Synthèse bibliographique
Nouvelles perspectives pour l'extraction des saponines et des caroténoïdes
76
III.2.3. L’extraction assistée par ultrasons (EAU)
L’extraction assistée par ultrasons (EAU) est régie par le phénomène de cavitation.
Dans les solutions aqueuses et en présence de l’irradiation ultrasonique le phénomène de
cavitation est décrit en trois étapes (Suslick, 1989):
La nucléation: c’est la formation d’une bulle;
L’expansion: c’est la croissance rapide d’une bulle durant le cycle
compression/raréfaction jusqu’à l’atteinte de sa taille critique;
L’impulsion: c’est l’effondrement critique des bulles dans le liquide.
L’interaction entre les ondes ultrasonores et les bulles gazeuses définit deux types de
cavitation selon l’amplitude de la variation de pression (Lepoint et Mullie, 1994):
La cavitation stable: ce phénomène est marqué à faible amplitude de pression et ne
conduit pas aux phénomènes sono-chimiques;
Dans des conditions de faible amplitude la bulle de gaz répond de façon linéaire à la
variation de pression et son diamètre varie de façon sinusoïdale simultanément à la
pression;
La cavitation transitoire: ce phénomène est marqué à forte amplitude où la réponse
de la bulle est non linéaire.
La cavitation entraine localement des différences de températures (chauffage/
refroidissement), de différance de pression et l’élévation des forces de cisaillement dans le
milieu.
L’extraction assistée par ultrasons (UAE) des biomolécules est attribuée à la propagation des
ondes ultrasonores dans un milieu liquide et les phénomènes de cavitation résultants. Les
ondes ultrasonores de haute puissance et de basse fréquence qui se déplacent dans un milieu
liquide engendrent des cycles alternés de compression et raréfaction (dépression). Quand les
cycles de raréfaction augmentent, les forces maintenant la cohésion du liquide sont vaincues
et des bulles de cavitation apparaissent.
Une bulle de cavitation peut être générée près de l’interface liquide-solide (paroi cellulaire par
exemple) et pendant un cycle de compression implose. L’impulsion des bulles de cavitation
prés de la paroi cellulaire agit comme des micro-jets qui entrainent la sonoporation
(perforation des parois et des membranes cellulaires) et la rupture des parois cellulaires
provoquant la libération de contenu de la cellule (Vilkhu et al., 2008; Rahman et Chemat et
al., 2017).
Nouvelles perspectives pour l'extraction des saponines et des caroténoïdes
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III.2.3. L’extraction assistée par ultrasons (EAU)
L’extraction assistée par ultrasons (EAU) est régie par le phénomène de cavitation.
Dans les solutions aqueuses et en présence de l’irradiation ultrasonique le phénomène de
cavitation est décrit en trois étapes (Suslick, 1989):
La nucléation: c’est la formation d’une bulle;
L’expansion: c’est la croissance rapide d’une bulle durant le cycle
compression/raréfaction jusqu’à l’atteinte de sa taille critique;
L’impulsion: c’est l’effondrement critique des bulles dans le liquide.
L’interaction entre les ondes ultrasonores et les bulles gazeuses définit deux types de
cavitation selon l’amplitude de la variation de pression (Lepoint et Mullie, 1994):
La cavitation stable: ce phénomène est marqué à faible amplitude de pression et ne
conduit pas aux phénomènes sono-chimiques;
Dans des conditions de faible amplitude la bulle de gaz répond de façon linéaire à la
variation de pression et son diamètre varie de façon sinusoïdale simultanément à la
pression;
La cavitation transitoire: ce phénomène est marqué à forte amplitude où la réponse
de la bulle est non linéaire.
La cavitation entraine localement des différences de températures (chauffage/
refroidissement), de différance de pression et l’élévation des forces de cisaillement dans le
milieu.
L’extraction assistée par ultrasons (UAE) des biomolécules est attribuée à la propagation des
ondes ultrasonores dans un milieu liquide et les phénomènes de cavitation résultants. Les
ondes ultrasonores de haute puissance et de basse fréquence qui se déplacent dans un milieu
liquide engendrent des cycles alternés de compression et raréfaction (dépression). Quand les
cycles de raréfaction augmentent, les forces maintenant la cohésion du liquide sont vaincues
et des bulles de cavitation apparaissent.
Une bulle de cavitation peut être générée près de l’interface liquide-solide (paroi cellulaire par
exemple) et pendant un cycle de compression implose. L’impulsion des bulles de cavitation
prés de la paroi cellulaire agit comme des micro-jets qui entrainent la sonoporation
(perforation des parois et des membranes cellulaires) et la rupture des parois cellulaires
provoquant la libération de contenu de la cellule (Vilkhu et al., 2008; Rahman et Chemat et
al., 2017).