Agroalimentaire et cosmétique
L’utilisation du CO2 supercritique comme solvant d’extraction de molécules organiques à partir de plantes est l’application la plus ancienne et la plus développée à l’échelle industrielle, notamment dans le secteur agroalimentaire. Le premier exemple d’industrialisation de ce procédé concerne la dé-caféination du café. Le CO2 de par ses propriétés physico-chimiques (incolore, inodore, non toxique, non inflammable) est le fluide supercritique le plus utilisé. Il est très rapidement apparu comme un candidat particulièrement approprié à l’extraction végétale, et ce notamment comme alternative aux solvants organochlorés. Depuis, de nouvelles applications du CO2 supercritique pour l’extraction de plantes sont apparues et ont permis de confirmer les potentialités de ce fluide comme solvant alternatif de choix, non seulement pour l’extraction d’une large gamme de composés naturels mais également pour bien d’autres applications relatives au végétal.
Le CO2 supercritique pour le vin
Le goût du bouchon suffit à gâcher la dégustation d’un bon vin. C’est pourquoi il a fait l’objet de nombreuses recherches et c’est là tout l’intérêt du CO2 supercritique. A travers de nombreux travaux menés par le CEA, il a été prouvé qu’il est une solution efficace d’extraction des molécules indésirables qui donne ce goût amer au vin. Il va extraire du liège les polychlorophénols et les polychloroanisoles, les bêtes noires du bouchon. La flore microbienne, à l’état naturel sur le liège, se nourrit en effet des chlorophénols et les transforme en chloroanisoles. Ceux-ci confèrent à l’élixir cette agressivité en bouche.
Comment le liège est-il traité ?
Le CO2 supercritique, associé à un cosolvant adapté (solution aqueuse apte au contact alimentaire) dépasse même toutes les attentes. Non seulement il extrait les molécules indésirables, mais il diminue fortement la charge microbiologique. Et cela sans pour autant éliminer certains composés indispensables, comme les cires (pour l’étanchéité).
A noter que le procédé ne présente pas seulement l’avantage de supprimer le goût de bouchon. A cause de ce phénomène, des millions de bouteilles sont jetées chaque année, ce qui représente une perte économique considérable. De plus, il convient de souligner le très faible impact environnemental et sanitaire du CO2 supercritique contrairement aux procédés classiques utilisant un solvant aqueux en grande quantité. Ainsi, la consommation d’énergie est considérablement revue à la baisse puisque la température requise est d’environ 40 °C contre 120 à 130 °C pour le bouillage. Inutile également d’ajouter du peroxyde d’hydrogène ou du polychlorite (qui laisse des traces) dans la solution pour éliminer les salissures.
Le CO2 supercritique pour la décaféination du café
Le scientifique allemand Kurt Zosel est crédité du premier brevet américain pour la décaféination du café (1970) utilisant l’extraction par fluide supercritique. Selon la spécification du brevet, les grains de café vert doivent d’abord être cuits à la vapeur, puis le CO2 supercritique est pompé à travers eux. Cette étape est préalable à la décaféination et permet de préparer les grains de café en les faisant gonfler pour les rendre plus perméables pour l’extraction avec le CO2 liquide. La caféine se dissout dans le CO2 supercritique et est ensuite extraite des grains.
Parce que le CO2 a une très haute sélectivité pour la caféine, pratiquement aucun autre composant n’est dissolu, ce qui permet d’obtenir une très haute qualité.
Le flux de CO2 liquide transporte ensuite la caféine dans un réservoir séparé où le CO2 est évaporé de nouveau à l’état gazeux.
Enfin, une fois le taux de caféine inférieur à 0,08% atteint (la réglementation européenne imposant un taux maximum de 0,1% de caféine pour les cafés décaféinés), les grains sont sortis puis séchés sous-vide et en séchage mécanique.
80 000 tonnes par an de graines de café sont ainsi décaféinées par la société General Foods (Division Maxwell House Coffee). La caféine extraite est, de son côté, revendue. Il n’y a donc très peu de déchets formés à l’issue de ce procédé, le rendant économiquement et écologiquement viable depuis maintenant une trentaine d’années .
L’extraction d’huiles essentielles et végétales par CO2 supercritique
L’extraction des huiles essentielles et végétales par CO2 supercritique est une méthode d’extraction qui utilise le CO2 supercritique (CO2 à haute pression et température) pour extraire les huiles des plantes. Cette méthode est considérée comme une méthode écologique et efficace car elle permet de récupérer des huiles de qualité supérieure tout en respectant l’environnement.
Le système d’extraction par CO2 supercritique comprend généralement une chambre de pression qui contient des plantes, un compresseur pour augmenter la pression de CO2, un réfrigérateur pour refroidir le CO2, et une unité de séparation pour séparer l’huile des résidus de plantes.
Les huiles essentielles et végétales sont dissoutes dans le CO2 supercritique, qui agit comme un solvant. La vapeur de CO2 chargée en huile est ensuite acheminée vers l’unité de séparation, où les huiles essentielles et végétales sont séparées du CO2. Les huiles obtenues peuvent être utilisées pour diverses applications, comme les parfums, les cosmétiques, les aliments, les médicaments et les produits de soins personnels.
L’un des principaux avantages de l’utilisation du CO2 supercritique pour l’extraction des huiles essentielles et végétales est qu’il permet d’obtenir des huiles de qualité supérieure par rapport aux autres méthodes d’extraction. Le CO2 supercritique ne détruit pas les composés volatils de l’huile, ce qui permet de conserver les arômes et les propriétés thérapeutiques de l’huile.
En outre, l’utilisation du CO2 supercritique est écologique, car il ne produit pas de résidus ou de rejets nocifs pour l’environnement. Le CO2 utilisé peut également être récupéré et réutilisé, ce qui réduit les coûts d’exploitation.
