APPLIED
SUPERCRITICAL
FLUIDS
à propos
Romain POLANZ, Président et Fondateur d’A.S.F.
« Avec une formation supérieure « Techniques et Applications de la Physique », des expériences dans l’aéronautique et au Centre de Recherche du Groupe Saint-Gobain PAM, puis au sein de la société SEPAREX – ancien acteur mondial sur la Technologie des Fluides Supercritiques – en tant que Designer & Concepteur Équipements, Chef de Projet, puis Responsable Equipements Fluides Supercritiques avec plus de 150 unités construites et installées à travers le monde, j’ai ensuite pu acquérir une solide expérience sur l’extraction du CBD à visée thérapeutique et à une échelle industrielle, selon un procédé d’Extraction au CO2 Subcritique.
J’ai décidé de créer la société ASF en 2018 afin de promouvoir la Technologie des Fluides Supercritiques en tant que Consultant Expert : Procédés, Equipements dédiés, Business Développement et Marketing associé à cette technologie innovante.
Tout au long de votre projet, APPLIED SUPERCRITICAL FLUIDS et ses partenaires vous accompagnent et vous permettent de définir, améliorer et concrétiser au mieux votre application actuelle ou future »
Technologie des Fluides Supercritiques et ses nombreuses Applications
Qu’est-ce qu’un Fluide Supercritique ?
Cet état de la matière a été découvert en 1822 par un ingénieur et physicien français : Charles Cagniard de Latour. Par la suite, il fût utilisé sous le terme de fluide supercritique par le chimiste irlandais Thomas Andrews. Tout fluide possède un point critique, qui est atteint à des conditions spécifiques de pression et de température. Un fluide est ainsi considéré comme « Supercritique » dès lors qu’il est chauffé à une température supérieure à sa température critique et comprimé à une pression plus importante que sa pression critique. Placé dans ce domaine Supercritique, un tel fluide présente ainsi des propriétés physicochimiques particulières (diffusivité, viscosité, densité, conductivité thermique), à l’interface de celles d’un gaz et de celles d’un liquide. On peut ainsi se représenter un fluide supercritique comme un fluide se comportant comme un gaz, tout en étant quasiment aussi dense qu’un liquide, de telle sorte qu’il possède un pouvoir dissolvant – au même titre qu’un liquide – tout en ayant une diffusivité à travers la matière proche de celle d’un gaz.
Diagramme de phases Pression-Température
Quel est l’intérêt d’utiliser un Fluide Supercritique ?
Un Fluide Supercritique est typiquement utilisé pour ses propriétés de solvant, afin d’extraire un composé à forte valeur ajoutée contenu dans une matière première solide (végétale ou botanique), tels que des colorants naturels, des parfums, des arômes, des huiles essentielles, des antioxydants, des principes actifs (API) pour le domaine pharmaceutique, … A l’inverse, on peut utiliser le pouvoir de dissolution d’un Fluide Supercritique afin d’éliminer des composants indésirables, tels que des polluants, de la paraffine, des liants utilisés dans l’élaboration de poudres métalliques ou de céramiques, les TCA (trichloro-anisoles) pouvant se trouver dans les bouchons en liège et responsables de cette fameuse « odeur de bouchon » lors de la dégustation d’un vin…
« … En effet, le pouvoir de dissolution d’un solvant soumis à des conditions supercritiques augmente considérablement. »
Les Fluides Supercritiques, ainsi que les Procédés Supercritiques qui y sont associés sont finalement toujours utilisés en tant qu’alternatives aux solvants organiques et techniques « conventionnelles », offrant ainsi la possibilité d’une Technologie « Verte », « Eco-Responsable » et respectueuse de l’Environnement.
« Les deux fluides supercritiques les plus couramment et communément utilisés sont le dioxyde de carbone (CO2) et l’eau (H2O). »
Le CO2 Supercritique
Le Dioxyde de Carbone (CO2) est LE fluide supercritique le plus utilisé au niveau mondial.
Pourquoi ?
- Son point critique est relativement bas : 31°C et 74 bars, donc facilement mis en œuvre
- Il est peu cher et très facilement disponible
- Il provient du recyclage de déchets industriels
- C’est un solvant « vert » : celui-ci est non toxique, non inflammable, chimiquement neutre et non polluant dans sa phase Supercritique
- Il préserve l’intégrité des composés thermosensibles, avec sa faible température critique (31°C)
- Il permet une extraction sélective des molécules, à partir d’une même matière première de départ
- Avec une extraction en CO2 Supercritique, les extraits finaux sont purs et exempts de solvants organiques
L’Eau Subcritique et Supercritique
Tout comme avec le dioxyde de carbone (CO2) placé dans son domaine supercritique, il est possible d’utiliser les propriétés dissolvantes de l’eau (H2O), qui, utilisée dans sa phase « subcritique », permet de solubiliser des composés hydrophobes contenus dans différentes variétés de végétaux.
On peut l’appeler « eau surchauffée sous pression », et ce procédé d’extraction permet encore une fois une alternative aux méthodes d’extraction conventionnelles avec l’utilisation d’un solvant « vert », en travaillant directement sur la matière première végétale humide, tout en améliorant la sélectivité des molécules que l’on souhaite extraire.
Quant à elle, l’eau supercritique est obtenue lorsqu’elle est soumise à des valeurs de pression et de température beaucoup plus élevées (Point Critique : 218 bars et 374°C). Il est intéressant de constater que dans ce domaine supercritique, les propriétés de l’eau sont quasiment inversées avec celles de l’eau quand elle est liquide !
C’est ainsi que, dans ce domaine supercritique, l’eau devient un solvant puissant, capable de solubiliser un grand nombre de composés organiques.
En revanche, celle-ci produit un précipité de tous les composants inorganiques, ce qui peut gravement et irréversiblement endommager les installations soumises à haute pression et haute température si celles-ci ne sont pas correctement dimensionnées (chemisages des réacteurs sous pression en Inconel ou en Titane par exemple, afin de résister à la pénétration de l’eau supercritique dans le métal).
Une application innovante consiste ainsi à utiliser l’eau en phase supercritique afin de détruire des déchets organiques ou des solvants toxiques, selon un traitement « hydrothermal » :
En lui adjoignant un oxydant (dioxygène O2 contenu naturellement dans l’air, par exemple) – bien plus soluble dans l’eau en phase supercritique – l’interaction (ou « attaque ») avec la matière organique est ainsi bien plus puissante et rapide.
En comparaison des procédés de destruction de matières organiques traditionnels (Exemple : Incinérateur), il n’y a pas de production de « NOx » ou « SOx » (Oxydes d’Azote, Oxydes de Soufre) et les températures opératoires sont plus basses.
Ces procédés hydrothermaux utilisant l’eau en phase subcritique ou supercritique, permettent ainsi de traiter des déchets liquides ou semi-solides sans opération de traitement préalable (Exemple : boues), recycler certains matériaux (catalyseurs), valoriser certaines biomasses, réaliser des opérations de liquéfaction, gazéification (applications énergétiques), ou d’oxydation.
Traitement de billes "résines" échangeuses d'ions par Oxydation Hydrothermale
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