Procédés et Fluides Supercritiques

Extraction supercritique

Fractionnement supercritique

Génération de particules, cristallisation, encapsulation

Imprégnation (matrices et implants polymériques, silices, …)

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Procédés et fluides supercritiques

Les fluides supercritiques (FSC) ou sous critiques ont des propriétés spécifiques qui sont exploitées dans un certain nombre d'applications aussi bien à l'échelle du laboratoire qu'à l'échelle industrielle. 
Leur utilisation représente une alternative à l'utilisation des solvants organiques présentant des problèmes de pollution, de toxicité et/ou de sécurité. L'équipe «Procédés et Fluides Supercritiques» met au point et développe des procédés utilisant principalement le dioxyde de carbone supercritique.

Les principaux thèmes de recherche abordés par l'Equipe «Procédés et Fluides Supercritiques» sont :

- Procédés de séparation et de mise en forme utilisant les FSC 
     - Extraction supercritique
     - Fractionnement supercritique
     - Génération de particules, cristallisation, encapsulation
     - Imprégnation (matrices et implants polymériques, silices, …)

- Hydrodynamique et phénomènes de dispersion dans les milieux Haute Pression

- Equilibres de phases dans les milieux Haute Pression

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Equipement

- Autoclaves d'extraction, de cristallisation et d'imprégnation - de quelques mL à plusieurs litres.
- Montage expérimental de cristallisation ou d'encapsulation en milieu supercritique.
- Pilote de fractionnement supercritique
- Autoclave à fenêtre
- Cellules Haute Pression de mesures d'équilibres de phases résistant jusqu'à 700 bar. 

Dernières publications de l'équipe

  • A. Bouledjouidja, Y. Masmoudi, M. Sergent, E. Badens. Effect of operational conditions on the supercritical carbon dioxide impregnation of anti-inflammatory and antibiotic drugs in rigid commercial intraocular lenses. The Journal of Supercritical Fluids, 2017, 130, pp.63 - 75. . Plus de détails...
  • Carlos Ariel Pieck, Christelle Crampon, Elisabeth Charton. A new model for the fractionation of fish oil FAEEs. Journal of Supercritical Fluids, Elsevier, 2017, 120 (2, SI), pp.258-265. Plus de détails...
  • Carlos Pieck, Christelle Crampon, Frédéric Charton, Elisabeth Badens. A new model for the supercritical fractionation of fish oil FAEE. The Journal of Supercritical Fluids, 2017. Plus de détails...
  • Rania Djerafi, Andri Swanepoel, Christelle Crampon, Lonji Kalombo, Philip Labuschagne, et al.. Supercritical antisolvent co-precipitation of rifampicin and ethyl cellulose. European Journal of Pharmaceutical Sciences, Elsevier, 2017, 102, pp.161 - 171. . Plus de détails...
  • Christelle Crampon, Clémence Nikitine, Olivier Zaier, Celine Dejoye Tanzi, Farid Vian, et al.. Oil extraction from enriched Spirulina platensis microalgae usingă supercritical carbon dioxide. Journal of Supercritical Fluids, Elsevier, 2017, 119, pp.289-296. Plus de détails...
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Rencontres scientifiques

Soutenances de thèses

5 juillet 2017 - Mise en forme et enrobage d’ingrédients pharmaceutiques par procédés supercritiques / Soutenance de thèse Rania DJERAFI
Doctorante: Rania DJRAFI

Date de soutenance: le 5 juillet à 14h30 - Grand Amphi du CEREGE / Arbois

Résumé des travaux :
Ce travail de thèse a été dédié à l'élaboration de formulations de médicaments par procédé Supercritique Anti-Solvant (SAS). L'étude a été divisée en deux sections : la production de co-précipités de médicament / polymère en utilisant le procédé SAS et l’enrobage de particules de taille micrométrique en utilisant un lit fluidisé couplé au procédé SAS. L'éthyl cellulose a été choisi comme polymère biocompatible pour la préparation des deux systèmes. La micronisation de l'éthyl cellulose par procédé SAS a été réalisée avec succès ; des particules submicroniques ayant une taille moyenne de 300 nm ont été obtenues. Des formulations composites micronisées, de quercétine et de rifampicine avec de l'éthyl cellulose, ont été élaborées par co-précipitation à pression et température modérées (10 MPa et 35 °C). Selon les conditions opératoires utilisées, des tailles et distributions de taille des particules, des morphologies, mais aussi des taux de cristallinité et des taux de chargement du médicament différents ont été observés. La co-précipitation de la quercétine avec de l'éthyl cellulose a conduit à l'obtention de particules quasi-sphériques amorphes avec une taille moyenne comprise entre 150 et 350 nm et avec une efficacité d'encapsulation élevée allant jusqu'à 98%, permettant ainsi une bonne stabilité dans le temps de la quercétine encapsulée contre l'oxydation. Des co-précipités de taille submicronique chargés par la rifampicine avec des granulométries comprises entre 190 et 230 nm ont été obtenus avec une efficacité d'encapsulation élevée allant jusqu'à 96%. La forme amorphe des co-précipités est restée stable après 6 mois de stockage à 75% d'humidité relative et à température ambiante. Les études de libération in vitro ont montré une libération prolongée de la rifampicine à partir des co-précipités.

L'étude de faisabilité d'une nouvelle méthode d’enrobage par lit fluidisé en milieu supercritique couplé à l'utilisation du procédé SAS a été réalisée. Ce procédé vert alternatif permet d’enrober des particules micrométriques avec peu d'agglomération et une bonne qualité du film d’enrobage. Des expériences d’enrobage de billes de verre ont été effectuées dans des conditions opératoires variées pour deux configurations d'injection différentes, pulvérisation par le haut ou par le bas de l’autoclave. De meilleurs résultats ont été obtenus dans les expériences de pulvérisation par le haut, notamment en termes de qualité du film d’enrobage. Ce travail de thèse apporte des éléments nouveaux et pertinents pour un meilleur contrôle des procédés d’enrobage en milieu supercritique.

Mots-clés : Systèmes de délivrance de médicaments, procédé anti-solvant, fluidisation, co-précipitation, enrobage.

Jury:

Rapporteurs :

Pr Jacques FAGES

Ecole des Mines d’Albi-Carmaux

Dr Soraya RODRIGUEZ

Université de Valladolid

Examinateur :

Pr Abdeslam MENIAI

Université de Constantine 3

Directrices de thèse :

Pr Elisabeth BADENS

Aix-Marseille Université – Marseille

 

Dr Christelle CRAMPON

Aix-Marseille Université – Marseille

 

Dr Yasmine MASMOUDI

Aix-Marseille Université – Marseille

 

19 Juin 2017 - Le fractionnement supercritique applique à des composes d’intérêt industriel / Soutenance de thèse Cyril DUFOUR
Doctorant Cyril DUFOUR

Date de soutenance: Lundi 19 juin 14h30 - Amphi du CEREGE

Résumé:
Le fractionnement par CO2 supercritique est un procédé séparatif très sélectif mais encore peu exploité à l’échelle industrielle. L’industrie des plantes à parfum est en recherche constante de techniques séparatives permettant la purification de molécules d’intérêt issues d’extraits végétaux. Les travaux de cette thèse ont eu pour objectif de mettre en avant le potentiel du fractionnement supercritique et d’étudier ses performances lorsqu’il est appliqué à des mélanges complexes. L’étude a été focalisée sur la purification du sclaréol contenu dans un mélange complexe. Pour cela, une étude préliminaire a permis d’identifier l’alimentation ayant les propriétés les plus adaptées à un fractionnement supercritique. Des mesures de masses volumiques, de viscosités et d’équilibres de phases ont été réalisées pour caractériser les différents types d’alimentation, mais aussi identifier les conditions opératoires les plus favorables pour mettre en place un fractionnement supercritique sélectif. Par la suite, une première phase expérimentale de fractionnement supercritique a été menée à température constante sur une colonne garnie d’une hauteur utile de 2,6 m pour un diamètre interne de 30 mm. Ces essais ont permis de montrer les paramètres opératoires les plus influents sur la purification du sclaréol. Certains de ces résultats ont pu être modélisés avec succès à l’aide d’un modèle simple. Une seconde phase expérimentale a permis de mettre en évidence l’intérêt d’un reflux interne pour augmenter la sélectivité de la séparation. Enfin, un couplage du fractionnement supercritique avec la distillation moléculaire a été proposé pour ouvrir une nouvelle voie dans la chaîne de purification du sclaréol. Une amélioration significative du taux de pureté en sclaréol et du rendement a été démontrée. 

Mots clés: fractionnement supercritique, sclaréol, plan d’expériences, modélisation.

Rapporteurs :
Dr Séverine CAMY   
ENSIACET – Toulouse
Pr Xavier FERNANDEZ   
Université Nice – Sophia Antipolis

Examinateur :
Dr Hubert Alexandre TURC   
LPSD – CEA Marcoule

Co-encadrants :
Mme Claire DELBECQUE   
Bontoux SAS –Saint-Auban-sur-l’Ouvèze
M Pierre-Philippe GARRY   
Bontoux SAS –Saint-Auban-sur-l’Ouvèze

Directrices de thèse :
Pr Elisabeth BADENS   
Aix-Marseille Université – Marseille
Dr Christelle CRAMPON   
Aix-Marseille Université – Marseille