PROYECTO DE INVESTIGACION Palabras clave: extracción, aceite
I.
GENERALIDADES:
1. TITULO: “DETERMINACION DEL RENDIMIENTO EN LA EXTRACCION DE ACEITE ESENCIAL POR ARRASTRE DE VAPOR A PARTIR DE Eucalyptus sp. Y Schinus molle”
2. PERSONAL INVESTIGADOR:
AUTOR:
3. TIPO DE INVESTIGACION: 3.1. De acuerdo al fin que se persigue: Aplicada 3.2. De acuerdo al diseño de la investigación: Experimental
4. AREA DE INVESTIGACION: Ciencias naturales
5. LINEA DE INVESTIGACION: 6. LOCALIDAD E INSTITUCION DE EJECUCION: 7. DURACION DEL PROYECTO:
II.
INTRODUCCION Los aceites esenciales son extraídos de las plantas dando aroma a cada flor y a veces a extractos de origen animal. Siendo productos muy aromáticos, se evaporan muy rápidamente y son insolubles al agua. Se conocen hasta 150 aceites esenciales, cada uno con propiedades propias. El origen de los aceites es elaborado por la propia planta que los segrega para protegerse de las enfermedades, ahuyentar insectos y atraer polinizadores. Se puede encontrar aceites esenciales en
III.
las flores en la madera, en todo el árbol en la raíz en las hojas en la resina en la cascara como en la naranja o el limón…
ASPECTO DE LA INVESTIGACION:
1. REALIDAD PROBLEMÁTICA: 1.1. Planteamiento del problema Efecto del método de extracción por arrastre de vapor en el rendimiento de las dos especies (eucalipto y molle).
1.2. Formulación del problema ¿Cómo analizar el rendimiento del proceso de extracción por arrastre de vapor de las dos materias primas?
1.3. Justificación e importancia de estudio Siendo la extracción por arrastre de vapor un método conocido, por ello quiero comparar el rendimiento de las dos especies a través del mismo método.
1.4. Objetivos Objetivos generales Comparar el rendimiento de la extracción de aceite esencial por arrastre de vapor de las hojas de eucalipto y molle. Objetivos específicos
Aislar el aceite esencial de un producto natural utilizando las siguientes técnicas de laboratorio: Destilación por arrastre con vapor. Conocer las características de esta técnica, así como los factores que intervienen en ellas. Dar a conocer el porcentaje de la eficiencia de la extracción por arrastre de vapor en las dos especies. Informar cual de las dos especies tiene mayor rendimiento y así dar inicio a nuevas perspectivas en la industria.
2. MARCO TEORICO: 2.1. Antecedentes del problema Las destilaciones por arrastre de vapor duran entre 3, 4 o más horas, según la hierba que se trate, obteniéndose muy poca cantidad de esencia. Esto se debe a que el contenido en aceites de las plantas es bajo, y por ello hace falta destilar abundante cantidad de hierbas para obtener un volumen que justifique el gasto de destilación. Los rendimientos suelen ser menores al 1%, es decir destilando 100 kg de hierba fresca, obtendremos menos de 1 kg de aceite esencial. Esto no sólo obliga a optimizar la destilación, sino a contar con muchas toneladas de hierba a destilar, inclusive con muchas personas que provean de la hierba. El eucalipto es una especie poco estudiada en el Perú; sin embargo, algunos estudios realizados sobre el comportamiento de la especie en Chancay, Cajamarca, demostró que los incrementos en altura y volumen están en relación directa a la profundidad efectiva del suelo. Esta especie reportó crecimientos de 5,9 m de altura y 25 m/ha de volumen, luego de 8 años de evaluaciones. El análisis de los resultados de programas de introducción de especies en la Costa peruana realizados en los bosques situados en el fundo "El Rosario" y "El Ciénego", Lambayeque, demuestran algún crecimiento alentador: En el bosquete situado en el fundo "El Rosario" en plantaciones a los 5 años, se obtuvo un porcentaje de sobrevivencia del orden de 95,3%. Fue una de las especies de mayor crecimiento diamétrico con 14,48 cm y con una altura alentadora de 8,9 m, con un volumen considerado notable de 40,40 a 82,4 m/ha/año. En el bosquete "El Ciénego" a los 5,7 años el porcentaje de sobrevivencia fue de 94,8%, con un diámetro elevado de 15,10 cm y una altura sobresaliente de 12,05 m y con un volumen excelente de 601,25 m3/ha.
Los resultados obtenidos en los estudios silviculturales conducidos en la Costa peruana permite identificar al Eucalyputus camaldulensis, como especie arbórea prometedora, para iniciar programas de reforestación en las condiciones de clima característico del Bosque Seco-Montano Bajo Tropical, con deficiencia de humedad en el suelo durante todo el año y biotemperatura media de 17°C y hasta 2.560 msnm de altitud; así como en suelos clasificados en diversos grupos taxonómicos.
2.2. Base teórica
El nombre: Aceites Esenciales La forma más común de denominarlos es utilizar el propio nombre de la planta con la que ha sido extraído, lavanda, limón, manzanilla... En algunos casos de una misma planta se obtienen varios aceites esenciales, en esos casos se usan las terminologías botánicas.
Obtención de los aceites esenciales a) Destilación por arrastre de vapor. Los destiladores constan de cestillos perforados para que pase el agua. Si son flores no, pero si son otros órganos convendría dividirlos. El vapor de agua lleva los aceites esenciales, separándose posteriormente por decantación b) Al ser tan esencial su utilización es en pequeñas cantidades, y al ser tan difícil su consecución, también se están obteniendo de manera artificial. c) Destilación por arrastre de vapor. Los destiladores constan de cestillos perforados para que pase el agua. Si son flores no, pero si son otros órganos convendría dividirlos. El vapor de agua lleva los aceites esenciales, separándose posteriormente por decantación d) Por disolución: Los aceites son solubles en grasas y alcoholes de alto %. Sobre una capa de vidrio se coloca una fina película de grasa y sobre ella los pétalos de flores extendidas. La esencia pasa a la grasa, así hasta saturación de la grasa. Posteriormente con alcohol de 70, se extrae el aceite esencial.
Propiedades de los aceites esenciales Cada aceite esencial tiene sus propias características, algunos son buenos para la expectoración, otros sirven de analgésicos o fungicidas. Por ello su valor puede ser farmacológico, psicológico o farmacológico siendo el sistema nervioso humano y los diferentes sentidos los que se ven afectados por su actuación.
La perfumería usa con gran intensidad los aceites esenciales por cuanto las sustancias que fabrican las plantas para defenderse de los animales herbívoros son fuertes químicos que junto al olor de la piel resultan de especial intensidad. También se usan los aceites esenciales por sus propiedades conservadoras en la industria alimentaria o por la botánica para agrupar plantas. Finalmente, son pieza angular de la aromaterapia, por cuanto cada olor en muchos casos puede contribuir al alivio de alguna enfermedad. Suelen almacenarse en envases de color azul, para protegerlos de la luz. Inconvenientes de los aceites esenciales:
Sabor bueno pero incompleto y mal distribuido. Se oxidan fácilmente. No contienen antioxidante natural. Se alteran fácilmente. Muy concentrados, por lo tanto difíciles de dosificar. No se dispersan fácilmente, sobre todo en los productos secos.
Ventajas:
Higiénicos, exentos de bacterias, etc. Sabor suficientemente fuerte. Calidad del sabor conforme con la materia prima. No colorea el producto. Exento de enzimas y taninos. Estable si está bien almacenado.
Rendimiento de varias especies en producción industrial Se expresa rendimiento volumen (L) / 100 (Kg). Albacón 0.014 Eucalipto citriodora 0.5 Eucalipto globulus 0.9 Eucalipto Davis (costeño) 0.6 Menta piperita 0.2 Manzanilla 0.01 Ajo 0.012 Menta Pulegium (poleo) 0.15 Menta Arvensis 0.4 Menta spicata (crispa, hierbabuena) 0.15 Romero 0.62 Tomillo 0.20
Limonaria 0.35 Citronella 0.64 Cilantro (pepas) 0.2 Clavo 8.5 Canela 0.3 Petit grain (limón) 0.55 Vetiver 0.07 Laurel 0.022 Naranja 0.6 Mandarina 0.52 Limón 0.42 Albahaca 0.03
Extracción por arrastre de vapor La extracción por arrastre de vapor de agua es uno de los principales procesos utilizados para la extracción de aceites esenciales. Los aceites esenciales están constituidos químicamente por terpenoides (monoterpenos, sesquiterpenos, diterpenos, etc.) y fenilpropanoides, compuestos que son volátiles y por lo tanto arrastrables por vapor de agua. Las esencias hallan aplicación en numerosísimas industrias, algunos ejemplos son los siguientes: Industria cosmética y farmacéutica: como perfumes, conservantes, saborizantes, principios activos, etc. Industria alimenticia y derivada: como saborizantes para todo tipo de bebidas, helados, galletitas, golosinas, productos lácteos, etc. Industria de productos de limpieza: como fragancias para jabones, detergentes, desinfectantes, productos de uso hospitalario, etc. Industria de plaguicidas: como agentes pulverizantes, atrayentes y repelentes de insectos, etc.
Composición del aceite esencial de Eucalipto Α-tujeno α–pineno β-pinene α-phellandrene p-cymene
0,07 % 0,0006 % 0,0002 % 0,003 % 20,43 %
limonene 1,8-cineol linalol α-terpineol α–eudesmol
0,001 % 57,49 % 0,001 % 0,93 % 0,0046 %
También denominadas esencias. Productos producidos por las plantas que comunican a los órganos que las contienen olor agradable. Químicamente son mezclas complejas de sustancias volátiles, generalmente líquidas, que pueden extraerse por destilación, por arrastre o por vapor de agua. Su interés se encuentra: perfumería, cosmética, alimentación, aromaterapia. Su normalización corre a cargo de organismos: ISO, AFNOR, se normaliza tanto el contenido en aceites esenciales como los métodos. Un aceite esencial es el producto obtenido de plantas por destilación, arrastre de vapor o por expresión del pericarpio de algunos frutos. Ampliamente distribuidos: coníferas (pino, abeto), mirtáceas (eucaliptus), rutáceas (citrus spp), umbelíferas (anís, hinojo), labiadas (menta), compuestas (manzanilla). Pueden estar en diferentes órganos: raíz, rizoma (jengibre), leño (alcanfor), hoja (eucaliptus), fruto (anís), sumidades floridas (lavanda, tomillo, espliego) La composición varía con el lugar de origen. También varía con el hábitat en que se desarrolle, por lo general climas cálidos tienen mayor contenido de aceites esenciales; momento de la recolección, método de extracción
Rendimiento del proceso; tomando como base el eucalipto: Volumen Tanque M3 3.5 2.0 0.6
Tiempo por cochada horas 7.0 4.5 2.8
Peso por cochada Kilos 700 400 120
Aceite producido Litros 6.3 3.6 1.1
Producción diaria (10 hr) Litros 6.3 7.2 3.3
EQUIPOS (DIAGRAMAS) Equipo de destilación por arrastre de vapor:
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Se picaron 5Kg de eucalipto (hojas) y luego se depositan sobre un lecho de gasa. Se colocó la muestra en el interior de una columna, luego se adapto en condensador y el balón se lleno con agua hasta la mitad (adicionamos algunas piedras de ebullición) como se ilustra en la figura. Calentamos balón con el agua utilizando el mechero, y el vapor formado paso a través de la muestra a ser destilada por arrastre con vapor. El producto recogido fue de un aspecto de agua y presento un aroma muy agradable (posiblemente comparada con un bosque lo que ocasiona una frescura muy particular).
Saturamos con sal el destilado, y al añadirle de Hexano se formó una emulsión bastante dura lo que nos dificulto la extracción de la misma en el balón de separación para llevar a cabo este procedimiento se extrajo la fase “varias veces” y para romper la emulsión utilizamos algunas gotas de alcohol etílico. Concentramos en el rotoevaporador hasta la eliminación total del solvente. Este residuo presento un olor mucho más fuerte que el que teníamos en la solución acuosa antes de realizar la extracción con el solvente, al igual que el que presentan las hojas en su estado natural (que no es tan concentrado) sin embargo no es un olor brusco, es decir es agradable, fresco y suave. 2.3. Variables Variable independiente: rendimiento de la extracción Variable dependiente: aceites esenciales de eucalipto y molle 2.4. Hipótesis Debido al mayor contenido de aceite en la composición química del molle, tendremos que también tiene un mayor rendimiento en comparación con el eucalipto. 2.5. Definición de términos Extracción: Separación de uno o más componentes de cierta materia prima. Aceite esencial: Líquido graso que se extrae de diversas materias vegetales.
