Review

Solvent solutions: comparing extraction methods for edible oils and proteins in a changing regulatory landscape. Part 3: Impacts on the process^☆

¹ Terres Inovia, 11 rue G. Monge, 33610 Canéjan, France
² PPM, Berliner Chaussee 66, 39114 Magdeburg, Germany

^* Corresponding author: p.carre@terresinovia.fr

Received: 25 September 2024
Accepted: 12 November 2024

Abstract

This article constitutes the third instalment in a comprehensive series dedicated to the comparative analysis of solvent solutions for oilseeds extraction. With some adaptations, all solvents considered except methanol would allow complete extraction of the meals. Nonpolar solvents such as hexane are penalized by their hydrophobicity in penetrating biological matrices, but their immiscibility with water makes their recycling simple and efficient. Their low energy requirement for evaporation and the use of live steam for final residue elimination are advantageous. Dichloromethane is similar to hexane in its low miscibility with water and high volatility, but its higher density could disrupt percolation by compacting the material bed. Ethyl acetate and 2-methyloxolane have limited miscibility with water, allowing for simple removal of process water, but residual water promotes higher solvent retention in the marc, making the desolventizer’ s task more difficult and requiring higher solvent-to-solid ratios. Saturated methyl ethyl ketone contains even more water, potentially exacerbating these problems. Acetone, as well as ethanol and isopropanol, are completely miscible with water, thus prohibiting the separation of process water and requiring additional process steps such as pervaporation for alcohols and rectification for acetone. Substantial energy savings are possible with these solvents by separating oil from the miscella through cold precipitation, particularly in the case of ethanol, which has low miscibility with oil. An additional operation is the drying applied to the incoming material. Each solvent family therefore presents specific challenges and advantages, requiring tailored solutions to optimize extraction while maintaining efficiency, profitability, and product quality.

Résumé

Cet article constitue le troisième volet d’une série consacrée à l’analyse comparative des solvants d’extraction des graines oléagineuses. Moyennant quelques adaptations, tous les solvants envisagés hors méthanol permettraient une extraction complète des tourteaux. Les solvants apolaires tels que l’hexane sont pénalisés par leur hydrophobicité pour pénétrer les matrices biologiques, mais leur immiscibilité avec l’eau rend leur recyclage simple et efficace. Leur faible besoin énergétique pour l’évaporation et l’utilisation de vapeur vive pour l’élimination finale des résidus sont avantageux. Le dichlorométhane est similaire à l’hexane par sa faible miscibilité avec l’eau et sa haute volatilité, mais sa densité plus élevée pourrait perturber la percolation en compactant le lit de matière. L’acétate d’éthyle et le 2-méthyloxolane ont une miscibilité limitée avec l’eau, permettant une élimination simple de l’eau de process, mais l’eau résiduelle favorise une rétention plus élevée de solvant dans le marc, alourdissant la tâche du désolvanteur et nécessitant des ratios solvant/solide plus élevés. Le méthyléthylcétone saturé contient encore plus d’eau, aggravant potentiellement ces problèmes. L’acétone, ainsi que l’éthanol et l’isopropanol, sont totalement miscibles avec l’eau, interdisant en cela la séparation de l’eau de process et nécessitant l’ajout d’étapes au procédé telles que la pervaporation dans le cas des alcools, et la rectification dans le cas de l’acétone. Des économies d’énergie substantielles sont possibles avec ces solvants en séparant l’huile du miscella par précipitation à froid, particulièrement dans le cas de l’éthanol peu miscible avec l’huile. Une opération supplémentaire est le séchage appliqué à la matière entrante. Chaque famille de solvants présente donc des défis et des avantages spécifiques, nécessitant des solutions adaptées pour optimiser l’extraction tout en maintenant l’efficacité, la rentabilité et la qualité du produit.