H IDRODESTILACION ASISTIDA POR MICROONDAS DELGADO TORO Cristian Cristian Alfonso Alfonso (1094281359), REYES ORTEGA Andrés Felipe Felipe (1090503949), PIÑERES SANTANA Hernán Darío (1094281689), JARAMILLO ARVILLA Sara Juliana (97111920374) Curso Técnicas Análisis instrumental, Grupo B, Departamento de Ciencias Básicas, Universidad de Pamplona
RESUMEN: Se realizó la extracción de aceite esencial esencial de eucalipto por medio de hidrodestilación asistida asistida por microondas
y condensador Dean-Stark, teniendo como objetivo principal el emplear el microondas como fuente generadora de energía permitiendo la ebullición ebullición del agua y a la presión de vapor el rompimiento rompimiento de la estructura estructura celular y así la liberación liberación del aceite esencial del tejido vegetal, para este fin en un balón de 5 litros se agrega 200 gramos de hojas de eucalipto y una cantidad de agua considerable como mezcla para el análisis. La hidrodestilación por microondas es muy eficiente para procesos de extracción, de acuerdo a la cantidad de eucalipto eucalipto en relación a la esencia extraída y en comparación con la eficiencia eficiencia de este proceso industrialmente industrialmente los resultados no fueron los esperados debido debido a la baja eficiencia del proceso proceso en la práctica. Palabras claves: Hidrodestilación, Condensación, Ebullición, Esencia, Extracción. ABSTRACT: During the practice, the extraction of essential oil of eucalyptus was carried out by means of hydrodistillation
assisted by microwave and Dean-Stark capacitor, having as main objective the use of the microwave as a source of energy allowing the boiling of the water and to the vapor pressure the break of the cellular structure and thus the release of essential oil from the plant tissue, for this purpose in a ball of 5 liters is added 200 grams of eucalyptus leaves and a considerable amount of water as a mixture for analysis. The microwave hydrodistillation is very efficient for extraction processes, according to the amount of eucalyptus in relation to the extracted essence and in comparison with the efficiency of this process industrially the results were not expected due to the low efficiency of the process in the practice. Keywords: Hydrodistillation, Hydrodistillation, Condensation, Boiling, Essence Essence,, Extraction.
que presentan en gran medida un papel importante en la
1. Introducción
industria de alimentos, fármacos, entre otros aspectos en los
La hidrodestilación asistida por microondas fue una técnica
que se puede hacer uso y aplicación de estos mismos. Los
patentada por J. Paré, el cual consiste en colocar una
aceites esenciales se caracterizan por sus propiedades
muestra de material vegetal en agua y se somete a r adiación
físicas como la densidad, viscosidad e índice de refracción,
inducida por microondas, donde mediante este el agua
la mayoría poseen una densidad menor que la del agua. Las
alcanza la temperatura del punto de ebullición y así
propiedades funcionales de los extractos varían con la
liberando los vapores presentes en la muestra vegetal
proporción de los compuestos presentes y del método con
debido a la presión de vapor que experimenta, estos vapores
el que se obtengan ya que dependiendo de este se puede
volátiles que segrega la muestra se condensan y así se
obtener composiciones diferentes, esta diferencia radica en
obtiene el extracto de aceite, junto a otra sustancia que
la proporciones de los compuestos e incluso en el número
luego será separada por decantación.(1)
de compuestos.
Los aceites esenciales y extractos obtenidos de diferentes
A nivel industrial y en el laboratorio se encuentran
plantas y mediante diferentes procesos de obtención han
diferentes métodos para la extracción de aceites entre los
sido estudiados y realizados desde hace mucho tiempo ya
más destacados encontramos: Destilación por arrastre de 1
vapor, Extracción con disolventes, extracción por fluidos
contaminación microbiana, cuando se compara con el uso
súper críticos, siendo estos tres métodos de los más
directo de tales especias y condimentos(4).
aplicados a nivel industrial debido a la gran cantidad de
2. Materiales y Procedimiento
aceite y eficiencia que se puede obtener con estos métodos; mientras que métodos como Extracción por microondas, y
Los materiales utilizados durante la práctica fueron: Balón
por ultra-sonido de baja frecuencia son métodos más
fondo redondo de 5L, trampa de condensación Dean-Stark,
analíticos y de fácil realización a nivel de práctica y
Horno microondas, Balanza analítica, hojas de eucalipto.
estudios analíticos. (2)
Se realizó el montaje para la extracción del aceite, el cual consistía en una trampa Dean-Stark y debajo de este se colocó el microondas parte importante del proceso. Para la preparación de la muestra vegetal, se pesaron mediante una balanza analítica aproximadamente 200gr de hojas de eucalipto, luego de esto a la muestra de hojas se le hicieron cortes de 2 a 3 cm, luego se procedió a depositar en el balón fondo redondo y se le agregó agua hasta que las hojas quedaran sumergidas, luego se colocó en el horno microondas y se procedió a encender el horno y esperar hasta que alcanzara el punto de ebullición del agua y así obtener el aceite de interés por arrastramiento del vapor de
Figura 1.
agua hasta el decantador donde se separó la mezcla
Equipo de hidrodestilación asistida por
heterogénea de agua y aceite en donde por diferencia de
microondas. Adaptado de Golmakani y Rezaei (2008).
densidades y de polaridad el agua se removió.
Aceites esenciales y otros extractos
Los aceites esenciales son sustancias aromáticas de base
3. Resultados y Análisis
lipídica encontradas prácticamente en todas las plantas; son
Teniendo en cuenta que se obtuvo de aceite esencial de
muy numerosos y están amplia mente distribuidos en las
eucalipto extraído de 2aproximadamente 1mL y de acuerdo
distintas partes de la planta: raíces, tallos, hojas, flores y frutos.
Los
aceites
esenciales
son
a la densidad estimada por literatura de 1,16 gr/mL
componentes
obtenemos que en masa es de 1,16 gramos de la esencia.
heterogéneos de terpenos, sesquiterpenos, ácidos, ésteres, fenoles, lactonas; separables por métodos químicos o
Tabla 1. Datos de extracción del aceite esencial y
físicos, como la destilación, la refrigeración, la
porcentaje de obtención.
centrifugación, entre otros. El uso de los aceites esenciales de condimentos y especias
Eucalipto (gr) Esencia extraída (gr) % Obtención
en las industrias de alimentos y farmacéutica es cada vez más generalizado, debido en parte a la homogeneidad del aroma y a la minimización de las posibilidades de 2
Práctica de laboratorio 200,00 ≈1,16
0,58
Industria 3000,00 100,00 3,33
Teniendo en cuenta la cantidad de aceite extraído el cual fue
La hidrodestilación asistida por microondas puede ser un
de aproximadamente 1,16 gramo de los 200 gramos que se
método de extracción amigable con el medio ambiente,
tomaron como muestra vegetal de eucalipto y en
puesto que evita el uso de disolventes orgánicos y la
comparación a nivel industrial donde se extraen 100 gramos
cantidad de CO2 emitida es mucho menor en comparación
de este aceite a partir de aproximadamente 3 kilogramos de
con la hidrodestilación convencional por el tiempo de
materia prima, se considera que la cantidad obtenida de
calentamiento de la materia prima, además este método es
aceite de esta práctica no fue la esperada debido a que se
muy rápido y relativamente económico con respecto a los
considera el método de hidrodestilación asistida por
de más métodos.
microondas de alta eficiencia para la extracción de aceites
Los costos del proceso a escala de laboratorio son más
esenciales. Los posibles factores que intervinieron en la
costosos que a escala industrial y esto se presenta por que
extracción: El condensador no se encontraba en las
el costo matinal en un laboratorio es mucho mayor es decir
condiciones para ser removido del montaje y hacerle la
los costos son altos en relación a lo que se produce.
debida limpieza interna por lo que pudiese contener residuos que retuviera el aceite extraído, manipulación de
Se considera que el proceso de extracción aplicado es
las hojas de eucalipto haciendo que componentes de la
eficiente pero en la práctica esto no se pudo evidenciar ya
esencia se volatilizaran, en el proceso se presentó un
que se esperaba que la extracción de la esencia sea mayor
aumento no regulado de temperatura en el horno
al que se obtuvo pero que radican de errores adversos al
microondas el cual hizo emerger cantidades de la mezcla
funcionamiento y objetivo de las características del proceso
sobre el condensador; otro factor que se considera como
de extracción por hidrodestilación asistida por horno
error aleatorio es la manipulación del equipo de
microondas.
condensación, como por ejemplo en el proceso de decantación una pequeña porción del aceite esencial se 5. Referencias Bibliográficas
retiró junto con el agua
1.https://documents.tips/documents/hidrodestilacion-
4. Conclusiones
asistida-por-microondas.html Experimentalmente se logró obtener 1 mL de aceite 2.http://www.udlap.mx/WP/tsia/files/No3-Vol-1/TSIA-
esencial a partir de 200 gr de hojas de eucalipto. El volumen
3(1)-Peredo-Luna-et-al-2009.pdf
obtenido experimentalmente no es cercano al volumen al establecido teóricamente, esto puede deberse a errores
3.http://www.inkanatural.com/es/arti.asp?ref=aceites-
aleatorios en los que mayormente se tiene en cuenta
esenciales
manipulación de la materia prima o el uso de los equipos
4. Vásquez, O.. Abra. A. y Marrcros,.I. 2001. Extracción y
utilizados para poder obtener el aceite esencial. Finalmente,
caracterización del aceito de je Engineering. Elsevier. Nueva York. EE.UU. 707p.
debido a las limitaciones de tiempo y las limitaciones instrumentales implementadas durante este laboratorio, no
5. http://articulos.mercola.com/aceites-herbales/aceite-de-
se pudieron completar ensayos adicionales para asegurar la
eucalipto.aspx
exactitud de este laboratorio. 3
ANEXOS
d) Su opinión del método (Ventajas y desventajas)
a) Porcentaje de rendimiento de la extracción del
RTA: La extracción por microondas ofrece
aceite esencial .
beneficios como una reducción considerable del
1,16 ∶ ∗ 100 200
tiempo y del consumo de energía. Este método frente a otros es rentable ya que
∶ 0,58%
el aceite se obtiene relativamente sin impurezas,
b) Tiempo de extracción óptimo . RTA: El tiempo de extracción óptimo está
pero para un mejor resultado se recomendaría
establecido entre 40-45 minutos.
hacer un secado con acetato de etilo, la energía de microondas calienta selectivamente unas especies
c) Costos de la práctica.
RTA: La extracción del aceite de eucalipto
químicas frente a otras, por lo que lo consideramos
representa un gasto en energía eléctrica la cual se
como una de las mejores técnicas de extracción.
deriva del consumo por parte del horno microondas
Desventajas, su principal desventaja es que el
que generalmente es de 1520 watts/h y teniendo en
calentamiento
cuenta que el calentamiento se llevó a cabo durante
naturaleza química de la matriz y del disolvente,
aproximadamente 40 min el gasto energético es de
según la experiencia presenciada en el laboratorio
1013,33 watts, al multiplicar este valor por el costo
el manejo del condensador causa considerables
colombiano de energía eléctrica en promedio de
pérdidas en la extracción la cual podría ser una
$ 392,73 pesos por kwatts el costo energético es de
desventaja especifica de la práctica.
aproximadamente $397,96 pesos colombianos.
producido
depende de
la
e) Variables a tener en cuenta durante el proceso
Haciendo una evaluación del gasto hídrico se estima aproximadamente unos 50 litros de agua de
1.
Cantidad de materia.
los cuales se derivan la cantidad al flujo constante
2.
Tiempo de extracción.
en el condensador con un costo evaluado sin
3.
Rendimiento.
criterios en base al cobro que se realiza por el agua
4.
Temperatura.
se estima un total de $800 y de agua destilada $300 que fue de aproximadamente 400mL. A los costos
f) Aplicación (Ejemplos reportados en la literatura)
tanto de energía eléctrica como hídrico se le suma
RTA: La forma diluida del aceite de eucalipto se
el cobro del operario, las personas que intervienen
toma oralmente para el dolor e inflamación de las
directa e indirectamente en la obtención de la
membranas mucosas del tracto respiratorio, tos,
materia prima y demás costos que se generan en la
asma, bronquitis, dolor sinusal, inflamación e
preparación del espacio y las condiciones en que se
infecciones respiratorias. También se utiliza como
lleva a cabo el proceso de extracción así mismo el
un antiséptico, repelente contra insectos y
acondicionamiento de los instrumentos con los que
tratamiento para heridas, quemaduras y úlceras(5).
se cumple el proceso. Se estima aproximadamente un costo global para la extracción de 1mL de aceite esencial de eucalipto de $2700. 4
