, 300 W, le dosage du solvant (matériau : liquide) a été modifié pour les expériences, et les résultats sont présentés dans la figure 2. La courbe 1 est sous l'action des ultrasons ; La courbe 2 est sans action ultrasonore. On peut voir sur la figure que l'utilisation de l'extraction améliorée par ultrasons peut améliorer considérablement le taux d'utilisation du solvant, réduisant ainsi la quantité de solvant ; le taux d'extraction de l'huile d'algues augmente avec l'augmentation du dosage de solvant. Lorsque le dosage du solvant atteint 3 fois la quantité de matières premières (matériau : liquide = 1:3), le taux d'extraction augmente lentement et l'augmentation de la quantité de solvant n-hexane n'a aucune signification évidente.
2.3 Relation entre le taux d'extraction de l'huile d'algues et le temps d'extraction
Sous (50 ℃) et 25 kHz, 300 W, différents temps d'extraction ont été utilisés pour les expériences, et les résultats sont présentés dans la figure 3. La courbe 1 est sous l'action des ultrasons ; La courbe 2 est sans action ultrasonore. Le taux d'extraction sous action ultrasonique est supérieur à celui sans action ultrasonique et le temps d'extraction est considérablement raccourci. Lorsque le temps augmente jusqu'à 40 min, le taux d'extraction augmente lentement.
2.4 Effet du mode d'action ultrasonique sur le taux d'extraction de l'huile d'algues
Lorsque les autres conditions sont constantes (50℃, matériau : liquide = 1:3, 20 min, 25 kHz 300 W), le mode d'action ultrasonique est modifié : action continue, d'abord arrêt puis action, première action puis arrêt, action pulsée, et l'expérience est réalisée. Les résultats sont présentés dans la figure 4. Comme le montre la figure, l'action continue est la plus appropriée.
2.5 Effet de la puissance et de la fréquence des ultrasons sur le taux d'extraction de l'huile d'algues
Lorsque les autres conditions sont constantes (50℃, matériau : liquide = 1:3, 20 min, action ultrasonique continue), les conditions ultrasoniques sont modifiées : 25 kHz 300 W, 40 kHz 100 W, 40 kHz 50 W, 19 kHz 50 W, et l'expérience est réalisée. Les résultats sont présentés dans la figure 5. Comme le montre la figure, 25 kHz 300 W est le plus approprié.
3 Conclusion
3.1 L'expérience montre que lors de l'utilisation du n-hexane pour améliorer l'extraction par ultrasons de l'huile d'algues, la quantité de solvant d'extraction et la température d'extraction ont un effet significatif sur le rendement en extrait d'huile d'algues. Selon les résultats expérimentaux, le dosage du solvant est de 1:3 (matériau : liquide) et la température est de 50℃. Le temps d'extraction est de préférence de 40min.
3.2 Le mode d'action ultrasonique, la puissance et la fréquence des ultrasons ont un effet significatif sur le taux d'extraction de l'huile d'algues. D'après les résultats expérimentaux, une action continue, 25 kHz 300 W est appropriée.
3.3 Une comparaison expérimentale montre que l'utilisation des ultrasons pour améliorer le processus d'extraction par solvant peut raccourcir le temps d'extraction, améliorer le taux d'utilisation du solvant, réduire la quantité de solvant et améliorer le taux d'extraction. L'échographie est une nouvelle technologie avec un potentiel de développement qui utilise une force externe pour améliorer l'extraction, et il est recommandé de promouvoir son application.
