Extraccion de Aceite Esencial de Citronella

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMÓN FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA CARRERA DE INGENIERÍA DE QUÍMICA

Extracción de Aceite Esencial Citronella

MATERIA.Laboratorio De Operaciones Unitarias II

GESTIÓN.I-2014

24 06 2014

INDICE 1.

INTRODUCCIÓN  ...................................................................................................................... 2

2.

OBJETIVOS:   ............................................................................................................................. 3 2.1. OBJETIVO GENERAL.   ........................................................................................................ 3 2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS.   ........................................................................................... 3

3.

MARCO TEORICO:  ................................................................................................................. 3 3.1.

DEFINICIÓN ACEITE ESENCIAL  ................................................................................. 3

3.2.

USOS DE LOS ACEITES ESENCIALES   ..................................................................... 4

3.3.

CITRONELA (CYMBOPOGON NARDUS RENDLE)  ................................................. 5

3.1.1.

Origen y distribución geográfica ................................................................................. 5

3.1.2.

Usos ............................................................................................................................. 5

3.1.3.

Aceite esencial de citronela ........................................................................................ 6

3.4.

EXTRACCIÓN DEL ACEITE ESENCIALE DE CITRONELA  .................................... 7

3.1.4.

Flujo de proceso .......................................................................................................... 9

3.1.5.

Materia prima ............................................................................................................. 9

3.1.6.

Picado de la materia prima ....................................................................................... 11

3.1.7.

Pesado ....................................................................................................................... 11

3.1.8.

Destilación ................................................................................................................. 11

3.1.9.

Condensación ............................................................................................................ 12

3.1.10.

Separación ................................................................................................................. 13

3.1.11.

Sedimentación ........................................................................................................... 13

3.1.12.

Envasado, etiquetado y almacenado ........................................................................ 13

4.

CONCLUSIONES:   .................................................................................................................. 15

5

BIBLIOGRAFIA:   ...................................................................................................................... 16

Laboratorio de Operaciones Unitarias II

1

Extracció n de Aceite Esencial Citrónella

1. INTRODUCCIÓN Los aceites esenciales se definen como una parte del metabolismo de un vegetal, compuesto generalmente por terpenos que están asociados o no a otros componentes, la mayoría de ellos volátiles, que generan en conjunto el olor o esencia de dicho vegetal. El aceite esencial de Citronela (Cymbopogon nardus), se compone principalmente delimoneno, citronelal, citronelol y geraniol, siendo los mismos utilizados en la industria de los sabores y las fragancias, en el caso del citronela se lo aplica en reacciones de síntesis orgánica. Se puede proporcionar mayor valor agregado al aceite esencial de Citronela (Cymbopogon nardus) obtenido de la destilación por arrastre con vapor, enriqueciendo sus componentes por destilación fraccionada al vacio.

Laboratorio de Operaciones Unitarias II

2

La destilación fraccionada tipo batch es utilizada tanto en industrias químicas, de alimentos y farmacéuticas, por su flexibilidad operacional y por ser particularmente aplicable para pequeñas cantidades de producto pero de gran valor comercial. Los aceites esenciales son procesados en columnas de destilación batch, de forma que mientras se enriquece un componente, decrece la cantidad de otros. Si bien la eliminación completa de un componente es físicamente imposible, se puede lograr una mejor separación, aumentando los platos teóricos y la relación de reflujo en la columna.

2. OBJETIVOS: 2.1. OBJETIVO GENERAL. 

Conocer la los diferentes métodos para la extracción de aceite esencial citronella.

2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS. 

Conocer los esquemas de la extracción por arrastre de vapor de aceite esencial citronella.



Conocer el flujo de proceso de la extracción de aceite esencial de citronella.



Conocer los usos, propiedades del aceite esencial de citronella.

3. MARCO TEORICO: 3.1. DEFINICIÓN ACEITE ESENCIAL Los aceites esenciales son el producto de la destilación de partes de las plantas tales como las hojas, los frutos, las flores y las raíces. Los aceites esenciales pueden contener decenas o centenas de compuestos volátiles y no volátiles que les dan un sabor u olor característico. 1 1 Harrys y MacTavish 2002; Levetin y McMahon 1998 Laboratorio de Operaciones Unitarias II

3

Los aceites esenciales generalmente están compuestos de hidrocarburos Químicamente, la mayoría de los aceites esenciales están compuestos por terpenos o terpenoides, compuestos derivados del isopreno. Los terpenos varían tanto en su tamaño como en estructura. Los monoterpenos son los compuestos más comunes en los aceites esenciales. Los aceites esenciales pueden contener otros compuestos como fenoles, aldehídos algunas cetonas y ésteres. Los aceites esenciales están relacionados con los llamados metabolitos secundarios. Los metabolitos secundarios son compuestos que no tienen función conocida en los procesos primarios de la planta como la respiración o la fotosíntesis. Sin embargo, los aceites esenciales pueden jugar un rol importante en la capacidad de la planta para la polinización, para la dispersión de la semilla o para la competencia entre plantas (protección, actividad contra patógenos, insectos, etc.). El aceite esencial puede ser producido en determinada etapa fenológica de la planta, dependiendo del órgano en que se encuentre o del propósito biológico para el que es producido. Una plantación puede tener variaciones en el porcentaje de rendimiento y la composición del aceite, en respuesta al estrés ambiental provocado por una deficiencia mineral o cambios en la precipitación.

3.2. USOS DE LOS ACEITES ESENCIALES Los principales usos de los aceites esenciales incluyen la aromaterapia, la industria cosmética, la industria alimenticia (son usados en la industria alimenticia como saborizantes o como acentuadores del sabor), la industria farmacéutica y la perfumería.

Laboratorio de Operaciones Unitarias II

4

3.3. CITRONELA (CYMBOPOGON NARDUS RENDLE) Familia: Poaceae Nombres comunes: citronela, a menudo es confundida con el zacate de limón de por lo que también es “lemongrass”.

3.1.1. Origen y distribución geográfica La citronela, como muchas de las especies del género Cymbopogon, es originaria del Este de India. Las primeras explotaciones con fines comerciales se realizaron en Sri Lanka y de este país se extendió al resto de Asia, Centroamérica y Suramérica. El cultivo se adapta satisfactoriamente en climas tropicales y subtropicales bajo los 1000 msnm en lugares con alta precipitación, entre los 2000 mm 3000 mm anuales, con buena radiación solar y una temperatura entre los 20 °C y los 38 °C. El cultivo crece bajo diferentes condiciones de suelo en un rango de pH de 5.8 hasta 8.0.

3.1.2. Usos C. nardus tiene una amplia variedad de usos debido a sus propiedades

bactericidas y antisépticas (Davis 1988). En la industria es usada en la alimentación y en la perfumería, así como en la elaboración de detergentes y repelentes.

La citronela repele a los insectos molestos, como los mosquitos, que transmiten enfermedades.

Laboratorio de Operaciones Unitarias II

5

3.1.3. Aceite esencial de citronela Los principales componentes del aceite esencial de citronela son el citronelal y el geraniol quienes usualmente están presentes en una relación 65:35. En el cultivo de la citronela el aceite esencial se encuentra en toda la planta, pero la mayor concentración está en las hojas. El aceite se obtiene por destilación con vapor de agua. El tiempo de destilación dura aproximadamente tres horas, aunque el 80% del aceite puede obtenerse en la primera hora de destilación El aceite esencial de citronela es de color amarillo y tiene una fuerte fragancia a limón. La fermentación de la materia prima antes del destilado puede disminuir la calidad del aceite y cambiar la coloración a un amarillo más oscuro.

Estándares internacionales para el aceite esencial de ceylon y java citronela.

Laboratorio de Operaciones Unitarias II

6

3.4. EXTRACCIÓN DEL ACEITE ESENCIALE DE CITRONELA Extracción del aceite esencial: En el proceso de extracción del aceite esencial se puede aplicar varios métodos tales como: - Hidrodestilación - Maceración - La extracción por solvente - Enfleurage - Los gases supercríticos - Microondas. Debido a que los aceites esenciales contienen diferentes compuestos químicos, el olor o la fragancia característica se le atribuye a entre uno y cinco componentes distintos. El rendimiento de los aceites esenciales oscila entre el 0.001% y el 2%, de la materia fresca destilada, en algunos casos es necesario tener grandes extensiones de cultivo para obtener cantidades racionales de aceite esencial.  Antes de tratar el tema de la materia prima, vale destacar que el momento de la cosecha de la citronela, ejerce influencia sobre la calidad y rendimiento del aceite esencial. El mejor indicador del momento de la cosecha es cuando la plantación manifiesta síntomas de envejecimiento. Este momento se identifica específicamente por el amarillamiento del ápice de las hojas. Las hojas y rizomas que se cosechan en forma temprana (antes de los cuatro meses después de la siembra, y antes de los tres meses después de la primera cosecha) tienen menor contenido de aceites esenciales y la calidad es inferior (Soto 2000). En general, en los países productores de aceite de citronela, se realizan cuatro cosechas al año. Otro factor a tomar en cuenta es la altura de corte de la materia prima en el momento de la cosecha, la altura de la citronela tienen un efecto directo sobre

Laboratorio de Operaciones Unitarias II

7

el rendimiento de la siguiente cosecha. Se recomienda una altura de corte que oscile entre los 10 cm y los 15 cm sobre el nivel del suelo. Es importante además, mantener los cultivos libres de hojas muertas en la parte baja de la macolla, pues estas favorecen las altas humedades y facilitan el desarrollo de enfermedades fúngicas. La materia prima se traslada desde el campo hasta la planta destiladora. Es importante que el medio de transporte esté libre de olores que puedan ser absorbidos por el material y alteren la composición del producto final. Por lo general, el trasporte de la materia prima se hace en camiones o en remolques unidos a tractores. La Figura 1 muestra el flujo de proceso para la extracción de los aceites esenciales de citronela.

Laboratorio de Operaciones Unitarias II

8

Figura 1. Flujo de proceso para la extracción de los aceites esenciales.

3.1.4. Flujo de proceso 3.1.5. Materia prima El procesado de la materia prima puede hacerse directamente de la materia verde o bien, puede darse un tiempo de reposo para que la materia prima se Laboratorio de Operaciones Unitarias II

9

marchite hasta llegar a una humedad de 80%, aproximadamente. De esta manera aumenta la capacidad de destilación de la planta y facilita la ruptura de las células en las cuales se encuentra contenido el aceite esencial. El primer paso en el flujo de proceso consiste en la reducción de humedad de la materia prima esta actividad se hace en campo. Se considera que un tiempo comprendido entre las 12 y 14 horas es el adecuado. Exponer el material por más de 24 horas da como resultado pérdidas de aceite esencial, debido a los efectos de la radiación solar directa. Otra forma de reducir la humedad de la materia prima es dejarla en el lugar donde se realiza la extracción, para lo que es necesario disponer de un área significativa que reúna las condiciones necesarias como buena ventilación, poca luz y, sobre todo, una superficie que permita extender la materia prima, esto con el fin de que no se formen bultos que propicien la proliferación de microorganismos que deterioran la calidad del material a procesar. Es importante también tomar en cuenta que si la materia prima se almacena por mucho tiempo existe la posibilidad de que se fermente (debido a la humedad que posee), con la consecuente perdida de calidad del aceite esencial.

Laboratorio de Operaciones Unitarias II

10

3.1.6. Picado de la materia prima Es necesario picar las hojas para facilitar la obtención del aceite esencial. Existen dos formas de realizar esta práctica: con maquinaria que corta la hoja en partes de 5 cm a 10 cm o con una cortadora de pasto.

3.1.7. Pesado El pesado del producto antes de la destilación permite tener un mejor control sobre los rendimientos de materia prima en el campo, así como de los rendimientos de aceite esencial obtenidos por cantidad de materia prima procesada.

3.1.8. Destilación Los alambiques son los recipientes en los que se deposita la materia prima a destilar. La labor de carga y descarga de los alambiques representa la mayor mano de obra en la destilería. La actividad de llenado puede ser manual o usando equipo especial. En las plantas a pequeña escala los alambiques presentan la facilidad de carga y descarga manual. Es común usar alambiques que giran sobre un eje y para su descarga basta con un pequeño esfuerzo, esto es posible con alambiques de poca capacidad. En otras ocasiones, en destiladoras con una producción más grande se usan grúas transportadoras para la labor de carga y descarga. Para mayor seguridad la grúa debe tener una capacidad de dos a tres veces mayor al peso de materia prima a transportar. Sea cual fuere el método de llenado se debe asegurar que la carga quede bien apisonada.

Laboratorio de Operaciones Unitarias II

11

3.1.9. Condensación La condensación se lleva a cabo en el condensador anexo al alambique. Con una temperatura de enfriado en el condensador menor a 40 °C la mezcla de aceite y agua puede formar una emulsión lo que causa perdidas de aceite cuando la mezcla es descargada en el vaso florentino. Debido a lo anterior es importante mantener una temperatura de 40 °C en el condensador durante el tiempo que dure la destilación. Después de pasar a través del condensador, el aceite sale mezclado con pequeñas cantidades de agua, esta mezcla es recolectada en un vaso florentino, vaso recibidor o alambique separador.

Laboratorio de Operaciones Unitarias II

12

3.1.10.

Separación

Luego de la condensación, el producto destilado es recogido en un vaso florentino, El proceso de separación se da en forma natural. Dada la diferencia en las densidades de las sustancias destiladas, el producto se separa en dos fases. El recipiente separador o vaso florentino esta adaptado para facilitar la separación del agua y el aceite.

3.1.11.

Sedimentación

El aceite separado se coloca inmediatamente en un frasco sedimentador, allí se deja por un periodo de dos días. Durante este tiempo se sedimentan las impurezas sólidas que contenga el aceite. Pasado este tiempo se filtra y está listo para ser envasado. Es importante tomar en cuenta que en esta fase se toman las muestras para hacer las pruebas de laboratorio respectivas.

3.1.12.

Envasado, etiquetado y almacenado

Finalmente se procede al envasado y almacenado del producto. El envasado se hace preferiblemente en recipientes de vidrio cuando el mercado requiera de presentaciones pequeñas de producto. Los estañones de aluminio se usan cuando los volúmenes a exportar son mayores. Los envases plásticos se deben Laboratorio de Operaciones Unitarias II

13

evitar dado que estos, contienen compuestos conocidos como ftalatos, añadidos pasa brindar flexibilidad a la estructura plástica. Los ftalatos pueden ser extraidos por los aceites esenciales, causando daños a la salud humana. El etiquetado para los aceites esenciales está regulado por la norma ISO/TR 211:1999, no obstante se pueden seguir los lineamientos generales establecidos por las normas de etiquetado del país. Los aceites se almacenan en lugares con buena ventilación e iluminación y que sean accesibles para el transporte.

Laboratorio de Operaciones Unitarias II

14

4. CONCLUSIONES:



Se conoció las propiedades y usos de la citronella, su principal uso es el de repelente de mosquitos.



Se describió el flujograma del proceso, desde la recepción de la materia prima, el tratamiento adecuado de la misma, la destilación por arrastre por vapor que es el método de extracción más apropiado, las condiciones de condensación, separación y envasado.



Se describió los esquemas de la extracción del aceite esencial de citronella.

Laboratorio de Operaciones Unitarias II

15

5 BIBLIOGRAFIA: 

Prefactibilidad De La Implementación De Una Planta Extractora De  Aceites Esenciales En Earth



http://es.wikipedia.org/wiki/Aceite_de_citronela



Introducción a la Industria de los Aceites Esenciales extraídos de Plantas Medicinales y Aromáticas bySistema de Bibliotecas SENA.



Extracción De Aceites Esenciales-Francisco J. Sánchez Castellanos.

  http://www.herbotecnia.com.ar/exotica-citronela.html



Laboratorio de Operaciones Unitarias II

16