Research Article

Experimental approach versus COSMO-RS assisted solvent screening for predicting the solubility of rapeseed oil

Évaluation expérimentale et par modélisation assistée par COSMO-RS de différents solvants pour le solubilisation de l’huile de colza

¹ Université d’Avignon et des Pays de Vaucluse, INRA, UMR408, GREEN Extraction Team, 84000 Avignon, France
² CETIOM, Technical institute for oil seeds, 11 rue Monge, 33600 Pessac, France
³ CREOL, 11 rue Monge, 33600 Pessac, France
⁴ SAIPOL, Boulevard Maritime, 76530 Grand-Couronne, France

^* Correspondence: fine@cetiom.fr

Received: 29 January 2015
Accepted: 25 February 2015

Abstract

Vegetable oils take a large part in industry for food and non-food applications. However the extraction process of oil from oilseeds includes a solvent extraction step using hexane. Despite its various advantages it presents numerous drawbacks; it is sourced from petroleum, it has a high flammability and it appears to be dangerous for health and environment (CMR2). This study presents a theoretical screening using COSMO-RS simulations of the relative solubility of vegetable oil constituents regarding several bio-based solvents as well as an experimental screening of the efficiency of these solvents. The aim is to correlate simulations and experiments and give a preliminary evaluation for the substitution of hexane by bio-based solvents for the extraction of vegetable oils. Differences between theory and practice have been noticed for several solvents such as terpenes that appeared to be good candidates in theory and that were in fact the solvents that gave the lowest extraction yield.

Résumé

Les huiles végétales tiennent une place importante dans l’industrie pour des applications alimentaires ou non. Toutefois, le procédé d’extraction d’huile à partir de graines oléagineuses comprend une étape d’extraction par solvant mettant en jeu l’hexane. Malgré ses différents avantages, l’hexane présente de nombreux désavantages; d’origine pétrolière, il présente une grande inflammabilité et apparait comme étant dangereux pour la santé et l’environnement (CMR2). Cette étude consiste en une procédure de sélection théorique utilisant des outils de prédiction tels que COSMO-RS pour déterminer la solubilité relative des constituants des huiles dans divers agro-solvants. Ces solvants ont été testés expérimentalement afin d’évaluer leur efficacité. L’objectif est d’établir une corrélation entre les prédictions théoriques et les essais expérimentaux et ainsi fournir une première évaluation d’un candidat potentiel à la substitution de l’hexane pour l’extraction des huiles végétales. Des différences ont été constatées entre les résultats théoriques et expérimentaux; des solvants comme les terpènes qui paraissaient être théoriquement de bons candidats pour la substitution sont apparus comme étant ceux qui donnaient les rendements d’extraction les plus faibles.