monografia de aceites esenciales

7/23/2019 Monografia de Aceites Esenciales

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUACARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIAAGROINDUSTRIAL

TRABAJO DE INVESTIGACIÓN

ACEITES ESENCIALES

:

Curso: Tecnología agroindustrial II

Presentao !or: Julver Quispe Puma

Henry Jimne! Torres

Julio Lu"ue ari!aca

C"#$o #II

Mo%ue&ua'Per(' )*+,



I- -'INTRODUCCIÓN

Los aceites esenciales son una me!cla de componentes vol$tiles y de olor intenso "ue se

o%tienen de las plantas arom$ticas& Se 'orman en las partes de la planta "ue contienen

cloro'ila y al crecer la planta se transportan a otros te(idos como los %rotes de 'lor&

Entre los aceites esenciales m$s di'undidos se encuentra el del lim)n* siendo la

Argentina uno de sus mayores productores en el mundo& En este artículo se mencionan

los principales mtodos de o%tenci)n de aceite esencial de lim)n y sus 'undamentos

La mayoría de los alimentos de%en su sa%or y olor a sustancias "uímicas "ue se

encuentran presentes en el orden de partes por mill)n& En la naturale!a* algunas especies

evolucionaron con niveles muc+os mayores de esta sustancia "uímicas "ue otras& Con el

descu%rimiento de la destilaci)n* se +i!o posi%le separar del material %ot$nico estas

sustancias o sus me!clas* dando lugar al nacimiento de los aceites esenciales como

producto comercial&

Los aceites esenciales son las 'racciones lí"uidas vol$tiles* generalmente destila%les por

arrastre con vapor de agua* "ue contienen las sustancias responsa%les del aroma de las

plantas y "ue son importantes en la industria cosmtica ,per'umes y aromati!antes-* de

alimentos ,condimentos y sa%ori!antes- y 'armacutica ,sa%ori!antes-&

Los aceites esenciales se clasi'ican en %ase a di'erentes criterios. consistencia* origen y

naturale!a "uímica de los componentes mayoritarios&



II- -' OBJETIVOS

)-+-' O./et"0os e$ tra.a/o

• /%tener un conocimiento so%re el proceso de e0tracci)n de los aceites

esenciales* así como tam%in las di'erentes materias primas "ue se utili!an de

acuerdo a distintos proyectos o tra%a(os re'erenciales• E0poner el contenido del tra%a(o en clase* de acuerdo a la in'ormaci)n

%i%liogr$'ica recopilada&

III- -' MARCO TEORICO

1-+-' A#e"tes Esen#"a$es

Los aceites esenciales son compuestos 'ormados por varias su%stancias org$nicasvol$tiles* "ue pueden ser alco+oles* acetonas* cetonas* teres* alde+ídos* y "ue se

producen y almacenan en los canales secretores de las plantas&

Tam%in los aceites vol$tiles* aceites esenciales o simplemente esencias* son las

sustancias arom$ticas naturales responsa%les de las 'ragancias de las 'lores y otros

)rganos vegetales& Actualmente* s)lo se emplea esta de'inici)n si se o%tienen mediante

arrastre en corriente de vapor de agua o por e0presi)n del pericarpio en el caso de los

cítricos& ,1& Transito L& 2 3445-

Normalmente son lí"uidos a temperatura am%iente* y por su volatilidad* son e0traí%les

por destilaci)n en corriente de vapor de agua* aun"ue e0isten otros mtodos& En general

son los responsa%les del olor de las plantas&

Se de'inen* seg6n A7N/8 ,9::;-* como.

Productos o%tenidos a partir de una materia prima vegetal* %ien por arrastre con vapor*

%ien por procedimientos mec$nicos a partir del epicarpio de los Citrus* o %ien por

destilaci)n seca& El aceite esencial se separa posteriormente de la 'ase acuosa por procedimientos 'ísicos en los dos primeros modos de o%tenci)n< puede su'rir

tratamientos 'ísicos "ue no originen cam%ios signi'icativos en su composici)n =por

e(emplo* re destilaci)n* aireaci)n>?&

1-1-' Natura$e2a Esen#"a$



El uso de los aromas y los aceites vegetales data de por lo menos @44 aBos antes de

Cristo y 'ueron utili!ados so%re el cuerpo como elementos curativos* cicatri!antes*

protectores de malos espíritus* y en los distintos rituales "ue se lleva%an a ca%o& Por

e(emplo* era muy com6n "ue antes de una contienda los guerreros limpiaran y

protegieran sus cuerpos con pe"ueBos golpes* utili!ando ramas de al%a+aca* con el 'in

de ale(ar los malos espíritus "ue creían "ue deposita%an sus contrincantes en ellos& ,Lic&

Constan!a 3494-

8ecientemente en IraD* en el aBo 9:* se descu%ri) un es"ueleto de alrededor de

sesenta mil aBos de antigFedad "ue tenía a su lado dep)sitos de polen de milenrama*

+ier%a cana y Jacinto racimoso* plantas "ue a6n cultivan y utili!an para curar los

campesinos de ese país& Los egipcios* griegos* romanos y c+inos +an tenido una gran

incidencia en el desarrollo de la aromaterapia en el mundo* y se +an destacado grandesinvestigadores como Teo'rasto* considerado uno de los precursores en el uso teraputico

de los aceites& En casi todos los antiguos cultos* desde el comien!o de los tiempos los

seres +umanos se +an sentido atraídos por los 'ascinantes aromas de la naturale!a "ue*

sa%ia como siempre* les +a indicado a travs del ol'ato los %en'icos aportes para la

curaci)n de en'ermedades del cuerpo y del alma& ,Lic& Constan!a 3494-

Tam%in advirtieron "ue algunos aromas causa%an eu'oria o e0citaci)n* y otros podían

inducirlos al sueBo o a la meditaci)n& Podemos considerar a los egipcios como los

descu%ridores de la aromaterapia* pues seg6n Jean #alnet* utili!aron una 'orma

primitiva de destilaci)n para e0traer los aceites esenciales de las plantas* calent$ndolos

en ollas de arcilla cuya %oca era recu%ierta con 'iltros de lino< al su%ir* el vapor traía

consigo los aceites esenciales y stos "ueda%an impregnados en el 'iltro* el cual era

estru(ado para o%tener el aceite esencial "ue era utili!ado en medicina y para todo tipo

de rito religioso& 8egistros ar"ueol)gicos documentan +a%er encontrado ollas de

destilaci)n "ue se remontan a @44 aBos a&C& ,Lic& Constan!a 3494-

Los griegos toman las e0periencias egipcias y* como grandes al"uimistas* puri'icaron elsistema de destilaci)n preservando la 'ragancia y pure!a de los aceites* pues para ellos

las plantas arom$ticas constituían una 'orma de vida "ue incorpora%an a sus %aBos*

alimentos* ritos y magia* o en 'orma de ungFentos para preservar la salud 'ísica y

mental&

1-3-' Pro#een#"a 4 5ater"a !r"5a e $os a#e"tes



Se les puede encontrar en di'erentes partes de la planta. en las

+o(as ,a(en(o* al%a+aca* eucalipto* +ier%a%uena* me(orana* menta* pac+ulí*

romero* salvia* etc&-* en las raíces ,anglica* c6rcuma* (engi%re* s$ndalo*

sasa'r$s* valeriana* vetiver* etc&-* en el pericarpio del 'ruto ,cítricos como lim)n*

mandarina* naran(a* etc&-* en las semillas ,anís* cardamomo* +ino(o* comino*

etc&-* en el tallo ,canela* etc&-* en las 'lores ,lavanda* man!anilla* piretro* tomillo* rosa*

etc&- y en los 'rutos ,nue! moscada* pere(il* pimienta* etc&- ,8o(as& G& 3449-

7ig& N9. Imagen re'erencial del aceite esencial a partir del lim)n

Ta.$a N6+: Co5!onentes e $os a#e"tes 57s "5!ortantes e$ 5er#ao

1-,-' C$as"8"#a#"9n e a#e"tes



La clasi'icaci)n de los aceites esenciales se %asa teniendo en cuenta di'erentes

criterios "ue se mencionaran posteriormente* con los cuales se esta%lecen los

di'erentes tipos de aceites esenciales "ue se comerciali!an en la actualidad&

,Martínez A -2003)

1-,-+-' Por su Cons"sten#"a

• Las esencias 'luidas son lí"uidos vol$tiles a temperatura am%iente&• Los %$lsamos son de consistencia m$s espesa* poco vol$tiles y

propensos a su'rir reacciones de polimeri!aci)n* son e(emplos* el

%$lsamo de copai%a* el %$lsamo del Per6* %$lsamo de Tol6* Estora"ue*

etc& Las oleorresinas tienen el aroma de las plantas en 'orma concentrada y

son típicamente lí"uidos muy viscosos o sustancias semis)lidas,cauc+o* gutaperc+a* c+icle* oleorresina de papriDa* de pimienta negra*

de clavo* et#--

1-,-)-' Por su or"&en

• Los naturales se o%tienen directamente de la planta y no su'ren

modi'icaciones 'ísicas ni "uímicas posteriores* de%ido a su rendimiento

tan %a(o son muy costosos&•

Los arti'iciales se o%tienen a travs de procesos de enri"uecimiento dela misma esencia con uno o varios de sus componentes* por e(emplo* la

me!cla de esencias de rosa* geranio y (a!mín enri"uecida con linalol&• Los sintticos como su nom%re lo indica son los producidos por

procesos de síntesis "uímica& Estos son m$s econ)micos y por lo tanto

son muc+o m$s utili!ados como aromati!antes y sa%ori!antes&

1-,-1-' Por su natura$e2a %u;5"#a

• Monoterpenoides son aquellos ricos en monoterpenos

(terpenos de 10C)• Sesquiterpenoides son aquellos aceites ricos en

sesquiterpenos (terpenos de 15 C)• fenilterpenoides son los que se encuentra maormente

compuestos por diterpenos (terpenos de 20 C)

1-<-' T"!os 4 5=toos e e>tra##"9n

1-<-+-' Dest"$a#"9n !or arrastre e 0a!or e a&ua



La muestra vegetal generalmente 'resca y cortada en tro!os pe"ueBos* es

encerrada en una c$mara inerte y sometida a una corriente de vapor de agua

so%recalentado* la esencia así arrastrada es posteriormente condensada*

recolectada y separada de la 'racci)n acuosa& Esta tcnica es muy utili!ada

especialmente para esencias 'luídas* especialmente las utili!adas para

per'umería& Se utili!a a nivel industrial de%ido a su alto rendimiento* la pure!a

del aceite o%tenido y por"ue no re"uiere tecnología so'isticada&

1-<-)-' Dest"$a#"9n #on a&ua'0a!or

Es un mtodo me(orado* donde la carga el material vegetal se coloca so%re una

malla "ue sirve como un 'ondo 'also y no permite el contacto directo con el

agua& na ve! iniciado el proceso* el agua dentro del alam%i"ue se lleva +asta

e%ullici)n y el vapor generado in situ pasa a travs del material vegetal&

Consecuentemente* se evita "ue el material vegetal se "ueme ya "ue la c$mara

de agua lo protege del calentamiento directo& Es importante "ue el vapor de

agua generado pase a travs de la carga uni'ormemente para garanti!ar la

e0tracci)n completa de la esencia

1-<-1-' ?"roest"$a#"on as"st"a !or $a ra"a#"9n e 5"#roonas



Las microondas son radiaciones electromagnticas con una 'recuencia en el

rango de 4*@ a @44 H!& Para evitar inter'erencias con la radiocomunicaci)n*

los microondas domsticos e industriales operan generalmente a 3*5 H!&

Ge%ido a su naturale!a* las microondas poseen campos elctricos y magnticos*

los cuales son perpendiculares entre ellos& El campo elctrico causa el

calentamiento* vía dos mecanismos simult$neos. rotaci)n %ipolar y conducci)n

i)nica& La rotaci)n %ipolar es de%ida al alineamiento en el campo elctrico de

las molculas con un mismo momento %ipolar en la muestra s)lida y el

disolvente&

1-<-3-' En8$orao

1todo tradicionalmente utili!ado para e0traer aceite esencial de 'lores

delicadas como el (a!mín y la rosa &Para esto se utili!an grasas naturales con

puntos de a%landamiento alrededor de 54Kc* normalmente manteca de cerdo r%d

,re'inada* %lan"ueada* desodori!ada-&

En &rasa 8r;a

Es un mtodo antiguo de o%tenci)n de aceites esenciales "ue +a sido muy empleado

so%re todo en la regi)n de rase al sur de 7rancia se %asa en el +ec+o de "ue las grasas

a%sor%en sustancias con 'acilidad este procedimiento se utili!a para 'lores cuyo

contenido de aceite esencial es tan %a(o "ue se "ueda en el agua de destilaci)n o %ien

"ue tienen un aceite esencial sensi%le al calor y tam%in para otras como el mardo o el

(a!min produciendo aceite esencial despus de la recolecci)n



1-@-' Cara#ter;st"#as F"s"#o%u;5"#as

Co5!onentes F"s"#os

La densidad es una propiedad característica* signi'ica "ue es especí'ica de cada

material y depende de sus características internas y no de la cantidad de ella< lo cual

permite di'erenciar a un material de otro con la ayuda de otras propiedades& Ge

+ec+o* la densidad permite di'erenciar un mineral o piedra preciosa de un simple

vidrio& La densidad de una sustancia es una medida "ue nos dice cu$nta materia +ay

de esa sustancia en cierto espacio&

El rendimiento a%soluto puede ser dado como la masa en gramos o en moles,rendimiento molar-& El rendimiento 'raccional o rendimiento relativo o

rendimiento porcentual* "ue sirve para medir la e'ectividad de un procedimiento de

síntesis* es calculado al dividir la cantidad de producto o%tenido en moles por el

rendimiento te)rico en moles& 9 El rendimiento de esencia o%tenido de una planta

varía de unas cuantas milsimas por ciento de peso vegetal +asta 9@ & La

composici)n de una esencia puede cam%iar con la poca de la recolecci)n* el lugar

geogr$'ico o pe"ueBos cam%ios genticos&



El índice de re'racci)n en un aceite guarda una relaci)n directa con su viscosidad* o

sea* "u tan MespesoM se siente el aceite& Parte del control de calidad durante la

producci)n de aceites es asegurar una viscosidad constante& 1edir la viscosidad

directamente implica tomar una muestra del aceite* mientras "ue medir el índice de

re'racci)n es m$s r$pido y se +ace usando mtodos )pticos sin si"uiera tocar el

aceite&

Co5!onentes Qu;5"#osLa mayoría de los componentes "ue 'orman parte de los AE pertenece a la 'amilia

"uímica de los terpenosO o terpenoidesO ,e(emplo limoneno* carvona*

+umuleno* etc&-* la unidad isopreno C en el es"ueleto +idrocar%onado es

característica estructural distintiva "ue los di'erencia de otros productos naturales&

7ig& N3. nidad característica estructural de los terpenoides

1--' Cara#ter;st"#as Or&ano$=!t"#os

Las características o propiedades organolpticas de un cuerpo son todas a"uellas "ue

pueden perci%irse de 'orma directa por los sentidos ,todos ellos* no s)lo la vista-* sin

utili!ar aparatos o instrumentos de estudio& Ser$n por tanto los primeros datos "ue

o%tengamos de los e(emplares "ue estudiamos* aun"ue estos datos puedan variar con el

tiempo o el origen de los e(emplares& Por otro lado* algunos rasgos como el tamaBo de

las esporas* son '$cilmente compro%a%les una y otra ve!* al ser datos o%(etivos y m$s o

menos constantes&Pero otros* como el olor o los tonos de un cierto color varían enormemente* no s)lo por

la poca u origen del e(emplar* sino por la apreciaci)n su%(etiva del o%servador& Por esta

ra!)n a la +ora de de'inir el olor* color o sa%or* se recurre a ciertas comparaciones con

alimentos o sustancias de características com6nmente conocidas* "ue pueden no resultar

correctas para todo el mundo&



Ta%la N3. Características organolpticas de los aceites esenciales

1--' Usos 4 A!$"#a#"ones

• Industria Alimentaria Se emplean para condimentar carnes preparadas*

em%utidos* sopas* +elados* "ueso* etc& Los aceites m$s empleados por estaindustria son el Cilantro* Naran(a y 1enta* entre otros& Tam%in son utili!ados

en la preparaci)n de %e%idas alco+)licas y no alco+)licas* especialmente

re'rescos& Con respecto a esta utilidad podemos citar las esencias e0traídas del

naran(o* lim)n* mentas e +ino(o* entre otros&Estas esencias tam%in se emplean

en la producci)n de caramelos* c+ocolates y otras golosinas&• Industria 7armacutica Se usan en cremas dentales ,aceite de menta e +ino(o-*

analgsicos e in+alantes para descongestionar las vías respiratorias ,eucalipto-&

El ecucaliptol es muy empleado en odontología& Son utili!ados en la 'a%ricaci)nde neutrali!antes de sa%or desagrada%le de muc+os medicamentos ,naran(as y

menta* entre otros-&• Industria de Cosmticos Esta industria emplea los aceites esenciales en la

producci)n de cosmticos* (a%ones* colonias* per'umes y ma"uilla(e& En este

campo se pueden citar lo aceites de geranio* lavanda* rosas y pac+ouli&• Industria de productos de uso veterinario Esta industria emplea el aceite

esencial de C+enopodium am%rosoides muy apreciado por su contenido de

ascaridol* vermí'ugo& Tam%in re"uiere limoneno y mentol como insecticidas&

• Gesodorantes Industriales Actualmente se +a desarrollado el uso de esencias

para disimular el olor desagrada%le de algunos productos industriales como el

cauc+o* los pl$sticos y las pinturas&• La industria de las pinturas emplea limoneno como disolvente %iodegrada%le&

Tam%in se imparte olor a (uguetes& En te0tiles* como enmascaradores de olores

en tratamientos con mordientes antes y despus del teBido& En papelería* para

impregnar de 'ragancias cuadernos* tar(etas* papel +iginico* toallas 'aciales&



IV. METODOS PRACTICOS BIBLIOGRAFICOS

4.1.- Extracción de aceite eencia! de! !i"ón

4.1.1.- Intr#d$cción

El gnero Citrus parece "ue proviene de la !ona este del Himalaya* PaDist$n y

irmania& En Europa Teo'rasto descri%e una especie de Citrus introducida en el

S&III por los %i!antinos< a continuaci)n aparecen el naran(o amargo* el limonero

y el naran(o dulce ,Grouet* 9:;3-& A principios del s& RII el cultivo del limonero

en Ir$n y Palestina* es descrito por I/8 JA1I* 'ísico de la corte de Saladino

,99999:@-& Los $ra%es lo introducen por el norte de 'rica en EspaBa e Italia

+acia el 994* de ello tenemos noticia a travs de los tratados de dos autores

andaluces de la segunda mitad del siglo doce* I%nalAam en su Li%ro de

AgriculturaO descri%e de 'orma detallada 94 los procedimientos de

multiplicaci)n y cultivo del limonero< I%neleit+ar re'le(a las propiedadesteraputicas del !umo de lim)n del "ue o'rece distintas ')rmulas de aplicaci)n

,La encina* 9:4-& Crist)%al Col)n tras su segundo via(e lo introduce en

Amrica en 95:@* e ingleses y +olandeses en 'rica del Sur&

IV-+-)- Prou##"9n e "nustr"a$"2a#"9n

A nivel mundial se cultivan m$s de 9* millones de +ect$reas de limonero& Los

mayores productores del mundo son Estados nidos* Argentina* Italia* EspaBa*

recia* Israel* Costa de 1ar'il* &&& En nuestro entorno pr)0imo del $rea de la

cuenca mediterr$nea destaca en primer lugar Italia cuyo lim)n proviene so%re



todo de la !ona de Sicilia* donde se cultivan muc+as variedades& La m$s

importante es la de 'eminello s'usato con 'rutos parecidos a los de variedad

Lis%oa& /tra variedad m$s resistente al mal seccoO es la monac+ello* aun"ue es

m$s po%re en aceite esencial ,Gi iacomo y 1incione* 9::5-&

3-+-1-' Trans8or5a#"9n e$ $"59n en $a o.ten#"9n e$ a#e"te esen#"a$Para comprender me(or el proceso al "ue se va a someter el lim)n para su

trans'ormaci)n industrial vamos a continuaci)n a detallar de 'orma somera las

características principales del 'ruto& Lim)n* materia prima para la industria

cítrica& La estructura del 'ruto cítrico se constituye de tres partes %ien

di'erenciadas& El epicarpio o 'lavedo* el mesocarpio o al%edo y el endocarpio

constituido por varios segmentos o ga(os "ue contienen las vesículas repletas de

!umo y donde est$n tam%in las semillas El tamaBo de los 'rutos es de mediano

di$metro ,5mm- y una altura media de U:mm< la corte!a es muy ad+erente*delgada espesor medio de @&:mm y representa el @4 del peso del 'ruto ,Coll*

9::3-&

3-+-3-' Trans8or5a#"9n e$ 8ruto

La recolecci)n de los 'rutos de%e ser sumamente cuidadosa ya "ue la integridad

del pericarpio va a in'luir en el rendimiento y la calidad del aceite esencialo%tenido& Tras la recolecci)n* el 'ruto es transportado a las industrias

trans'ormadoras< allí se reci%e generalmente en %alsas de agua y a continuaci)n

se eliminan las partes so%rantes restos de +o(as y peciolos y se procede al

lavado de los 'rutos "ue a continuaci)n pasar$n a ser procesados&

3-+-,-' M=toos e o.ten#"9n

Dest"$a#"9n !or arrastre e 0a!or: Es el mtodo m$s utili!ado& Se genera

vapor normalmente en un +ervidor y luego se inyecta al destilador por donde pasa a travs del material %ot$nico& El principio %$sico de la destilaci)n de dos



lí"uidos +eterogneos* como el agua y un aceite esencial* es "ue cada uno e(erce

su propia presi)n de vapor como si el otro componente estuviera ausente&

Cuando las presiones de vapor com%inadas alcan!an la presi)n del recinto* la

me!cla +ierve& Aceites esenciales con puntos de e%ullici)n de +asta @44 KC*

evaporaran a temperaturas cercanas al punto de e%ullici)n del agua& El vapor

arrastra GLimoneno* a pesar de "ue este tenga un punto de e%ullici)n m$s alto

"ue el agua ,@3K7-& El vapor y el aceite esencial son condensados y separados&

,IN#ENI/ (unio 3445-

Dest"$a#"on !or a&ua: na de las di'erencias m$s marcadas con la destilaci)n

por arrastre de vapor* es "ue en sta el material %ot$nico est$ en contacto con

agua +irviendo& n pro%lema 'recuente de este tipo de destilaci)n* es el olor a

alam%i"ue o destiladorO* "ue se da normalmente si el destilador se calienta a'uego directo< este olor no deseado desaparece en el almacenamiento de los

aceites esenciales& E0iste otro mtodo llamado destilaci)n con agua y arrastre de

vapor* "ue com%ina venta(as de los dos anteriores&

3-+-<-' O.ten#"9n e$ a#e"te esen#"a$

Para la e0tracci)n de aceites esenciales la tecnología opta por uno de los ciclos

descritos en las siguientes 7iguras.



Ciclo llevado a ca%o en la tcnica de raspadura& ,Gi iacomo y 1incione* 9::5-

Ciclo llevado a ca%o con la tecnica de ES71AG8AO ,Gi iacomo y 1incione* 9::5-

El tipo de m$"uinas de implantaci)n casi e0clusiva en Sicilia denominadas

s'umatriceO* poseen una cinta sin 'in* modelada a prop)sito con salientes

orientados +acia una super'icie 'i(a* provista a su ve! de protu%erancias& La

distancia entre stas y las de la cinta sin 'in se regula de modo "ue se consiguela escari'icaci)n de la corte!a* procurando "ue no se rompa la corte!a

totalmente y sea renta%le la proporci)n de aceite esencial o%tenida& Por 6ltimo

nos encontramos con ma"uinaria "ue reali!a simult$neamente la separaci)n de

!umo y aceite esencial&

3-+-@-' A#e"te Esen#"a$ e$ L"59n



La comple(a me!cla de componentes del aceite esencial de lim)n est$

representada mayoritariamente por estructuras derivadas del isopreno* de

naturale!a terpnica ,uent+er* 9:5:< Pinder* 9:U4-* entre las "ue el

+idrocar%uro limoneno es el m$s a%undante como en el resto de los aceites

esenciales de cítricos& Los derivados o0igenados de dic+os terpenos no son

mayoritarios* sin em%argo tienen gran importancia en el característico aroma del

aceite esencial ,Laencina et al&* 9:;4< Prager y 1isDieic!* 9:;3< Sattar et al&*

9:;U-& Incluye* por tanto* me!clas de +idrocar%uros terpnicos* es"uiterpnicos*

alco+oles* alde+ídos* cetonas* esteres* $cidos* residuos no vol$tiles* incluido

alcan'or

Componentes característicos del aceite esencial de lim)n& La composici)n

cuantitativa de los constituyentes individuales de aceites esenciales de cítricosnaran(a* mandarina* lima* lim)n* etc& +a sido progresivamente estudiada por

diversos autores& S+a ,9::-* recoge la composici)n de varios aceites

esenciales de cítricos determinada mediante LC* y los ta%ula de 'orma "ue se

puedan comparar entre ellos& Para el lim)n adem$s de los terpenos mayoritarios*

alde+ídos y steres* determina la presencia de alco+oles entre un 4*9 y 4** y

una 'racci)n no vol$til "ue supone el 3 del total& 1ussinan et al& ,9::-

identi'ican algunos de los componentes vol$tiles del !umo 'resco de lim)n* en

el "ue encuentran compuestos característicos de la corte!a& StarosciD y Vilson,9:;3- determinan la composici)n cuantitativa del aceite esencial de 'rutos

procedentes de Cali'ornia y de Ari!ona& 1elendreras et al& ,9:;- comparan*

mediante tcnicas cromatogr$'icas* la composici)n "uímica del aceite esencial

de lim)n espaBol o%tenido de di'erentes cultivares mediante destilaci)n por

arrastre con vapor< Sugiyama y Saito ,9:;;- anali!an la composici)n "uímica

de varios aceites esenciales de lim)n e0traídos en diversas condiciones de

temperatura< oelens y Jimne! ,9:;:- comparan la composici)n de una

muestra procedente de Andalucía con otra procedente de Sicilia* y C+am%lee et

al ,9::9- +acen lo mismo entre las procedentes de Sicilia y las de Cali'ornia&



3-)- MODELACIÓN OPTIMIACIÓN DEL PROCESO DE ETRACCIÓN DE

ACEITE ESENCIAL DE EUCALIPTO EUCALYPTUS GLOBULUS

3-)-+- INTRODUCCIÓN

El eucalipto %lanco o al%ar “Eucalyptus globulus” es la especie m$s 'recuentemente usadade este gnero* a nivel mundial& Aparece de 'orma natural en el sur de Australia,#ictoria-* Tasmania y las islas del estrec+o de ass* adem$s es cultivado en el sur deEuropa y Cali'ornia ,Palomino y Calder)n* 9:-&

En el Per6* el ritmo de las plantaciones de eucalipto +a ido creciendo en los 6ltimosaBos* siendo una esta especie 'orestal con un enorme potencial en la actualidad ,lvare! et

al.* 3444-& El eucalipto tiene gl$ndulas "ue segregan aceites esenciales en sus +o(as* loscuales producen su característico olor y poseen componentes "ue pueden ser di'erenciados en productos "uímicos de valor industrial ,lvare! et al.* 3444-& Wstos aceitesesenciales pueden e0traerse mediante varios mtodos. e0presi)n* destilaci)n con vapor deagua* e0tracci)n con solventes vol$tiles* en'lorado y con 'luidos supercríticos& En ladestilaci)n por arrastre con vapor de agua* la muestra vegetal generalmente 'resca ycortada en tro!os pe"ueBos* es encerrada en una c$mara inerte y sometida a una corriente devapor de agua so%recalentado& La esencia así arrastrada es posteriormente condensada*recolectada y separada de la 'racci)n acuosa& Esta tcnica es muy utili!ada especialmente para esencias 'luidas* especialmente las utili!adas para per'umería&

En este tra%a(o* utili!ando la e0tracci)n por arrastre de vapor* se plantearon los siguienteso%(etivos ,a- estudiar el e'ecto del porcenta(e de la +umedad de +o(a y el tiempo dee0tracci)n so%re el rendimiento de aceite esencial y el costo de producci)n* teniendo encuenta la temperatura de vapor* la presi)n de e0tracci)n* la porosidad de lec+o* 'lu(o de vapor y la temperatura de condensaci)n< y ,%- anali!ar y evaluar las propiedades organolpt icas*'ísicas y "uímicas del aceite o%tenido* compar$ndolas con las esta%lecidas por las NormasTcnicas Peruanas&



3-)-)- MATERIALES MTODOSLas +o(as de “Eucalytus globulus” provenientes del distrito de s"uil* provincia de /tu!co

,Per6-* utili!adas en este e0perimento presentaron una densidad promedio de 4&;U gXcm@&

7ueron utili!adas +o(as sin presencia de magulladuras* cortes o lesiones& Se procedi) alsecado de las +o(as seleccionadas de eucalipto en una incu%adora en las condicionesmostradas en la Ta%la I* condiciones "ue 'ueron variando de%ido al 'en)meno de respiraci)n,li%eraci)n de H3/ y energía- "ue ocurría en las +o(as verdes&

Ta.$a 3-)-+

Condiciones de operaci)n del secado de las +o(as de eucalipto&

El tiempo de secado estuvo en 'unci)n de la +umedad re"uerida para la e0tracci)n* para locual 'ue necesario construir la curva de secado a las condiciones de operaci)n de laincu%adora& Para este 'in* se colocaron muestras en la incu%adora %a(os las condicionesmencionadas en la Ta%la 9 y pesadas cada cierto tiempo para o%tener la +umedad en

'unci)n del tiempo& Sa%iendo "ue la temperatura de secado varía con el tiempo no se pudomodelar seg6n la Ley de 7icD* por tanto se +i!o uso de regresiones lineales y polin)micas&Las ecuaciones 'ueron validadas estadísticamente mediante el valor de signi'icancia ,PY4&4-

y los coe'icientes de determinaci)n ,8 3-& Las +o(as ya secas 'ueron cortadas para aumentar

el $rea de contacto con el vapor de agua* el corte 'ue +ec+o manualmente y en promedio en cuadrados de 9cm de lado& La e0tracci)n del aceite esencial de eucalipto sereali!) en un e"uipo de arrastre por vapor no convencional ,7igura 9-&

F"&ura 3-)-+- Es"uema del e"uipo de e0tracci)n&



El proceso de e0tracci)n se llev) a ca%o %a(o condiciones o%tenidas en pree0perimentos,Ta%la 3-&

Ta.$a 3-)-)

Par$metros de e0tracci)n de aceite esencial de Eucalyptus globulusO&

La 'ase de condensaci)n 'ue muy importante& Por ello* la temperatura del agua deen'riamiento se de%i) mantener en todo momento en un rango de 4 a 3K C& Este rango tuvocomo 'inalidad evitar prdidas de aceite esencial por 'alta de condensaci)n de la me!claaguaaceite& La separaci)n de la menor porci)n de agua* por el poco volumen de aceitee0traído* se llev) a ca%o por decantaci)n* para evitar mayores prdidas de aceite ydesnaturali!aci)n de sus componentes& El aceite esencial 'ue envasado en 'rascos $m%ar de93mL de capacidad* para luego almacenarlo a 5K C& El rendimiento ,mLX944g&+o(a- de la

e0tracci)n 'ue determinada dividiendo la masa ,en g- del aceite esencial o%tenido entre ladensidad del aceite esencial ,4&:4;@gXmL- por cada 944g de +o(a& 7inalmente* el costo de cadae0tracci)n 'ue evaluado de la sumatoria de los costos asociados al gasto de com%usti%le ,@&3 Nuevos Soles X Dg gas propano- y energía elctrica ,4&@9:U Nuevos Soles X DV+-& El costo 'uee0presado por cada mililitro de aceite esencial o%tenido&



3-)-1- RESULTADOS DISCUSIÓN-

Moe$a#"9n e$ !ro#eso e se#ao

La curva de secado o%tenida %a(o las condiciones especi'icadas en la Ta%la 9 semuestra en la 7igura 3& La curva de secado o%tenida se dividi) en dos partes. la primera endonde el secado se da%a a velocidad constante ,Z-* y la segunda cuando la velocidad desecado disminuye con el tiempo ,[-&

F"&ura 3-)-)- Curva de secado de +o(as de “Eucalyptus globulus”&

Moe$a#"9n 4 o!t"5"2a#"9n e $a e>tra##"9n e a#e"te esen#"a$ e Eu#a$"!to

En la Ta%la 5 se muestran los resultados de la etapa de e0tracci)n& Se o%serva "ue a igualtiempo de e0tracci)n ,@&U mLX944g&+o(a p&e-* cuando la +umedad de la +o(a aumenta ,de9U&9 a @&: p&e-* el rendimiento disminuye ,de 9&U: a 9&@; mLX944g&+o(a-& Estosigni'ica "ue el rendimiento en aceite esencial se ve a'ectado por el proceso de secado*de%ido a su alta volatilidad ,#$s"ue! et al.* 3449-& En el caso del costo ocurre lo mismo&Por e(emplo* a las mismas condiciones anteriormente mencionadas* el costo disminuye deSX& 4&;9 a 4&@ por cada mL de aceite esencial&

El mayor rendimiento ,3&@5mLX944g&+o(a- 'ue o%tenido con 9U&9 de +umedad y 933&5 minde tiempo de e0tracci)n* y el menor rendimiento ,9&@;mLX944g&+o(a- con @&: de+umedad y @&U min de tiempo& El mayor costo ,SX& 4&:- est$ asociado con la m$s %a(a

+umedad ,93- y un tiempo mediano ,;4 min-* lo "ue indicaría "ue la varia%le "ue m$sin'luye en el costo* es la +umedad* de%ido a "ue a menor +umedad se re"uiere mayor gasto energtico&



Los resultados de los ensayos :* 94 y 99 re'le(an una %uena repetitividad del proceso* ya "uelos valores de rendimiento y costo para estos ensayos son muy cercanos&

Ta.$a 3-)-3

8endimientos y costo de la e0tracci)n de aceite esencial de Eucalipto .

Ta.$a 3-)-,

8endimiento de e0tracci)n de aceite esencial de Eucalyptus globulusO&

Tra%a(ando en condiciones )ptimas* se o%tiene en promedio 3&99 mL de aceite esencial de

eucalipto por cada 944 g de +o(as* valor superior a los reportados en la %i%liogra'ía ,Ta%la ;-&

3-)-3- CONCLUSIONES

Se logr) optimi!ar el proceso de e0tracci)n de aceite esencial de eucalipto mediante el1todo de Super'icie 8espuesta* logrando superar los rendimientos reportados en laliteratura* pero sin per(udicar los costos de e0tracci)n& /perando con tiempos dee0tracci)n entre :; y 93U min y con +o(as entre 3 y @4 de +umedad se o%tuvieronrendimientos de 3&99 mL de aceite esencial por cada 944g de +o(as& Estas condicionesgeneran un costo de producci)n promedio de 4& Nuevos Soles por mL de aceite esenciale0traído&



3-1- ETRACCIÓN CARACTERIACIÓN DEL ACEITE ESENCIAL DEMANDARINA OBTENIDO DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES-

3-1-+- INTRODUCCIÓN-

En los 6ltimos aBos* la agroindustria de cítricos +a mostrado un crecimiento signi'icativo*originado por la e0pansi)n del mercado de los derivados de 'rutas como (ugos*concentrados* nctares y pulpas entre otros& Los residuos generados durante el procesadode cítricos est$n constituidos por 'lavelos* alvedos* segmentos de mem%rana y semillas* "uetienen potencialidad como material de partida para la ela%oraci)n de productoscomerciales importantes< Entre ellos son destaca%les los aceites esenciales ,AE-* aceites'i(os* 'i%ras* y pectinas& En particular* el epicarpio de los cítricos es una 'uente

importante de AE* los cuales est$n constituidos por compuestos vol$tiles ,generalmente

destila%les por arrastre con vapor- "ue son responsa%les de los olores y sa%orescaracterísticos de algunas plantas& Los AE de los cítricos ,mandarina* lim)n* naran(a ylima- tienen una demanda alta* principalmente en la industria de alimentos* 'armacutica yde cosmticos* y son utili!ados en la preparaci)n de aromati!antes* sa%ori!antes*

desin'ectantes am%ientales y en procesos de síntesis "uímica&

Los AE de cítricos pueden ser e0traídos mediante prensado en 'río* +idrodestilaci)n*'luidos supercríticos e +idrodi'usi)n con microondas y gravedad entre otros&

Tradicionalmente en algunos países* los AE son e0traídos industrialmente mediantetcnicas econ)micas via%les como el prensado en 'río o la destilaci)n por arrastrede vapor& Los aceites presentes en los sacos o gl$ndulas* locali!adas en el epicarpio del'ruto* pueden ser removidos mec$nicamente por prensado* o%tenindose una emulsi)nla cual es centri'ugada +asta separar el aceite de la 'ase acuosa& Alternativamente* el AE puede ser o%tenido mediante arrastre con vapor< durante este proceso las corte!asde los cítricos son e0puestas a una corriente de vapor de agua con una temperaturacercana a los 944 C "ue li%era y evapora el aceite esencial& Luego* la me!cla devapor de agua y el AE es condensada y separada en un recipiente conocido comovaso 'lorentinoO&

no de los inconvenientes m$s signi'icativos de la industria local* productora de AEde cítricos por destilaci)n por arrastre de vapor* +a sido el %a(o rendimiento o%tenido

durante el proceso de e0tracci)n& Por tanto* el o%(eto del presente tra%a(o 'ue. a- evaluar ele'ecto de la presi)n de vapor* el espesor* y el n6mero de capas de material vegetal so%reel rendimiento en la e0tracci)n del AE de mandarina producido en una industria local a partir de desec+os agroindustriales< %- caracteri!ar mediante cromatogra'ía de gases condetector de espectrometría de masas ,CE1- el AE de mandarina* antes y despus deseleccionar las me(ores condiciones de operaci)n de la planta de e0tracci)n&



3-1-)- MATERIALES METODOS

3-1-)-+ Mater"a !r"5a

En la o%tenci)n de los AE se utili!) material vegetal proveniente de los desec+os

agroindustriales de di'erentes compaBías procesadoras de 'rutas& Por lo tanto* la materia prima no es +omognea en cuanto a la variedad de mandarina utili!ada* estado de madure!*origen y condiciones 'ísicas ,por e(emplo* tamaBo y color de la c$scara-&

3-1-)-) E%u"!o e e>tra##"9n 5onta /e e $a !$anta-

El e"uipo utili!ado para la e0tracci)n de los AE est$ locali!ado en la compaBíaC&I TECNAC/L S&A y consta de las siguientes partes. caldera de vapor ,rango de

tra%a(o. 4 944 psi* 3 3;4 KC* super'icie de cale'acci)n. 9@4 pie3* vapor. U:4 l%X+ora*capacidad. 34 HP ,ca%allos de 'uer!a-* poder calorí'ico ,ACP1-. 9@;44 TXgal)n-*tan"ue destilador* intercam%iador de calor y vaso 'lorentino ,ver 'igura-

TC349& Tan"ue de agua a la entrada de la caldera

CA2349& Caldera

TG2349& Tan"ue destilador

IC2349& Condensador

7I2349& #aso 'lorentino

7igura 5&5&9& E"uipo de e0tracci)n de AE&

3-1-)-1 Pro#eso e e>tra##"9n-

Para de'inir las varia%les críticas a evaluar durante el proceso de e0tracci)n con arrastre

con vapor* se tuvo en cuenta. el Dno +oTO de la compaBía* la e0periencia tcnica del

personal* la capacidad de la planta de e0tracci)n y los aspectos econ)micos "ue

+icieran via%le el me(oramiento del proceso&

Los pericarpios de mandarina previamente pesados se depositaron en el tan"uee0tractor&



En esta etapa se reali!aron variaciones en cuanto al espesor de la capa ,; a 39 cm- y al

n6mero de capas ,9 a 5-& na ve! cerrado el tan"ue* se inici) el proceso de e0tracci)n

+aciendo pasar el vapor de agua a di'erente presi)n ,4&U* 4&:* 9&3* 9&* 9&; psi* medida

dentro del tan"ue dee0tracci )n y re'erida a la

'uer!a del vapor del aguae(ercida so%re un $rea dematerial vegetal-&Seguidamente se reali!) la condensaci)n y separaci)n de la me!cla aguaXaceite en unseparador de 'ases o vaso 'lorentino y se calcul) el rendimiento utili!ando la ecuaci)n ,9-&

Por ra!ones econ)micas y de disposici)n del material vegetal* los ensayos e(ecutados %a(o

di'erentes condiciones de operaci)n se reali!aron por duplicado&

3-1-)-3 E5!a%ue 4 a$5a#ena5"ento-

Los AE o%tenidos se empacaron en recipientes +ermticos de vidrio oscuro para evitar

degradaciones "uímicas por acci)n de la lu!* el calor y el aire& El almacenamiento sellev) a ca%o en un lugar 'resco a temperaturas "ue no e0cedieran los 3 HC&

3-1-)-, Cara#ter"2a#"9n %u;5"#a e$ a#e"te esen#"a$-

La caracteri!aci)n "uímica del AE se llev) a ca%o mediante CE1& Los an$lisiscromatogr$'icos se reali!aron en un e"uipo Agilent modelo U;:4 acoplado a un

espectr)metro de masas modelo :@* utili!ando una columna HP1S ,4&3mm 0

@4m 0 4&3\m- con temperatura m$0ima de @4 C& Se inyectaron 4&3 \L de muestra

disueltas en metanol en el modo Splitless& La temperatura del inyector 'ue de 3@4 C&Se utili!) +elio como gas de arrastre a un 'lu(o de 9*44 mLXmin y una presi)n de&3 psi& Programa de operaci)n. temperatura inicial. 4 C durante 9&4 min* rampa decalentamiento 94 CXmin* temperatura 'inal de 34 C durante @&4 min* temperaturadel detector 3;4 C en min& El reconocimiento de los compuestos individuales sereali!) mediante la comparaci)n de los patrones de 'raccionamiento de masasdisponi%les en la li%rería de compuestos NIST 3444& La composici)n relativa de loscompuestos se estim) mediante el an$lisis de relaci)n de $reas&



3-1-1- RESULTADOS DISCUSIÓN

3-1-1-+ E 0a$ua#"9n e$ es!esor e $a #a!a e 5ater"a$ 0e&eta$ so.re e$ ren"5"ento-

Para evaluar el e'ecto "ue el espesor de capa tiene so%re el rendimiento del proceso dee0tracci)n se de() constante la presi)n ,9&3 psi- y el n6mero de capas ,@ capas-& Paraencontrar el espesor de capa )ptimo se reali!aron evaluaciones en el tango de ; a39 cm& Los resultados encontrados se reportan en la ta%la 9&

Ta. $a 3-1-+- E8e#to e$ es!esor e #a!a so.re e$ ren"5"ento e e>tra##"9n a!res"9n 4 n(5ero e #a!as #onstante-

!nsao !spesor decapa (cm)

"endimiento

#

$iempo

(min )

1 % 0&30 35

2 ' 0&30 0

3 10 0&2' 35

11 0&2' 0

5 12 0&2' 5

13 0&20 5

* 1 0&1 5

% 1 0&13 5

' 1% 0&0% 50

10 20 0&0% 5011 21 0&0%

El tiempo de e0tracci)n se midi) en el momento en el cual* el espesor de la capade aceite o%servado a la salida del vaso 'lorentino permaneci) constante& Se tomaron datoscada minutos&

El espesor de material vegetal tuvo un e'ecto importante so%re el rendimiento de la

e0tracci)n* permaneciendo constante a espesores comprendidos entre ; y 93 cm< avalores superiores* +u%o un decaimiento del rendimiento +asta del 3 ,39 cm-* lo cual es

signi'icativo para el proceso& Por tanto* con el 'in de aprovec+ar al m$0imo la capacidad

del e"uipo* se utili!) un espesor de capa m$0imo de 93 cm& El tiempo de operaci)n del proceso se estim) en 5 minutos&



3-1-1-) E0a$ua#"9n e $a !res"9n e 0a!or e a &ua so.re e$ ren"5"ento

Para estimar el e'ecto de la presi)n de vapor so%re el rendimiento de e0tracci)n* sellevaron a ca%o evaluaciones donde la presi)n se vari) entre 4&U y 9&; psi& El espesor ,93 cm- y el n6mero de capas de material vegetal ,@ capas- permanecieron constantes& Enla ta%la 3 se muestran los resultados o%tenidos&

Ta.$a 3-1-)& E'ecto de la presi)n de vapor de agua so%re el rendimiento de lae0tracci)n&

!nsao

presi+n

"endimiento#

1 0& 0&02 0& 0&13 1& 0&2 1& 0&1

Es de destacar "ue al incrementar la presi)n de vapor de 4&U a 9&3 psi se aument)

dr$sticamente el rendimiento de la e0tracci)n ,]5UU -* con lo cual se podría in'erir* "uela presi)n in'luy) de manera 'avora%le en el coe'iciente de trans'erencia de masa desde el

material vegetal +acia la 'ase de vapor& Tam%in es posi%le "ue a %a(as presiones,4&U 4&:-* no se alcance la 'uer!a su'iciente para arrastrar el aceite esencial +acia el

intercam%iador de calor* present$ndose así* condensaciones en el interior del tan"ue de

e0tracci)n& Adicionalmente* los %a(os rendimientos pueden ser atri%ui%les a "ue a estas presiones ,4&U4&: psi- no se alcan!an a dilatar su'icientemente las clulas del pericarpio

del material vegetal "ue contienen el aceite esencial& Al aumentar la presi)n de 9&3 a 9&; psi* el rendimiento disminuy) considera%lemente ,];U -* lo cual pudo ser de%ido auna prdida de aceite esencial a la atm)s'era* ya "ue* a estas presiones ,9&9&; psi- seso%repas) la capacidad de condensaci)n del intercam%iador de calor disponi%le& Se

esta%leci) como valor )ptimo de presi)n 9&3 psi&

3-1-1-1 Co5!os"#"9n %u;5"#a re$at"0a e$ A#e"te esen#"a$ e 5anar"na o.ten"o

La composici)n "uímica de los aceites esenciales de mandarina se determin) mediante

cromatogra'ía de gases acoplada a espectrometría de masas& Para e'ectos comparativos* seanali!) una muestra antes de a(ustar los par$metros de e0tracci)n ,AE1995- y otradespus de los a(ustes ,AE134-&

3-1-1-1-+ Cara#ter"2a#"9n %u;5"#a e$ a#e"te esen#"a$ e 5anar"na !re0"a a$a estanar"2a#"9n e$ !ro#eso e e>tra##"9n-

En la ta%la 5 se presenta el per'il cromatogr$'ico del AE de mandarina* o%tenido previoa la estandari!aci)n de los par$metros de e0tracci)n y con un rendimiento del 4&4 &El reconocimiento de los compuestos individuales se reali!) mediante comparaci)n delos espectros de masas reportados en la li%rería NIST3444& Los resultados o%tenidos

est$n en concordancia con lo encontrado por otros autores =9499?* "uienes reportan "ue



el aceite esencial de estos cítricos est$ constituido principalmente por +idrocar%uros

ali'$ticos no o0igenados* siendo mayoritarios el limoneno ,& -* γ terpineno ,9&

-* α y γ pineno ,9& - y terpinoleno ,3&4 -* e +idrocar%uros o0igenados

+all$ndose mayoritariamente el linalool ,9&3 -* α terpineol ,9&3 - y el

antranilato de dimetilo ,9&: -&

Ta.$a 3-1-1- Co5!os"#"9n re$at"0a e $os #o5!uestos !resentes en e$ a#e"te esen#"a$e 5anar"na antes e $a estanar"2a#"9n e $a e>tra##"9n-

,ico

-°

$iempo deretenci+n. t"

(min&)

,orcenta/e total decada pico (# )

omre

1 5&013 *&* Alfapineno

2 5&%5 10&0(±) etapineno

3 &*2 5*& limoneno

*&0*5 1*&5

ammaterpineno

5 *&30 2&0 terpinoleno *&553 1&2 linalool

* %&'3 1&2

Alfa terpineol

Antranilato dedimetilo

3-1-3- CONCL USI ONE S

1ediante la variaci)n de par$metros de e0tracci)n como la presi)n* el n6mero y

espesor de capas de material vegetal* se logr) incrementar signi'icativamente elrendimiento del proceso de e0tracci)n del AE de mandarina* pasando del 4&4 al 4&3: &Los valores de tra%a(o recomendados son. @ capas de material* un espesor de capa de93 cm* y una presi)n de vapor de agua de 9&3 psi&

Adem$s de aprovec+arse al m$0imo la capacidad del e"uipo y o%tenerse un e0celente

rendimiento* se logr) conservar adecuadamente las características "uímicas del producto'inal&



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monografia de aceites esenciales

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