Review

Extended surfactants and their tailored applications for vegetable oils extraction: An overview^☆

Les tensio-actifs rallongés, alternative prometteuse pour l’extraction des huiles des végétales : Revue

Sorbonne University, University of Technology of Compiegne, Laboratory of Integrated Transformations of Renewable Resources (UTC/ESCOM, EA 4297 TIMR), Research Center of Royallieu, Compiegne Cedex, France

^* Correspondences: yancie.gagnon@utc.fr; h.mhemdi@escom.fr

Received: 18 May 2020
Accepted: 2 November 2020

Abstract

The vegetable oil extraction process from seeds and nuts depends on mechanical and solvent (usually n-hexane) extractions. Despite the efficiency of n-hexane, its use is nowadays questioned due to health, environmental, and technological issues. As an alternative to hexane extraction, several greener solvents and extraction techniques have been developed and tested during the last decades. Among these alternatives, the Surfactant-Aqueous Extraction Process (SAEP) appears as a promising method. Initially developed for the petroleum sector, this method was then tested and optimized for vegetable oil extraction. Successful implementations at the laboratory scale led to slightly more than 90% oil yield, mainly by using so-called “extended surfactants”. Compare to conventional surfactants, these surfactants can efficiently solubilize a large amount of vegetable oil in water, despite the structural diversity and the bulkiness of vegetable oil molecules. The present review is devoted to extended surfactant applications to SAEP. This review summarizes and discusses the main findings related to the extended surfactant structures and properties, as well as the main experimental results on the SAEP, and the advantages and the current limitations towards a scaling-up of this promising process.

Résumé

Le procédé d’extraction d’huile végétale, à partir de graines oléagineuses et de noix, dépend de deux méthodes d’extraction : mécanique et par solvant (généralement le n-hexane). Malgré l’efficacité de l’hexane, son utilisation est associée à des risques pour la santé, des enjeux environnementaux et des contraintes technologiques. Pour trouver une alternative à l’extraction à l’hexane, plusieurs solvants et techniques d’extraction plus écologiques ont été développés et testés au cours des dernières décennies. Parmi ces alternatives, le procédé d’extraction aqueuse assitée par des tensioactifs (SAEP) apparaît comme une méthode prometteuse. Initialement développée pour le secteur pétrolier, cette méthode a ensuite été testée et optimisée pour l’extraction d’huile végétale. Des expériences réussies à l’échelle laboratoire ont conduit à un peu plus de 90 % de rendement en huile, principalement en utilisant des tensioactifs « rallongés ». Comparés aux tensioactifs conventionnels, ces tensioactifs peuvent solubiliser efficacement une grande quantité d’huile végétale dans l’eau, malgré la diversité structurelle et l’encombrement stérique des molécules constitutives des huiles végétales. La présente revue est consacrée aux tensioactifs étendus appliqués au SAEP. Cette revue résume et discute des principales conclusions rapportées dans la littérature concernant les structures et propriétés des tensioactifs rallongés ainsi que les principaux résultats expérimentaux sur le SAEP et, enfin, les avantages et les limites actuelles vers une intensification de ce processus prometteur.