Ultrasonication as a highly efficient method of flaxseed mucilage extraction

Three methods of aqueous extraction of flaxseed mucilage (magnetic stirring, microwaves and ultrasounds) were compared and tested, from whole flaxseeds at a concentration of 5% (w/v) and a temperature of 50°C. While microwaves are less efficient than a magnetic stirring, ultrasound-assisted extraction showed the highest mass transfer coefficient and a higher order kinetic. 7% of the seed mass were extracted after only 30min of treatment. Ultrasound assisted extraction decreases the intrinsic viscosity of the mucilage from 12.5dL/g (for magnetic stirring) to 6.2dL/g, and the weight-average molecular weight of the largest polysaccharides from 1.5×106Da to 0.5×106Da, whilst having a limited impact on protein content and monosaccharide composition

Recovery of slaughterhouse Animal Fatty Wastewater Sludge by conversion into Fatty Acid Butyl Esters by acid-catalyzed esterification

Two types of Animal Fatty Wastewater Sludges (AFWS 1 and 2) were analyzed and fully characterized to determine their suitability for conversion into biofuel. AFWS 1 was determined to be unsuitable as it contains 68.8wt.% water and only 32.3wt.% dry material, of which only around 80% is lipids to be converted. AFWS 2 has only 15.7wt.% water and 84.3wt.% dry material of which is assumed to 100% lipids as the protein and ash contents were determined to be negligible. The 4-dodecylbenzenesulfonic acid (DBSA) catalyzed esterification of AFWS with 1-butanol was performed in a novel batch reactor fitted with a drying chimney for the “in situ” removal of water and optimized using a non-conventional Doehlert surface response methodology. The optimized condition was found to be 1.66mol equivalent of 1-butanol (with respect to total fatty acid chains), 10wt.% of DBSA catalyst (with respect to AFWS) at 105°C for 3h. Fatty Acid Butyl Esters (FABEs) were isolated in good yields (95%+) as well as a blend of FABEs with 1-butanol (16%). The two potential biofuels were analyzed in comparison with current and analogous biofuels (FAME based biodiesel, and FABE products made from vegetable oils) and were found to exhibit high cetane numbers and flash point values

Destruction des farines animales : Valorisation des fractions lipidiques en biolubrifiants et additifs biocarburants, et du résidu protéique (ou de l’ensemble) pour la fabrication de matériaux polymères

L’objectif des travaux est d’étudier la faisabilité de nouvelles voies d’élimination et de valorisation des farines animales. Nous abordons ici l’étude de deux voies de valorisation complémentaires et indépendantes : d’une part, la valorisation de la fraction lipidique en « biocarburant » et « biolubrifiant » et, d’autre part, celle du résidu délipidé ou de l’ensemble de la matrice dans la fabrication de matériaux polymères. Dans un premier temps, les études développées se proposent de mettre en oeuvre un suivi qualité selon les recommandations de la Direction Générale de l’Alimentation. Ensuite, l’étude de la mise en oeuvre d’outils d’extraction à haut débit et de méthodes rapides de caractérisation des constituants majeurs et mineurs a pour but de caractériser la matrice « farines animales ». La connaissance de la composition de la matrice a gouverné l’orientation de la stratégie de transformation de la fraction lipidique axée sur les études de transfert d’acyles. Elle permet d’obtenir des acides gras à partir des lipides extraits, puis de les utiliser pour synthétiser des esters gras simples. En perspective, nous proposons d’associer cette méthodologie à des technologies spécifiques qui permettront d’envisager la décontamination des farines animales lors de leur transformation. La deuxième partie des travaux consiste à utiliser les farines animales ainsi que les farines obtenues après extraction des lipides comme matières premières dans le cadre d’une étude de faisabilité concernant de nouveaux matériaux polymères. Il s’agit de procéder à la déstructuration thermochimique des macromolécules animales (susceptible de dégrader l’agent pathogène) dans le but de les réduire à l’état de monomères destinés à participer à la synthèse d’un nouveau polymère. Les essais de liquéfaction de cette matrice en présence de phénol ont donné des résultats encourageants. La fabrication de matériaux polymères constituerait une voie de valorisation permettant d’écouler de grandes quantités de farines animales

Effect of dehulling method on the chemical composition of the lipid constituents of the kernels and oils of Ricinodendron heudelotii seeds

The aim of this study was to characterize the lipids present in the oil and kernels of Ricinodendron heudelotii seeds. Two dehulling methods were used to extract kernels from their husks: a heat treatment and a manual mechanical dehulling technique. Oil from kernels obtained by traditional heat treatment of seeds had a kinematic viscosity of 169 ± 0.5 mPa.s, and an iodine value of 175.6 ± 1.1 g/100 g oil. The oil from kernels isolated by mechanical dehulling had a kinematic viscosity of 128 ± 0.11 mPa.s and an iodine value of 195.2 ± 2.0 g/100 g oil. Determination of the minor compound profile of the oil revealed a total tocopherol content of 135.0 ± 0.4 mg oil from kernels isolated by traditional heat treatment. The oil obtained from kernels isolated by manual mechanical dehulling had a total tocopherol content of 178.3 ± 0.4 mg/100 g. An analysis of the fatty-acid profile of the oil from kernels isolated by traditional heat treatment revealed the presence of α-eleostearic acid (50.5% ±0.1), linoleic acid (24.0% ±0.0), β-eleostearic (8.4% ±0.0) and catalpic acid (0.40% ±0.1). By contrast, the fatty acid composition of oil from kernels isolated by manual mechanical dehulling was of α-eleostearic acid (60.1% ±0.2), linoleic acid (22.8% ±0.1). Ricinodendron heudelotii oil has a very high level (84.4 ± 0.4%) of polyunsaturated fatty acids (CLnA). Some analysis of the triglycerides present in the oil revealed the potential isomerization of α-eleostearic acid to form β-eleostearic acid and catalpic aci

Destruction des farines animales : valorisation des fractions lipidiques en biolubrifiants et additifs biocarburants, et du résidu protéique (ou de l’ensemble)

National audienceThe aim of this study was to investigate two new complementary and independent possible uses of animal meal. The lipidic fraction was used as biodiesel or biolubricant and the defatted residue or the raw meal was considered as raw material for polymer preparation. All the studies were led following the alimentary general direction quality rules. High flow extraction tools and rapid analysis methods of major and minor components were developed. This resulted in animal meal characterisation and allowed us to choose the chemical transformation strategy. Conversion of the lipidic fraction, based on an acyl-transfer reaction, gave free fatty acids directly transformed into fatty acid esters well known for biofuel applications. In the future such specific technology could be used to decontaminate animal meal during its transformation. In addition, the raw animal meal or the defatted meal was used to synthesise polymers. Animal biopolymer structure was broken by thermomechanical treatment (liquefaction) to produce new monomeric units. Animal meal liquefaction with phenol provided promising results. This polymer synthesis would be a great way to add value to large amounts of animal meal.L’objectif des travaux est d’étudier la faisabilité de nouvelles voies d’élimination et de valorisation des farines animales. Nous abordons ici l’étude de deux voies de valorisation complémentaires et indépendantes : d’une part, la valorisation de la fraction lipidique en « biocarburant » et « biolubrifiant » et, d’autre part, celle du résidu délipidé ou de l’ensemble de la matrice dans la fabrication de matériaux polymères. Dans un premier temps, les études développées se proposent de mettre en oeuvre un suivi qualité selon les recommandations de la Direction Générale de l’Alimentation. Ensuite, l’étude de la mise en oeuvre d’outils d’extraction à haut débit et de méthodes rapides de caractérisation des constituants majeurs et mineurs a pour but de caractériser la matrice « farines animales ». La connaissance de la composition de la matrice a gouverné l’orientation de la stratégie de transformation de la fraction lipidique axée sur les études de transfert d’acyles. Elle permet d’obtenir des acides gras à partir des lipides extraits, puis de les utiliser pour synthétiser des esters gras simples. En perspective, nous proposons d’associer cette méthodologie à des technologies spécifiques qui permettront d’envisager la décontamination des farines animales lors de leur transformation. La deuxième partie des travaux consiste à utiliser les farines animales ainsi que les farines obtenues après extraction des lipides comme matières premières dans le cadre d’une étude de faisabilité concernant de nouveaux matériaux polymères. Il s’agit de procéder à la déstructuration thermochimique des macromolécules animales (susceptible de dégrader l’agent pathogène) dans le but de les réduire à l’état de monomères destinés à participer à la synthèse d’un nouveau polymère. Les essais de liquéfaction de cette matrice en présence de phénol ont donné des résultats encourageants. La fabrication de matériaux polymères constituerait une voie de valorisation permettant d’écouler de grandes quantités de farines animales

Destruction des farines animales : valorisation des fractions lipidiques en biolubrifiants et additifs biocarburants, et du résidu protéique (ou de l’ensemble) pour la fabrication de matériaux polymères

National audienceL’objectif des travaux est d’étudier la faisabilité de nouvelles voies d’élimination et de valorisation des farines animales. Nous abordons ici l’étude de deux voies de valorisation complémentaires et indépendantes : d’une part, la valorisation de la fraction lipidique en « biocarburant » et « biolubrifiant » et, d’autre part, celle du résidu délipidé ou de l’ensemble de la matrice dans la fabrication de matériaux polymères. Dans un premier temps, les études développées se proposent de mettre en oeuvre un suivi qualité selon les recommandations de la Direction Générale de l’Alimentation. Ensuite, l’étude de la mise en oeuvre d’outils d’extraction à haut débit et de méthodes rapides de caractérisation des constituants majeurs et mineurs a pour but de caractériser la matrice « farines animales ». La connaissance de la composition de la matrice a gouverné l’orientation de la stratégie de transformation de la fraction lipidique axée sur les études de transfert d’acyles. Elle permet d’obtenir des acides gras à partir des lipides extraits, puis de les utiliser pour synthétiser des esters gras simples. En perspective, nous proposons d’associer cette méthodologie à des technologies spécifiques qui permettront d’envisager la décontamination des farines animales lors de leur transformation. La deuxième partie des travaux consiste à utiliser les farines animales ainsi que les farines obtenues après extraction des lipides comme matières premières dans le cadre d’une étude de faisabilité concernant de nouveaux matériaux polymères. Il s’agit de procéder à la déstructuration thermochimique des macromolécules animales (susceptible de dégrader l’agent pathogène) dans le but de les réduire à l’état de monomères destinés à participer à la synthèse d’un nouveau polymère. Les essais de liquéfaction de cette matrice en présence de phénol ont donné des résultats encourageants. La fabrication de matériaux polymères constituerait une voie de valorisation permettant d’écouler de grandes quantités de farines animales

Barriers to the release of flaxseed oil bodies and ways of overcoming them

The outermost mucilaginous layer of the seed is a major, valuable component of flaxseed, but it induces a rapid thickening of the medium when the seeds are immersed in water, reducing the efficiency of oil body extraction. Ultrasound can be used to extract this mucilage rapidly before the seeds are ground in water. This makes it possible to extract the oil bodies as an emulsion, with the proteins present acting as dispersing and stabilizing agents. This emulsion is a thick fluid displaying shear-thinning and predominantly elastic behavior. This phase can be valorized directly due to its high concentration in polyunsaturated fatty acids, high content of valuable sterols, and high arginine content of its proteins

Extraction of camelina mucilage with ultrasound and high flow rate fluid circulation

International audienceAs the outermost layer of many oleaginous seeds, mucilage can be extracted by different shear forces. At lab scale, ultrasound is an effective extraction method and is associated here with hydrodynamic forces on a higher scale. In the example of camelina mucilage, an ultrasonic tubular reactor and a recirculating pump are used separately and combined with a response surface methodology. With a seed concentration of 10 % in water, mucilage extraction yields of 6.9 +/- 1.5 % and 6.6 +/- 0.3 % are obtained after 55' of pulsed ultrasonic treatment with a 3 L ultrasonic tubular reactor and a lab scale (100 mL) ultrasonic probe, respectively. High flow rate recirculation (100 L/min) used alone allows yields of more than 10 %. Extraction efficiency then depends directly on the rheological behavior of the medium and allows a high seed concentration (up to 15 %). The combination of ultrasounds and high flow rate circulation reveals a high importance of ultrasound on protein composition and rheological behavior of mucilage while extraction yield, protein and ash content are mainly controlled by circulation time

New Network for the Valorisation of Native Fatty Acids from Rapeseed via an Integrated Process with Three Phase Partitioning

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Saponification and Double Decomposition Processes in an Original Pilot Scale Equipment: Hydro-Thermal Reactor Heated by Direct Induction

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