Optimisation de l’extraction d’huile essentielle à l'aide de méthodologie de plans d’expérience et l’intelligence artificielle

Abstract

الطلب على المنتجات الطبيعية والمستدامة يتزايد باستمرار. وفي هذا السياق يقع مشروع بدء التشغيل المقترح، والذي يهدف أوالً تم وضع مشروع إلى تحسين استخالص الزيوت العطرية من النباتات المحلية والمتوفرة بيولوجيًا ضمن هذا اإلطار ، بدء التشغيل هذا ، والذي يتمثل هدفه في تصميم طريقة لتحسين وتكثيف استخراج تكنولوجيا المعلومات من النباتات المحلية والمتاحة ، ثم الكبسوالت الدقيقة لها من أجل تثبيت المكونات النشطة وحمايتها. لهذا ، اخترنا واليتين )واحدة تقع في شمال غرب الجزائر واألخرى في وسط الجزء الشمالي من الصحراء الجزائرية( لهذه الدراسة: مستغانم وغرداية. قمنا بتنويع معايير الدراسة من أجل مراقبة تأثيرها على محصول استخراج الزيوت األساسية ، وتطوير نموذج رياضي يضمن تحسين النتائج التجريبية بشكل جيد. وقد تم تنفيذ تقنيات الذكاء االصطناعي لتحسين استخراج هو. من خالل الجمع بين الذكاء االصطناعي ومنهجية التصميم التجريبي، قمنا بتطوير بروتوكول تجريبي يضمن أقصى إنتاجية وجودة عالية ، والتي تبين أنها ٪1.2 لوالية مستغانم في ظل الظروف التالية: حالة النوع: جاف ، وقت االستخراج: 3 ساعات ، مع التقطير المائي بمساعدة الموجات فوق الصوتية ، مع تقليل البصمة البيئية. يمكن تطبيق هذه العملية المبتكرة في قطاعات مختلفة مثل مستحضرات التجميل والصيدلة والعالج بالروائح ، وبالتالي االستجابة للطلب المتزايد على المنتجات الطبيعية والمستدامة. كلمات مفتاحية:نبتة الكلبتوس - االستخالص - التقطير المائي التقليدي - التقطير المائي بمساعدة الموجات فوق الصوتية -.- التحسين - التصاميم التجريبية - الذكاء االصطناعي - التكثيف Résumé Une augmentation continue de la demande pour des produits naturels et durables, tels que les huiles essentielles (HE), est observée dans divers secteurs, y compris l'alimentation, la cosmétique et la santé. C'est dans ce cadre que se positionne ce projet de startup, qui a pour objectif initial de concevoir un moyen d'optimiser et d'intensifier l'extraction des HE à partir de plantes locales et disponibles, puis de les microencapsuler afin de stabiliser et de protéger les principes actifs. Pour cela, nous avons sélectionné deux wilayas (l'une située au nord-ouest de l'Algérie et l'autre au centre de la partie nord du Sahara algérien) pour cette étude : Mostaganem et Ghardaïa. Nous avons varié les paramètres de l'étude afin d'observer leur impact sur le rendement de l'extraction des huiles essentielles, et pour développer un modèle mathématique garantissant une bonne optimisation des résultats expérimentaux. Les techniques d'intelligence artificielle ont été mises en œuvre pour optimiser l'extraction des HE. En alliant IA et méthodologie de plans d'expérience, nous avons élaboré un protocole expérimental assurant un rendement maximal et une qualité supérieure des HE, qui s'est avéré être de 1,2 % pour la wilaya de Mostaganem dans les conditions suivantes : état de l'espèce : sèche, durée d'extraction : 3 heures, avec une hydrodistillation assistée par ultrasons, tout en minimisant l'empreinte environnementale. Ce procédé innovant peut être appliqué dans divers secteurs tels que la cosmétique, la pharmacie et l'aromathérapie, répondant ainsi à la demande croissante pour des produits à la fois naturels et durables. Mots-clé : Huiles essentielles, Eucalyptus globulus, Hydrodistillation Conventionnelle, Hydrodistillation assistée par ultrasons, Optimisation et intensification de l’extraction, Plans d'expérience, Intelligence Artificielle. Abstract A continuous increase in demand for natural and sustainable products, such as essential oils (HE), is observed in various sectors, including food, cosmetics and health. It is in this context that this startup project positions itself, whose initial objective is to design a way to optimize and intensify the extraction of EO from local and available plants, then to microencapsulate them in order to stabilize and protect the active ingredients. For this, we have selected two wilayas (one located in the northwest of Algeria and the other in the center of the northern part of the Algerian Sahara) for this study: MOSTAGANEM and GHARDAÏA. We varied the parameters of the study in order to observe their impact on the extraction yield of essential oils, and to develop a mathematical model ensuring good optimization of experimental results. Artificial intelligence techniques have been implemented to optimize the extraction of HE. By combining AI and experimental design methodology, we developed an experimental protocol ensuring maximum yield and superior quality of the EO, which proved to be 1.2% for the wilaya of MOSTAGANEM under the following conditions: state of the species: dry, extraction time: 3 hours, with ultrasound-assisted hydrodistillation, while minimizing the environmental footprint. This innovative process can be applied in various sectors such as cosmetics, pharmaceuticals and aromatherapy, thus responding to the growing demand for both natural and sustainable products. Keywords: Eucalyptus globulus plant-extraction-conventional hydrodistillationultrasound-assisted hydrodistillation-optimization-experimental designs-artificial intelligenceintensification.