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Les techniques de l ingénieur

Zeolites

Zeolites

Zeolite is a mineral with porous structure, which allows some molecules to pass through and causes others to be either excluded, or broken down. The term has been derived from Greek words « zein » and « boil, » which mean « to boil » and « a stone. » This term was originally coined by Axel Fredrick Cronstedt, a Swedish mineralogis in the 18th century. He observed that upon heating a natural mineral rapidly, the stones began to dance about as the water evaporated.

More than 150 types of zeolite have been synthesized. There are 48 known naturally occurring zeolites. They are basically a hydrated alumino-silicate minerals with an « open » structure which can accommodate a wide variety of positive ions, like Na+, K+, Ca2+, Mg2+ and others.

These ions are held loosely and can be exchanged readily for others in a contact solution. Some more common mineral zeolites are as follows:

  • Analcime
  • Chabazite
  • Heulandite
  • Natrolite
  • Phillipsite
  • Stilbite

An example mineral formula is as follows:

Na2Al2Si3O10-2H2O – The formula for natrolite.

Uses of Zeolites
Commercial and Domestic – It is widely been used as ion-exchange beds in both domestic and commercial water purification, softening, and other applications. In chemistry, it separates molecules, only of certain sizes and shapes can pass through, as traps for molecules so that they can be analyzed, or as catalysts by confining molecules in small spaces that causes changes in their structure and reactivity.

Zeolites even carries the potentiality of providing precise and specific separation of gases including the removal of H2O, CO2 and SO2 from the lower grade natural gas streams. Some other separations includes HCHO, Noble gases, N2, Freon and Formaldehyde. However, the true potential for improving the handling of such gases in this manner remains unknown.

Agriculture – Clinoptilolite, a naturally occurring zeolite, is used as a soil treatment in agriculture. It provides a source of slowly released potassium. If the zeolite is previously loaded with ammonium, it can serve a similar function in the slow release of nitrogen. Cuban studies even suggests that some crops may be grown in 100% zeolite or zeolite mixtures, where the zeolite is previously loaded or has been coated with fertilizer and micronutrients.

Medical – Zeolite-based oxygen generation systems are used in producing medical grade oxygen. It is used as a molecular sieve for extracting oxygen from air, in a process which involves adsorption of atmospheric nitrogen. The usage of zeolite is also being explored for a quick clotting of severe bleeding.

Heating and Refrigeration – Zeolites can also be used as solar thermal collectors and for adsorption refrigeration. Their high heat of adsorption and ability to hydrate and dehydrate is exploited while maintaining the structural stability. This hygroscopic property along with an inherent exothermic reaction, while transitioning from dehydrated to a hydrated form, make the natural zeolites effective in the storage of solar and the waste heat energy.

Detergents – Synthetic zeolite is widely used as the global laundry detergent.

Gemstones – Thomsonites is collected as gemstones from a series of lava flows along the Lake Superior (Minnesota) and in a lesser degree in Michigan (USA).

 

La Zéolithe Activiée : Une efficacité à large spectre

La zéolithe est un minéral naturel microporeux d’origine volcanique faisant partie de la famille des aluminosilicates hydratés. Son réseau cristallin est caractérisé par une structure spatiale complexe de cavités régulières dans laquelle se retrouvent des cations (calcium, magnésium, potassium, etc.) liés à de l’eau de cristallisation. Parmi plus de 100 types de zéolithes, c’est la clinoptilolithe qui s’est avérée être la plus adaptée à des applications dans le domaine de la santé.

Les deux fonctions principales de la clinoptilolithe, à savoir tamis moléculaire et échangeur cationique, révèlent une action au spectre particulièrement large. Plusieurs études et observations en conditions cliniques concernent notamment son activité antioxydante très spécifique, son action favorable dans le soutien apporté à l’organisme affecté par diverses pathologies (en usage interne comme en application externe), sa capacité à réduire les effets secondaires de la chimiothérapie et de la radiothérapie, son effet fortifiant général lors de maladies graves, ou encore son fort potentiel chélateur de métaux lourds. Ces résultats confirment sont intérêt dans de nombreux domaines dans lesquels la recherche est prometteuse.

Un procédé biotechnologique unique

C’est la Clinoptilolithe micronisée par une technologie élaborée de broyage, nommée « activation tribomécanique », qui, s’est avérée être la plus efficace. En effet, ce procédé de fabrication emploie une énergie cinétique très élevée, et génère dans des centrifugeuses spécifiques des frictions et des collisions à haute vitesse. La surface active ( = activation) des particules est démultipliée et ses propriétés naturelles en sont ainsi fortement optimisées. Cette technologie de microbroyage, qui permet également d’obtenir des particules du micron et moins, sans recourir aux méthodes électrochimiques, peut être considérée comme un élément essentiel de l’efficacité de PANACEO, en élevant son activité à un niveau qui ouvre de nouvelles perspectives et applications dans le domaine du vivant. Une étude au CNRS (LMPC, Mulhouse, 2005) a mis en évidence les modifications de caractéristiques texturales des particules issues de l’activation tribomécanique, qui pourrait expliquer son activité biologique supérieure à celle de la Zéolithe non activée.

L’histoire d’une découverte

C’est au Japon en 1992 qu’une première demande de brevet relative à l’utilisation de zéolithe dans les domaines pharmaceutiques et cosmétiques fut déposée. Suivirent à Cuba l’élaboration d’un médicament anti-diarrhéique et en Italie celui du premier complément alimentaire à base de zéolithe. Plus récemment, c’est l’expérience effectuée dans un élevage animalier qui a attiré l’attention des scientifiques sur les propriétés de la zéolithe activée où l’on a rapidement observé des améliorations sanitaires importantes dans les élevages où se déroulaient les expérimentations. Commencèrent alors en 1997 les premières recherches à la Faculté de Médecine de l’Université de Zagreb, puis au Ruder Boscovic Institute (institut de recherche en médecine moléculaire). Le projet regroupa progressivement d’autres instituts de recherches, facultés, cliniques et hôpitaux, en Autriche puis en Allemagne. En parallèle des essais en conditions cliniques, les analyses toxicologiques in vitro et in vivo ont établi l’innocuité totale de la zéolithe activée par micronisation tribomécanique.

L’intérêt du public comme celui de nombreux scientifiques s’est alors développé au vu des effets de la zéolithe sur l’état de santé de volontaires qui commençaient à l’utiliser, agrémentés de nouveaux témoignages de médecins ayant proposé à leurs patients de l’associer aux traitements médicaux pour renforcer l’organisme. Les résultats obtenus ont montré le soutien que peut apporter la zéolithe activée au cours des traitements et de la convalescence, en accompagnement des traitements médicaux. Son utilisation fut souvent suivie d’améliorations de l’état général, dues au renforcement des défenses anti-radicalaires et immunitaires, certains symptômes tels que fatigue et douleur commençant parfois à s’atténuer en quelques jours. Des tests furent aussi effectués en dermatologie, puis sur des lésions cutanées post-opératoires ou ulcéreuses. Des résultats rapides furent obtenus, montrant que la cicatrisation des zones atteintes était nettement accélérée. Selon les études in vitro en laboratoire, la zéolithe activé se comporterait comme un super-antigène, capable de stimuler et de renforcer de façon significative la réaction en chaîne de la régulation immunitaire.

La Zéolithe Activiée : Une efficacité à large spectre

C’est finalement en tant que Dispositif Médical (produit destiné à améliorer la santé par des moyens non pharma-cologiques, comme les pansements gastriques par ex.) que la zéolithe activée est désormais accessible au public. L’utilisation publique de ces découvertes ont été possibles grâce aux travaux d’une entreprise autrichienne, PANACEO International GmbH, qui, forte de l’élaboration de dossiers techniques irréfutables, a obtenu l’enregistrement de ce minéral unique en son genre sous ce statut.

11 Réponses à “Les techniques de l ingénieur”

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