OBTENCION DEL ACEITE ESENCIAL DE LA MANDARINA A TRAVES DE LA DESTILACION POR ARRATRE CON VAPOR
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OBJETIVOS.
Conocer y aprender los procesos de destilación por arrastre con con vapor, sus características y los factores que influyen en ella Utilizar la técnica de la destilación por arrastre con vapor para separar el aceite esencial en la cascara de la mandarina. Diferenciar las técnicas de destilación: simple, fraccionada, y por arrastre con vapor, y comprender en qué casos se utiliza cada una de ellas Determinar las diferencias y similitudes del proceso de destilación por arrastre con vapor e hidrodestilacion.
MATERIALES UTILIZADOS
2 Balones de fondo redondo 1 Plancha de calentamiento 1 Malla asbesto 1 Refrigerante recto 1 Alargadera 1 Tubo en u 1 Vaso de precipitados Uniones de vidrio con sus tapones 1 Tubo largo para regular la ebullición 3 Nueces
1 Aro de hierro 1 Soporte universal 2 Mangueras de caucho 1 Pipeta Pasteur Producto natural (Cáscara mandarina) 1 Vidrio de reloj pequeño 3 Pinzas para refrigerante
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DIFERENCIAS ENTRE DESTILACION POR ARRASTRE CON VAPOR E HIDRODESTILACION
Aunque en ocasiones la técnica de destilación por arrastre con vapor se confunde con hidrodestilación, es muy importante saber que aunque las dos técnicas son muy parecidas, tienen una muy notable diferencia; Cuando se usa vapor saturado o sobrecalentado, fuera del equipo principal, el proceso es llamado “destilación por arrastre con vapor”. Cuando se usa vapor saturado, pero la materia prima está en contacto íntimo con el agua que genera el vapor, se le llama “hidrodestilacion”.
La hidrodestilacion se define como el proceso para obtener el aceite esencial de una planta aromática, mediante el uso del vapor saturado a presión atmosférica. Por efecto de la temperatura del vapor (100 ºC) en un cierto tiempo, el tejido vegetal se rompe liberando el aceite esencial, el cual presenta a estas condiciones una presión de vapor: PT = Pv + Pa. El montaje utilizado para la destilación por arrastre con vapor y la hidrodestilacion, se diferencian en que el segundo tiene adicional al primero un embudo de adición, que cumple con la función de igualar las presiones tanto del balón que contiene la muestra como del agua que se está adicionando. Por esta técnica también es posible obtener aceites esenciales de material vegetal, pero tiene la desventaja de que el producto obtenido no tiene la pureza necesaria, ya que la fuente de calor esta siempre directamente sobre ella y la puede quemar, oxidando los componentes del aceite. Además esta técnica es de mucho cuidado, ya que hay que estar agregando agua constantemente al embudo y liberándola cuando el sistema la requiera. En la destilación por arrastre con vapor, el agua que genera el vapor y el material vegetal no están en contacto. La fuente de calor esta cerca al balón en el que se genera el vapor y este va llevándose consigo el destilado. El material vegetal no se quema, obteniéndose un aceite más puro, y sin riesgo de quemar además el material de vidrio del laboratorio. Tanto la hidrodestilación como la destilación por arrastre con vapor son técnicas muy útiles para la separación de aceites esenciales de frutas u otros materiales vegetales, pero como se expuso anteriormente es más eficaz y menos tediosa la práctica de la destilación por arrastre con vapor.
DATOS Y RESULTADOS
Peso inicial de la cascara de mandarina: 135.9g
0.1359 Kg.
Peso del frasco en el que se recogió el aceite vacio: 57.924g Kg. Peso del frasco con el aceite recogido: 59.617g Peso del aceite obtenido: 1.6930g
0.057924
0.059617Kg.
0.001693 Kg.
El rendimiento de la destilación fue calculado a partir de la siguiente fórmula:
=
. .
=
0.001693 0.1359
× 100 100
= 1.24 1.246% 6%
Índice de refracción del aceite obtenido= 1.4827
× 100
DISCUSIÓN DE RESULTADOS
La destilación por arrastre con vapor se utilizó para la extracción del aceite esencial de mandarina ya que se trata de un aceite compuesto por una mezcla de hidrocarburos, terpenos, alcoholes, compuestos carboxílicos, aldehídos, aromáticos y fenoles, el cual es insoluble en este caso con el agua y sus vapores son inmiscibles también en agua; de igual manera se caracteriza por tener una presión de vapor baja y un punto de ebullición alto (192ºC). (192ºC). Se utilizó vapor de agua porque tiene un menor punto de ebullición que el del aceite, y porque es relativamente barata, pero se pudo utilizar otro compuesto con esta misma característica. El principio en que se basa la destilación por arrastre con vapor es la ley de Dalton. Ya que el aceite se descompone cerca de su punto de ebullición, se hace necesario utilizar otro método diferente al de destilación simple, entonces recurrimos a la definición de punto de ebullición, la cual dice que es el punto en el cual la presión de vapor se iguala con la presión externa, teniendo en cuenta esto, es gracias al aumento en la presión de vapor en el reciente donde se encuentra la muestra, que el aceite esencial puede destilarse a temperatura más baja que su punto de ebullición, esto es gracias a que la presión parcial del aceite se suma con la presión parcial del agua para que estas igualen la presión atmosférica. El aceite esencial en la mandarina se encuentra almacenado en una especie de sacos en la cáscara de esta, por esta razón el material vegetal se debió licuar para poder exponer estos reservorios a la acción del vapor de agua. El rendimiento obtenido en la destilación del aceite de la mandarina, fue de 1.246% que, aunque poco para un proceso tan demorado, es un buen porcentaje de rendimiento, ya que la mayoría de aceites esenciales obtenidos en esta técnica tienen un porcentaje de rendimiento menor al 1% por cada 100 gramos de muestra vegetal que se agrega. La extracción se pudo ver afectada por la separación entre la fase acuosa y el aceite destilado ya que la separación no se logro en su totalidad, pues quedó un porcentaje del aceite en los materiales utilizados para su separación y otro en fase con el agua. En cuanto al índice de refracción obtenido de 1,4827* para el aceite esencial; al compararlo con otras sustancias orgánicas como el etanol (1,361*), el n-butanol (1,399*) y el glicerol (1,4729*), nos damos cuenta que es un valor alto
comparado con estas, seguramente debido a su composición, en mayor parte por el limoneno con un índice de refracción de 1,471*, el geraniol con 1,478*, el citral con 1,493* y el citronelal con 1,453*.
*Todos
los índices de refracción a 20ºC
CONCLUSIONES
El proceso de destilación por arrastre con vapor vapor es muy útil para separar líquidos con puntos de ebullición muy altos, que se obligan a ser destilados antes de esta temperatura, por el vapor que se genera con un liquido de punto de ebullición más bajo, y al que se puede llegar más fácilmente. La hidrodestilación y la destilación destilación por arrastre con vapor son técnicas muy parecidas y útiles para separar aceites esenciales de distinto tipo de material vegetal. A pesar de haber obtenido bastante volumen de destilado, la la cantidad de aceite esencial obtenido fue de 1-2 mL. Se obtuvo un rendimiento rendimiento de 1,25% de aceite esencial de mandarina, es decir que por cada cada 100g 100g de cascara de mandarina solo se obtienen 1,25g de aceite esencial. El índice índice de refracción del aceite esencial obtenido fue de 1,4827, el cual es alto en comparación con otras sustancias orgánicas comunes. El proceso de hidrodestilación es más largo y menos efectivo que la destilación por arrastre con vapor.
