Infrastructures et équipements

Réacteur de 80 L

La cuve de 80 L permet de faire des essais d’extraction en échelle semi-pilote. Elle est fabriquée en acier inoxydable, ce qui permet d’obtenir des extraits de grade alimentaire. Le liquide est agité par circulation via une pompe externe et chauffé par un système de chauffage électrique et automatisé, composé des 3 éléments de chauffage de 1.848 kW (8.4A et 220V), d’un contrôleur et d’un thermomètre.

Réacteur de 2500 L

La cuve de 2500 L permet de faire des tests d’extraction ou la production en échelle industrielle. Elle est fabriquée en acier inoxydable, ce qui permet d’obtenir des extraits de grade alimentaire. L’eau pure utilisée comme solvant est envoyée via un compteur d’eau suivi par une valve dans la cuve. La matière solide à extraire ainsi que l’huile et le mélange d’enzymes utilisé dans le procédé peuvent être chargés via un hublot ouvrable en haut de la cuve. Le mélange utilisé pour l’extraction est agité par un agitateur connecté à un moteur électrique. La cuve est chauffée à la température nécessaire par l’eau chaude, produite par une chaudière à gaz qui circule entre les doubles parois de la cuve. La vitesse de l’agitation ainsi que la température de la cuve sont contrôlées par un panneau de contrôle, désigné et fabriqué par la compagnie SCP Automation. La température et le pH du mélange dans la cuve sont constamment suivis et enregistrés. La cuve est vidée via une valve manuelle située en bas de la cuve. Une pompe Fristam FDS2 connectée au panneau de contrôle assure un débit de l’évacuation de la cuve constant à une valeur précise.

Tricanteur Flottweg Z2E

Le tricanteur (600 V, 27A) est un séparateur industriel des 3 phases, soit les phases solide (résidu postextraction ou tourteau), liquide léger (huile) et liquide lourd (aqueux). Il s’agit d’une centrifugeuse (≤6000 tours/min), équipée d’une vis. La centrifugeuse sépare le liquide lourd du liquide léger alors que la vis pousse le solide contre une restriction afin de le séparer de tous les liquides. Les paramètres de l’appareil sont ajustés via son panneau de contrôle.

Système de filtration à plaque Elnova

Il y a 2 systèmes à 40 x 40 cm (un pour l’huile et 1 pour l’eau) et 1 système à 20 x 20 cm. Ce sont 20 papiers filtres jetables (marque BECOPAD avec différentes porosités entre 0.2 et 10 mm) placés en parallèle entre les séparateurs, qui assurent la rétention de la matière solide. La pression avant et après le filtre est mesurée avec des manomètres et une pompe PID03 assure la circulation du liquide contre la résistance du système.

Salle de réfrigération et congélateur

À gauche : salle de réfrigération à 4 °C.

À droite : congélateur à -18°C.

Broyeur URSCHEL Comitrol® 1700

Ce broyeur industriel puissant (575V et 36.3A) permet de broyer une grande quantité de biomasses de toutes sortes (copeaux de bois, écorces, aiguilles, feuilles, fruits, etc.). En changeant la tête de couteau de l’appareil, il est possible d’obtenir des tailles de broyats différents (de ≤0.2 mm à ≤2.5 mm).

Broyeur à couteaux Retsch, balance OPTIMA et centrifugeuse Labnique Spinplus

À gauche : broyeur à couteaux Retsch GM300.

Au centre : balance OPTIMA OP-915 (poids max. 45 kg et précision 0.2kg).

À droite : centrifugeuse Labnique Spinplus.

AE403A Balance industrielle

Poids maximal 1 000 kg.

Précision 0.5 kg.

LC-MS-UV-QTOF

« Chromatographie liquide – spectrométrie de masse – spectroscopie d’ultraviolet – temps de vol quadripôle »

Le LC-MS-UV-QTOF est un instrument analytique qui combine plusieurs techniques pour l’analyse chimique de composés organiques présents dans un mélange homogène tel qu’un extrait de plante.

La chromatographie liquide (LC) est utilisée pour séparer les composants du mélange en solution. Les composés sont transportés dans un flux de solvants à travers une colonne de chromatographie, où ils interagissent différemment avec la phase stationnaire de la colonne en fonction de leurs propriétés chimiques. Ainsi, les composés sont séparés puis envoyés vers les deux détecteurs branchés en sortie de colonne. Le premier détecteur est le spectromètre ultraviolet (UV) dont le principe repose sur l’absorption du rayonnement par les molécules dans le domaine de la lumière visible, ultraviolet et proche infrarouge. Au passage des molécules devant le détecteur, un signal est émis puis enregistré. Le deuxième détecteur est un spectromètre de masse (MS) qui permet de mesurer la masse d’ions produits dans la source d’ionisation. Les ions sont accélérés et séparés en fonction de leur masse / charge (m / z) par un analyseur en tandem quadripôle-temps de vol (QTOF). Les ions sont détectés à la fin puis leur signal est enregistré.

En combinant ces trois techniques, le LC-MS-UV-QTOF permet une analyse plus complète et détaillée des composés présents dans un échantillon. Les résultats peuvent être utilisés pour identifier les composés, obtenir leur masse exacte, mais aussi à déterminer leur concentration dans un mélange.

HPLC-UV-ELSD

« Chromatographie liquide à haute performance – Détecteur par spectroscopie d’ultraviolet – Détecteur évaporatif à diffusion de la lumière »

L’HPLC-UV-ELSD est un instrument d’analyse chimique qui utilise la chromatographie liquide à haute performance (HPLC) pour séparer les composants d’un mélange et la spectrométrie UV et/ou la diffusion de la lumière (ELSD) pour détecter leur présence.

L’HPLC est une technique de séparation qui utilise une colonne de chromatographie remplie de particules poreuses pour séparer les composés d’un mélange. Les composés sont transportés à travers la colonne par un solvant et la séparation se produit en fonction de la différence d’interactions chimiques entre les composés et la phase stationnaire de la colonne. Les composants du mélange sont alors élués de la colonne à des temps différents puis détectés individuellement en sortie de colonne par le détecteur UV qui mesure l’absorption de la lumière par les composés séparés, dans le domaine de l’ultraviolet-visible-proche infrarouge. Ce type de détection est particulièrement utile pour les composés qui ont une forte absorbance dans l’UV, comme les composés aromatiques.

La détection par diffusion de lumière (ELSD) est une technique complémentaire de détection, car elle permet de détecter les composés qui n’ont pas de forte absorbance dans l’UV, comme les lipides, les polymères, les sucres et les petites molécules organiques. Cette technique est basée sur la diffusion de la lumière par les particules sous une forme solide ou liquide après une étape d’évaporation.

En combinant ces trois techniques, l’HPLC-UV-ELSD permet une analyse plus complète et détaillée des composants du mélange. Les résultats peuvent être utilisés pour identifier les composés et pour déterminer leur concentration dans un échantillon.

GC-MS avec injecteur en mode liquide ou en mode gazeux «Headspace»

« Chromatographie en phase gazeuse – spectrométrie de masse »

Un GC-MS est un instrument d’analyse chimique qui combine deux techniques pour analyser les composés d’un échantillon. La chromatographie en phase gazeuse (GC) est utilisée pour séparer les composants d’un mélange volatile en les transportant dans un flux de gaz à travers une colonne de chromatographie. Le principe de la séparation repose sur l’utilisation d’une colonne remplie de particules (phase stationnaire) qui sont capables d’interagir chimiquement avec les composés du mélange analysé. La colonne est chauffée selon une programmation de température ajustable et le mélange est injecté à une extrémité de la colonne, soit sous forme liquide ou gazeuse. Le mélange est alors transporté à travers la colonne par un gaz porteur inerte, généralement de l’hélium ou de l’azote, qui entraîne les composés à travers la colonne.

La spectrométrie de masse (MS) est utilisée pour identifier les composants séparés par la chromatographie en phase gazeuse. Les composés sont ionisés et fragmentés en ions dans la source d’ionisation du spectromètre de masse et les ions résultants sont séparés en fonction de leur masse / charge (m / z) par un analyseur de masse. Les ions sont ensuite détectés et le spectromètre de masse produit un spectre de masse unique pour chaque composé.

Dans le mode d’injection dit « Headspace », l’échantillon est injecté directement sous forme gazeuse dans la colonne chromatographique, après avoir été placé dans un flacon dit « headspace ». Ce flacon est chauffé et agité dans un petit incubateur pour vaporiser les composés volatiles dans son air ambiant. Seul cet espace gazeux dit « espace de tête » est prélevé par l’aiguille et injecté dans la colonne. Cette technique est intéressante pour analyser les composés volatiles présents dans un échantillon, sans avoir à extraire ou préparer l’échantillon en amont. Elle est particulièrement utile pour les échantillons difficiles à préparer ou pour lesquels une extraction chimique est inappropriée (analyse des arômes et odeurs émis par un produit cosmétique, alimentaire, etc., analyse des contaminants émis par un produit manufacturé, etc.).

En combinant ces deux techniques, le GC-MS (ou GC-MS « Headspace ») permet une analyse complète et détaillée des composants d’un échantillon (identification des composés et détermination de leur concentration).

HPLC-UV Préparatif avec collecteur de fractions

L’HPLC (Chromatographie Liquide à Haute Performance) préparatif avec collecteur de fractions automatique est une technique utilisée pour purifier et isoler les composés d’un échantillon en vue de leur utilisation ultérieure à grande échelle.  Contrairement à l’HPLC analytique, qui est utilisé pour l’analyse de composés en petites quantités, l’HPLC préparatif permet de produire des quantités plus importantes de composés.

Dans ce type de système, l’échantillon est injecté dans une colonne de chromatographie remplie de résine de support solide. La colonne est maintenue sous pression avec un solvant mobile qui permet de faire circuler l’échantillon à travers la résine (phase stationnaire) et de séparer les différents composants de l’échantillon. La séparation est basée sur les différences d’affinité des composants entre la phase mobile et la phase stationnaire.

En sortie de colonne, les composés sont détectés par 1) un détecteur UV qui permet de contrôler l’élution des composés qui absorbent la lumière dans le domaine de l’ultraviolet/visible/proche Infrarouge et/ou 2) un détecteur ELSD (détecteur évaporatif à diffusion de la lumière) qui lui permet de contrôler les composés non détectables à l’UV. Ce dernier étant destructif, seule une petite portion du volume total d’élution va vers ce détecteur. Le reste est envoyé vers le collecteur de fractions qui est programmé pour recueillir séparément les composants isolés dans des tubes en verre.

Le collecteur de fractions

Évaporateur rotatif à petite échelle

Cet équipement de laboratoire est utilisé pour évaporer et concentrer des solutions en éliminant le solvant, partiellement ou totalement.

Quantité maximum : 1 L.

Évaporateur rotatif à grande échelle

Cet équipement de laboratoire est utilisé pour évaporer et concentrer des solutions en éliminant le solvant, partiellement ou totalement.

Quantité maximum : 20 L.

Lyophilisateur

Cet équipement de laboratoire est utilisé pour sécher les échantillons (qui doivent être préalablement congelés) en éliminant l’eau ou le solvant par sublimation sous vide.

Spectromètre NicoletTM iSTM 5 à transformer de Fourier Infrarouge (FTIR)

Ce spectromètre est un instrument d’analyse de spectrométrie infrarouge à transformer de Fourier (FTIR) qui utilise la technique de la spectroscopie infrarouge pour identifier les composés chimiques d’un échantillon. Il dispose d’une large gamme de longueurs d’onde et d’une bonne résolution spectrale, ce qui permet d’obtenir des spectres infrarouges de haute qualité avec des pics d’absorption clairement définis. Il permet d’effectuer des analyses quantitatives et qualitatives des échantillons solides ou liquides.

LPLC ou « Low Pressure Liquid Chromatography »

« Chromatographe liquide basse pression »

Ce système de chromatographie liquide basse pression est un système de séparation des composés chimiques présents dans un échantillon liquide. La LPLC est similaire à la chromatographie liquide haute performance (HPLC) préparative, mais elle fonctionne à des pressions plus faibles, généralement de quelques bars à une dizaine de bars, ce qui permet d’utiliser des colonnes de chromatographie plus grandes, plus économiques et plus faciles à manipuler. L’appareil est utilisé pour la purification de produits naturels tels que les extraits de plantes. Un collecteur de fractions programmé pour recueillir séparément les composants isolés dans des tubes en verre.  Les avantages de la LPLC sont sa polyvalence (colonne en phase normale ou phase inverse), sa facilité d’utilisation, sa rapidité et sa capacité à traiter des volumes d’échantillons relativement importants.

Centrifugeuse pour Bioprocédés BIOS 16 (Thermo Scientific)

Cet équipement de laboratoire est utilisé pour séparer les constituants d’un mélange en utilisant la force centrifuge : les particules plus lourdes du mélange vont vers le fond du contenant tandis que les particules plus légères restent en suspension. Il est conçu pour gérer de grands volumes et est équipé de fonctionnalités de contrôle de température et de vitesse pour garantir une séparation optimale des particules.

RMN Ascend Brucker 500 MHz

Le spectromètre de résonance magnétique nucléaire (RMN) est un instrument d’analyse qui utilise un champ magnétique puissant et des ondes radio pour étudier les propriétés des noyaux atomiques des molécules. L’instrument RMN est constitué d’un aimant superconducteur, d’une sonde cryogénique ultrasensible pour l’analyse d’une large gamme de noyaux (1H, 13C, 15N, 19F, 29Si, 31P, etc), d’une console abritant un ensemble de systèmes électroniques avancés, d’un ordinateur pour contrôler l’instrument et traiter les données et d’un échantillonneur à 24 positions. L’analyse des signaux permet de déterminer avec une très grande précision la structure des molécules, ce qui en fait une technique essentielle en chimie et dans d’autres domaines de la recherche scientifique.