GUIA BASICA PARA INSTALACION Y OPERACION DE DESTILADORA DE ACEITES ESENCIALES

50 %
50 %
Information about GUIA BASICA PARA INSTALACION Y OPERACION DE DESTILADORA DE ACEITES...
Education

Published on February 21, 2014

Author: Yerbero

Source: slideshare.net

Description

Guía básica paso por paso para instalar y operar una destiladora de aceites esenciales por arrastre de vapor diseñada en México. Capacidades de 30, 50, 100, 400 y 500 L. Red Mexicana de Plantas Medicinales y Aromáticas. Jardín Botánico Universitario. Universidad Autónoma de Tlaxcala. plantastlaxcala@gmail.com

Guía básica para la instalación y operación de la destiladora de aceites esenciales Biol. Miguel Ángel Gutiérrez Domínguez Biol. Yolanda Betancourt Aguilar Lic. Irma Betancourt Aguilar Tlaxcala, Tlax, agosto de 2013

Extracción aceites esenciales 

Definiciones   La destilación es la operación de separar, mediante vaporización y recondensación, los diferentes componentes líquidos, solido en liquido o gases licuados de una mezcla, aprovechando los diferentes puntos de ebullición.  La destilación por arrastre con vapor es una técnica usada para separar sustancias orgánicas insolubles en agua y ligeramente volátiles, de otras no volátiles que se encuentran en la mezcla, como resinas o sales inorgánicas, u otros compuestos orgánicos no arrastrables.

Destilación por arrastre de vapor   Destilación por arrastre de vapor  Es llamada también: extracción por arrastre, hidrodifusión o hidroextracción, steam distillation o hydrodistillation. Sin embargo, no existe un nombre claro y conciso para definirla, debido a que se desconoce exactamente lo que sucede en el interior del equipo principal y porque se usan diferentes condiciones del vapor de agua para la obtención. Es así que, cuando se usa vapor saturado o sobrecalentado, fuera del equipo principal, es llamado “destilación por arrastre de vapor” (Günther, 1948).

Hidrodestilación   Cuando se usa vapor saturado, pero la materia prima está en contacto íntimo con el agua que genera el vapor, se le llama “hidrodestilación” (Günther, 1948). Cuando se usa vapor saturado, pero la materia no está en contacto con el agua generadora, sino con un reflujo del condensado formado en el interior del destilador y se asumía que el agua era un agente extractor, se le denominó “hidroextracción” (Palomino y Cerpa, 1999).

Hidrodestilación 

Hidrodestilación   La hidrodestilación, 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  La fracción de aceite esencial en la mezcla de vapor será: Ya = Pa / PT

Hidrodestilación   Descripción del proceso/ Equipo empleado  La materia prima vegetal es cargada en un hidrodestilador, de manera que forme un lecho fijo compactado. Su estado puede ser molido, cortado, entero o la combinación de éstos. El vapor de agua es inyectado mediante un distribuidor interno, próximo a su base y con la presión suficiente para vencer la resistencia hidráulica del lecho.  La generación del vapor puede ser local (autoclave) [hidrodestilación húmeda], remota (caldera)  [hidrodestilación seca] o interna (base del recipiente) [hidrodestilación directa].

Descripción proceso   Conforme el vapor entra en contacto con el lecho, la materia prima se calienta y va liberando el aceite esencial contenido y éste, a su vez, debido a su alta volatilidad se va evaporando. Al ser soluble en el vapor circundante, es “arrastrado”, corriente arriba hacia el tope del hidrodestilador.  La mezcla, vapor saturado y aceite esencial, fluye hacia un condensador, mediante un “cuello de cisne” o prolongación curvada del conducto de salida del hidrodestilador.  En el condensador, la mezcla es condensada y enfriada, hasta la temperatura ambiental. A la salida del condensador, se obtiene una emulsión líquida inestable. La cual, es separada en un decantador dinámico o florentino.

Descripción proceso   Este equipo está lleno de agua fría al inicio de la operación y el aceite esencial se va acumulando, debido a su casi inmiscibilidad en el agua y a la diferencia de densidad y viscosidad con el agua.  Posee un ramal lateral, por el cual, el agua es desplazada para favorecer la acumulación del aceite.  El vapor condensado acompañante del aceite esencial y que también se obtiene en el florentino, es llamado “agua floral”.  Posee una pequeña concentración de los compuestos químicos solubles del aceite esencial, lo cual le otorga un ligero aroma, semejante al aceite obtenido.

Descripción proceso   Si un hervidor (caldera) es usado para suministrar el vapor saturado, el agua floral puede ser reciclada continuamente. De otro modo, es almacenada como un sub-producto. El proceso termina, cuando el volumen del aceite esencial acumulado en el florentino no varíe con el tiempo. A continuación, el aceite es retirado del florentino y almacenado en un recipiente y en lugar apropiado.  El hidrodestilador es evacuado y llenado con la siguiente carga de materia prima vegetal, para iniciar una nueva operación.

Esquema funcionamiento 

Destilación por arrastre de vapor Técnica que sirve fundamentalmente para separar sustancias insolubles en agua y literalmente volátiles, de otros productos no volátiles mezclados con ellas.

Factores que influyen en la extracción   Tiempo de secado del material. La materia prima vegetal generan hongos que transfieren un olor terroso mohoso al aceite, debido a la formación de ácidos grasos; por esto si el material no se procesa pronto ( 3 días) se dispone en literas para su oreo.  Tiempo de extracción. Pasado un tiempo ya no sale más aceite y el vapor posterior causa el arrastre por solubilidad ó emulsión del aceite, presentando una disminución en el rendimiento.  Presión del vapor. Si la presión del vapor de arrastre es muy alta ( máximo 6 psi), se presenta hidrólisis en el aceite disminuyendo su calidad y su rendimiento.  Factor de empaquetamiento. Si el material queda muy suelto, el proceso termina muy pronto, presentando un alto consumo energético; si queda muy apretado, el vapor se acanala disminuyendo el rendimiento del aceite, debe de estar entre el 0.15 a 0.25 %

Factores que influyen en la extracción   Distribución interior del vapor.  Eficiencia del condensador.  Condensación interior. Se evita realizando una purga previa a los 30 minutos de iniciado el proceso y además, manteniendo el tanque bien aislado.  Tiempo de residencia en el florentino. Sobretodo si el diámetro es muy pequeño se produce arrastre del aceite.  Material exhausto. El residuo se usa como compost, abonos, es celulosa hidrolizada.

 Aceites esenciales Los aceites esenciales son concentrados que se extraen por medio de algún proceso de las hojas, flores, semillas, corteza, raíces o frutos de diversas plantas; generalmente se evaporan al contacto con el aire, por lo que también son conocidos como aceites volátiles. La FAO (1998) estima que existen alrededor de 3,000 aceites esenciales conocidos a nivel mundial, de los cuales aproximadamente el 10% tienen importancia comercial. La mayoría de los aceites se usan en cosméticos, masajes, aromaterapia, artesanías o en productos de limpieza; otros son usados como repelentes de insectos tanto para el hombre como para el ganado, y en medicina se aplican en el tratamiento de una amplia diversidad de afecciones (Thomas and Schumann, 1992).

 Composición y aplicaciones Los aceites esenciales son líquidos volátiles, en su mayoría insolubles en agua, pero fácilmente solubles en alcohol, éter y aceites vegetales y minerales. Por lo general no son oleosos al tacto. Pueden agruparse en cinco clases, dependiendo de su estructura química: alcoholes, ésteres, aldehídos, cetonas y lactosas y óxidos. Los aceites esenciales se utilizan para dar sabor y aroma al café, el té, los vinos y las bebidas alcohólicas. Son los ingredientes básicos en la industria de los perfumes y se utilizan en jabones, desinfectantes y productos similares. También tienen importancia en medicina, tanto por su sabor como por su efecto calmante del dolor y su valor fisiológico.

 Los aceites esenciales están conformados por mezclas complejas de sustancias volátiles tales como terpenos, sesquiterpenos, alcoholes, aldehidos, cetonas ácidos y esteres acompañados de compuestos no volátiles tales como alcanfor y ocasionalmente ceras de alto peso molecular.  Los compuestos oxigenados son los que transmiten a las esencias el aroma característico, siendo la unidad estructural fundamental de los terpenos el ISOPRENO, el cual es un hidrocarburo alifático insaturado, cuya fórmula es la siguiente: (C5H8) Composición

Propiedades Aspecto oleoso líquido a temperatura ambiente Olor fuerte y penetrante. Sabor a veces picante, cáustico, irritante, algunos son aromáticos, dulces y delicados. Volatilidad son altamente volátiles a temperatura ambiente. Estabilidad en la luz son fácilmente alterables en cuanto a su olor y a su color, debido a la presencia de los terpenos. Temperatura de ebullición los monoterpenos hierven en el rango de 170 a 2000C, mientras que los sesquiterpenos en un rango de 250 a 2800C Densidad los monoterpenos tienen menos de 0,9 g/ml, mientras que los sesquiterpenos más de 0,9 g/ml.

Compuestos en los aceites esenciales 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Esteres. Principalmente de ácido benzoico, acético, salicílico y cinámico. Alcoholes. Linalol, geraniol, citronelol, terpinol, mentol, borneol. Aldehídos. Citral, citronelal, benzaldehído, cinamaldehído, aldehído cumínico, vainillina. Ácidos. Benzoico, cinámico, mirística, isovalérico todos en estado libre. Fenoles. Eugenol, timol, carvacrol. Cetonas. Carvona, mentona, pulegona, irona, fenchona, tujona, alcanfor, metilnonil cetona, metil heptenona. Esteres. Cíñelo, éter interno (eucaliptol), anetol, safrol. Lactosas. Cumarina. Terpenos. Canfeno, pineno, limoneno, felandreno, cedreno. Hidrocarburos. Cimeno, estireno (feniletileno).

Destilador por arrastre de vapor  Para extraerlos por arrastre de vapor, se debe contar con un equipo destilador de pequeñas dimensiones si se trata de una determinación experimental en laboratorio y de mayor tamaño si es una tarea a nivel industrial.  Los destiladores constan de las siguientes partes: una fuente de calor que genera vapor, un recipiente para alojar la hierba, un colector del aceite esencial separado y un refrigerante para los vapores.  El vapor de agua atraviesa la hierba colocada en el recipiente, extrae y arrastra el aceite esencial que tiene bajo punto de volatilización y lo lleva hasta el refrigerante, donde al enfriarse se condensa y se separa el agua del aceite por densidad.  Si el aceite es menos denso queda en la superficie y si es mas denso que el agua, va al fondo. De esta manera es fácil separarlo.  Si bien la composición química de los aceites es muy variada, todos ellos poseen algunas propiedades físicas en común, por ejemplo: tienen alto índice de refracción, son ópticamente activos, etc.

Esquema básico de funcionamiento

 Las destilaciones por arrastre de vapor duran entre 3, 4 o más horas, según la especie y parte de la planta de que se trate, obteniéndose muy poca cantidad de aceite esencial. 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.  En el laboratorio, pesamos con la balanza de precisión, la hierba colocada a destilar y medimos el volumen de aceite obtenido.  Conociendo la densidad de dicho aceite, y utilizando la fórmula: densidad del aceite * volumen de aceite= masa del aceite obtenido  Ejemplo: 0,850 g/ml * 0,47 ml=0,4 g de aceite esencial

Ejemplos de plantas procesadas por hidrodestilación

 Convirtiendo ese volumen a masa: Si destilando X gramos de hierba, he obtenido Y gramos de aceite, al destilar 100 gramos de hierba obtendré Z gramos de aceite esencial.  Z es el porcentaje de rendimiento de laboratorio para esa hierba.  Ejemplo:  Si destilando 80 gramos he obtenido 0,4 gramos de aceite esencial, al destilar 100 de hierba obtendré: 0,5 gr. de aceite esencial (0,5 % de aceite esencial).  0,5 % es el porcentaje de rendimiento en laboratorio para esa hierba.  En la destilación industrial que por lo general se realiza a campo, los rendimientos suelen ser levemente inferiores.

Rendimientos de algunos aceites esenciales Especie Rendimiento Estado de la planta Poleo 1,5 % oreada Orégano 0,2 % fresca Romero 0,6 % fresca Romero 0,88 % seca Albahaca 0,6 % fresca Albahaca 1,11 % seca 1% seca 0,4 % flores secas Cedrón Manzanilla

Nombre Vulgar Nombre Científico Parte % de Rdto. Comp. Principal Utilzada Anis Pinpinella anisum frutos 1,5 - 4 Anetol Melisa Melissa officinalis hojas 0,1 - 0,2 Geraniol, citral Citronela Cymbopogon nardus hojas 0,5 - 0,7 Geraniol, citronelal Lavanda Lavandula officinalis flores 0,5 - 1 Estragón Artemisia dranunculus hojas 0,3 - 0,5 LImón Citrus limon cáscara del fruto 3-4 Menta Mentha arvensis hojas 0,5 - 1 Molle Schinus molle frutos secos 5-7 Tomillo Thymus sp. hojas 0,5 - 1,5 Orégano Origanum sp. hojas 1 - 1,5 Linalol, linalil ac Metilchavicol Limoneno, citral Mentol B-felendreno Timol Carvacrol, timol

Esquema básico del proceso de hidrodestilación Arrastre de vapor

Modelos destiladores

Modelos destiladores

Modelos destiladores

DESTILADOR DISTRIBUIDO POR REDMEXPLAM-PLANTASI

Componentes del destilador (1)  Base tipo tripié  Quemador o fogón de gas LP  Válvula del quemador (en el equipo no se incluye tanque de gas) con 2 m de manguera

Componentes del destilador (2) a) Cilindro b)Tapa c)Tornillos d)Termómetro e)Válvula "dren" en la base del destilador para vaciado y/o recarga de agua, así como para verificar nivel interior d) b) c) a) e)

Componentes del destilador (3) Termómetro Termómetro de 0 a 150 ° Celsius Mirilla indicadora del nivel de agua

Componentes del destilador (4) Canastilla para poner el material vegetal a destilarse Condensador de flujo continuo  Cuello de cisne con precondensador

Componentes del destilador (5) Cierres de la tapa con tornillos tipo bisagra, empaque de nitrilo resistente a los abrasivos y al calor Abrazaderas con empaques plásticos para unir el destilador al condensador acoplando el cuello de cisne con precondensador.

Instrumental extra que se sugiere adquirir para la separación del aceite esencial y el hidrolato Embudo de separación, matraz Erlenmeyer, vaso de precipitado, embudos, probetas, soporte universal, pinzas, frascos ámbar, etc.

Procedimiento de instalación del destilador 1. Hacer las conexiones del precondensador con la tapa y con el condensador usando las abrazaderas

2. Fijar la tapa al cilindro provisionalmente con los tornillos. 3. Suba el equipo de destilado a la estufa o fogón y pruebe que quede equilibrado para lo cual el eje del condensador deberá coincidir con una de las patas del tripie.

4. Conectar los 2 m de manguera con la estufa o fogón y el tanque de gas revisando que no haya fugas. 5. Conectar todas las mangueras: a) La salida superior del condensados unir con manguera transparente a la salida más cercana del precondensador cuello de cisne

b) La otra salida del cuello cisne conectar con manguera reforzada para que fluya el agua limpia y caliente usada en el destilado.

c) Conectar a la salida inferior del condensador vertical la manguera portadora del agua de la llave. Vista del equipo destilador con todas las mangueras conectadas

6. Añadir agua hasta la perforación superior del interior del cilindro sin que cubra la parrilla perforada. La cantidad de agua varía según la especie vegetal (6 a 8 litros).

7. Visualización del nivel de agua en el observando cambios en la mirilla externa 8. Con un marcador de aceite grabar en la mirilla los volúmenes en litros de agua

Operación del destilador a) Pesar la planta a destilar b) Vaciar a la canastilla c) Colocar la tapa

d) Fijar la tapa apretando los tornillos opuestos como se hace con los de una llanta e) Abrir la llave del gas encendiendo el fogón f) Abrir el grifo de agua g) Controlar la temperatura procurando que se estabilice en 93oC

h) Revisar periódicamente el nivel del agua en la mirilla para evitar que el fondo del destilador se queme y que la temperatura sobrepase los 100oC

i) Esperar de 1 a 3 hrs para que salga el destilado (aceite esencial + hidrolato) j) Recogerlo en un recipiente de vidrio (Matraz Erlenmeyer) con ayuda de un embudo de plástico o vidrio. k) Usar el embudo de separación para obtener el aceite y el hidrolato Matraz Erlenmeyer

m) El aceite esencial subirá hacia la superficie. El hidrolato quedará en la parte inferior. l) El hidrolato se puede almacenar en un garrafón de plástico grado cosmético o alimenticio

Funcionamiento del matraz de separación: el aceite está en la superficie y es de color amarillo

El hidrolato se guarda en un recipiente y se le añade 10% de alcohol etílico para que se conserve y emplee como loción. El aceite esencial se envasa en recipientes de vidrio ámbar, se etiqueta y emplea diluido en productos cosméticos, terapéuticos, etc.

Planta a la que se le extrajo el aceite esencial. Vaciado de la canastilla que la contenía.

Desfogue del cilindro abriendo la llave para eliminar el agua caliente usada en la destilación. Al final se realiza la limpieza del alambique y de todos los demás componentes usados para lo cual se recomienda usar un jabón suave y agua caliente. Secar bien y guardar en un lugar protegido hasta la siguiente vez que se use.

Programa Universitario de Plantas Medicinales y Salud Integral (PLANTASI). Jardín Botánico Universitario. Facultad de Agrobiología. Universidad Autónoma de Tlaxcala. Av. Tlahuicole 505-A, Col. Adolfo López Mateos, Tlaxcala, Tlax. Tel. 246 4623275 plantastlaxcala@gmail.com Red Mexicana de Plantas Medicinales y Aromáticas (REDMEXPLAM) Tlaxco 306, Col. La Paz. Puebla, Pue. Tel. 222 23275 ieba_3@yahoo.com.mx

Add a comment

Related presentations

Related pages

GUIA BASICA PARA INSTALACION Y OPERACION DE DESTILADORA DE ...

Guía básica paso por paso para instalar y operar una destiladora de aceites esenciales por arrastre de vapor diseñada en México. Capacidades de 30, 50 ...
Read more

Procedimiento de Instalacion y Operacion de Sonometros ...

guia basica para instalacion y operacion de destiladora de aceites esenciales
Read more

UNIVERSIDAD EARTH PREFACTIBILIDAD DE LA IMPLEMENTACIÓN DE ...

En los casos en los que se produzca aceites esenciales para la ... planta destiladora. ... insatisfecha para los aceites esenciales de citronela y ...
Read more

GUIA aromáticas y medicinales - es.scribd.com

... . extractos.3 Sector perfumero En este sector se utilizan extractos y aceites esenciales para ... destiladora de gran capacidad ... y aceites ...
Read more

Manual de Instalacion y Operacion Del SLC 500 - Documents

Download Manual de Instalacion y Operacion Del SLC 500. Transcript. ... Para ayudar a asegurar una operación libre de fallos y para proteger el equipo, ...
Read more

Guia empresarial para la producción sostenible en el ...

... se utilizan extractos y aceites esenciales para elaborar productos ... una destiladora de ... y aceites esenciales existen normas ...
Read more