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Informe de laboratorio HIDRODESTILACIÓN ASISTIDA POR MICROONDAS (MWHD): EXTRACCIÓN DEL ACEITE ESENCIAL DE EUCALIPTO
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Extracción del aceite esencial de Eucalipto Análisis Instrumental
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Yorman Zambrano Silva
22 de marzo de 2014
1
HIDRODESTILACIÓN ASISTIDA POR
MICROONDAS (MWHD): EXTRACCIÓN DEL
ACEITE ESENCIAL DE EUCALIPTO.
ZAMBRANO; Yorman.
Laboratorio de Técnicas de Análisis Instrumental.
Facultad de ingenierías y arquitectura.
Programa de INGENIERIA QUÍMICA.
UNIVERSIDAD DE PAMPLONA.
Pamplona, Colombia.
RESUMEN.
El ensayo práctico correspondiente a este taller de laboratorio consistió en la
hidrodestilación asistida por Microondas del aceite esencial de eucalipto
(Eucaliptus globulus); esta especie vegetal se fue obtenida manualmente de las
plantaciones de la Universidad de Pamplona. Al evaluar este método de
preparación de la muestra se obtuvo un rendimiento de 1,26895% lo cual indica
que la extracción fue buena ya que por lo general este tipo de procedimientos
tiene bajo rendimiento.
PALABRAS CLAVES: Aceite esencial, eucalipto, extracción, microondas.
ABSTRACT.
The practical test corresponding to this laboratory practice consisted in the
Microwave assisted hydrodistillation the essential oil of eucalyptus (Eucalyptus
globulus); this plant species was manually collected from the plantations of the
University of Pamplona. In evaluating the method of preparation of the sample
1.26895% yield was obtained this indicates that the extraction was good because
usually this type of procedure has low performance.
KEYWORDS: Essential oil, eucalyptus, extraction, microwave.
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INTRODUCCIÓN.
La hidrodestilación asistida por
microondas es un proceso muy
conocido a nivel mundial para la
obtención de aceites esenciales de
plantas aromáticas usando el agua
como agente de extracción.
Los aceites esenciales son mezclas
homogéneas de compuestos
químicos orgánicos (terpenoides),
estos se caracterizan por generar
aromas agradables y perceptibles al
ser humano, son líquidos con una
densidad menor que la del agua,
pero, más viscosos; el color del
aceite varía desde verde hasta
transparente.[1] En ese sentido, el
aceite esencial del eucalipto combate
las larvas de cuarto estadio de A.
aegypti las cuales resultan
susceptibles frente al aceite esencial
en concentraciones de 100 ppm con
una mortalidad del 100%; este aceite
del eucalipto se propone como una
herramienta alternativa,
ecológicamente compatible, en la
estrategia de lucha integrada que se
lleva a cabo en nuestra región
tropical, para controlar este
importante vector del dengue y la
fiebre amarilla. [2]
La extracción asistida por
microondas es un proceso que
utiliza la energía de microondas
para elevar la temperatura de un
disolvente que contiene la muestra,
con el fin de separar los analitos de
la matriz. Este método se basa en la
conducción iónica que al atravesar
una onda electromagnética un
determinado fluido, los iones se ven
afectados por su paso ejerciendo una
fuerza que hace migrar los iones en
función del campo eléctrico. [3]
PARTE EXPERIMENTAL.
La Hidrodestilación se llevó a cabo
usando un equipo de calentamiento
casero el cual se fundamenta en el
principio del uso de microondas
(horno microondas) [Imagen 1],
dentro de este se introdujo un balón
aforado a 1 L (con capacidad de 1L)
con agua y material vegetal (Hojas
frescas de Eucalipto).
Teóricamente se debió usar 100 g de
hojas de Eucalipto, pero en esta
oportunidad se usaron exactamente
95,2523g los cuales a su vez
permanecieron sumergidos de 2 a 3
cm por debajo del agua que contenía
el balón.
Luego se puso en marcha al equipo
de calentamiento por microondas el
cual calentó rápidamente al
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recipiente con su contenido,
posteriormente se condensó la
mezcla de agua y aceite esencial del
Eucalipto por medio de un
refrigerante y condensador acoplado
al horno microondas.
MATERIALES, EQUIPOS Y
REACTIVOS.
1. Horno De Microondas
Mediano De 1.1 Pies Cúbicos
Whirlpool.
2. Balanza Analítica.
3. Toallas de papel.
4. Guantes desechables.
5. Hojas frescas de Eucalipto.
RESULTADOS.
La cantidad (en gramos) de hojas de
Eucalipto que se agregaron
paulatinamente al balón aforado
mientras se iba terminando de
cortar y pesar se representa en la
siguiente tabla:
Peso (gramos de Eucalipto)
1. 18,2697
2. 18,3691
3. 29,9756
4. 28,6379
TOTAL: 95,2523
TABLA 1. Masa de hojas de Eucalipto
usadas.
De igual modo, se conoció de
manera precisa la masa de aceite de
eucalipto obtenida posterior a la
extracción. Esta se logró medir en
unidades de masa (aunque fue
líquida) pesando primero el
recipiente en donde se guardó el
producto y luego el recipiente y el
producto final. Esta información
final se muestra en la siguiente
tabla:
Masa del aceite del eucalipto
obtenido. (gramos)
1,2087 TABLA 2. Masa de aceite esencial del
Eucalipto Hidrodestilado.
A continuación, se realizó el cálculo
del Rendimiento experimental del
aceite esencial:
%𝑹𝒆𝒏𝒅. = (𝑴𝒂𝒔𝒂 𝒅𝒆𝒍 𝒂𝒄𝒆𝒊𝒕𝒆
𝑴𝒂𝒔𝒂 𝒅𝒆 𝒍𝒂𝒔 𝒉𝒐𝒋𝒂𝒔) × 𝟏𝟎𝟎%
Cuando: Masa del aceite + masa de las hojas = Masa total. Entonces:
%𝑹𝒆𝒏𝒅. = (𝟏, 𝟐𝟎𝟖𝟕 𝒈
𝟗𝟓, 𝟐𝟓𝟐𝟑 𝒈) × 𝟏𝟎𝟎%
%𝑹𝒆𝒏𝒅. = 𝟏, 𝟐𝟔𝟖𝟗𝟓 %
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ANÁLISIS DE RESULTADOS.
Observando detenidamente los
anteriores resultados, los pasos
experimentales de la práctica de
laboratorio y la teoría del tema en
cuestión se puede detallar algunos
parámetros de análisis que se
desarrollan a continuación.
Se cree que el porcentaje de
rendimiento fue relativamente alto
(1,26865 %) debido a que la
selección de las hojas fue minucioso:
al recolectar estas hojas de Eucalipto
se tuvo en cuenta que todas fuesen
de tipo retoño [Imagen 2]; es
decir, las hojas más recientes que el
árbol produce ya que estas hojas
nuevas poseen mayor concentración
de 1,8-Cineol o Eucaliptol que es el
componente de mayor proporción
con 82.38%, seguido de α–Pineno
con 8.69%, Bourboneno con2.25%,
Limoneno con 1.35% y Nerol con
1.22%.
Por otra parte, cabe resaltar que en
esta práctica la evaporación y
posterior condensación de la mezcla
de aceite y agua fue en mayor
medida demorado; esto quedo en
evidencia al esperar que la primera
gota de condensado se obtuviera a
los primeros 15 a 20 de
calentamiento (según experiencias
anteriores), esto no ocurrió así, ya
que la primera gota se logró obtener
a los 36 minutos de calentamiento
continuo. De igual modo, se
estableció que para el alto
rendimiento también influyo estos
36 minutos, ya que hubo en gran
medida un sobrecalentamiento de la
muestra de hojas de Eucalipto, esto
favoreció el arrastre del aceite por
medio del vapor que luego se
condensó, finalmente el
calentamiento se terminó 24
minutos después de haber sido
condensada la primera gota de
aceite lo cual quiere decir que en
total se calentó 60 minutos a las
hojas de Eucalipto.
En esta práctica se logró comprobar
que los aceites esenciales en general
tienen menor densidad el agua, ya
que al observar el condensado final
esto se pudo notar. [Imagen 3]
Los pasos siguientes acerca de la
separación de la muestra de aceite
con algunos reactivos (NaCl,
Na2SO4 anhidro, Diclorometano,
Agua destilada) fueron omitidos en
la presente experiencia en aras de
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hacer un posterior análisis de la
muestra.
Siguiendo con el análisis, los
lectores pueden cuestionarse acerca
del costo económico de esta
experiencia. Existen muchos
factores que influyen en la
valoración económica de un proceso
de extracción del analito de una
matriz, para este caso en particular
se debe mencionar el valor de la
energía eléctrica; el costo de 1Kw/h
en Colombia es en promedio
$392,73 pesos y si un horno
estándar consume 1520 Watts/h
entonces:
1𝐾𝑤
ℎ∙
103𝑤
1𝐾𝑤= 1000
𝑤
ℎ
𝟏𝟎𝟎𝟎𝒘
𝒉 $𝟑𝟗𝟐, 𝟕𝟑
𝟏𝟓𝟐𝟎𝒘
𝒉 𝑿
X= 596,94 pesos Colombianos.
(Sólo en energía eléctrica)
Ahora, el consumo de agua también
es importante (150 pesos
Colombianos), el costo del operario
que es más o menos más de 3 smmlv
es decir que por día es 0,1 de esa
cantidad, sin incluir
matemáticamente la suma del costo
económico de la planta física,
trabajadores directos e indirectos, el
equipo, materia prima, transporte,
en conclusión es económicamente
no viable ya que la relación
Aceite/costo es demasiado bajo.
Aún así, este método posee algunas
ventajas; primero, el tiempo es
mucho más rápido que el método
soxlet y de igual modo seguro. Existe
un mejor aprovechamiento de la
energía ya que toda se localiza en la
muestra. Se utiliza como disolvente
“agua”, es decir que el método es
limpio y amigable con el medio
ambiente. El montaje no requiere de
muchos aparatos sofisticados.
[Imagen 3]
De igual forma, también tiene
algunas desventajas; primero,
termina con la extracción se necesita
un posterior tratamiento del
condensado ya que debe haber una
separación final del aceite esencial y
el agua. También, el tiempo
aumenta con relación a la cantidad
de muestra y el agua. Debe haber un
pre tratamiento de la muestra
(picado). El operario debe estar
presente para controlar el tiempo,
volumen del condensado y luego
lavar recipientes.
El aceite esencial del Eucalipto tiene
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varias aplicaciones comerciales que
se deben tener en cuenta en este
informe ya que justifica la obtención
de este mismo; y es que aunque es
solo un producto tiene muchas
aplicaciones médicas: primero es un
excelente antiséptico y
antiinflamatorio. Es efectivo en el
tratamiento de la gripe, resfriados,
bronquitis, sinusitis, asma, tos. El
aceite de eucalipto diluido en agua
se usa para hacer gárgaras cuando se
tiene anginas para aliviar el dolor y
la inflamación.
Tiene propiedades antipiréticas, es
un diurético fuerte.[4]
También se están realizando
investigaciones acerca de la acción
larvicida que este posee contra la
cepa de referencia Rockefeller del
mosquito Aedes aegypti Linnaeus.
[Imagen 5]
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CONCLUSIONES.
El método de extracción
asistido por microondas
tiene alto rendimiento con
1,26895%. El tiempo promedio para
la obtención de la primera
gota de condensado es de
15 a 20 minutos, lo que
quiere decir que esta
práctica fue muy
demorada.
En general los aceites
esenciales tienen amplias
aplicaciones la medicina,
medicina alternativa y
aromas.
Este método es mucho
más viable para la
extracción de aceites
esenciales en comparación
con el método soxlet
aunque parecidos la
hidrodestilación por
microondas tiene un
consumo menor de
energía.
La extracción de 1,2087
gramos del aceite tuvo un
costo mínimo aproximado
de $62346,94 pesos
Colombianos (este es el
resultado de la suma del
costo del día del operario,
energía y agua sin incluir
los demás parámetros de
costo). Lo que quiere decir
que cada miligramo costó
aproximadamente
0,193866 pesos
Colombianos.
La extracción de aceite
esencial del Eucalipto no
es económicamente
rentable, ya que en
comparación con los
recursos usados el
rendimiento no justifica el
alto gasto; se debería
analizar la forma de
optimizar la operación.
Las operaciones y
procesos que se realizan a
escala laboratorio son
mucho más caras que la
producción a escala
industrial.
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BIBLIOGRAFIA.
[1] CERPA, G MANUEL. Hidrodestilación de aceites esenciales: modelamiento
y caracterización. Universidad de Valladolid, 2007. P. 1,4-13.
[2] Yáñez Rueda X, Giovanny Pérez O, Meza H. Actividad larvicida del aceite
esencial foliar de Eucaliptus globulus contra Aedes aegypti Linnaeus.
Universidad de Pamplona. Bistua 2010;8(1):71:77.
[3] http://farmacia.udea.edu.co/ ~ff/esencias2001b.pdf.
[4] http://www.yoguapa.com/rem edios-casero naturaless/aceites-esenciales-
su-origen-y-sus propiedades/aceite-esencial-de-eucalipto/
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ANEXO.
IMAGEN 1. Horno De Microondas
Mediano De 1.1 Pies Cúbicos
Whirlpool.
IMAGEN 2. Muestra de hojas de
Eucalipto.
IMAGEN 3. Condensado: aceite
esencial y agua.
IMAGEN 4. Monataje de la
experiencia.
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IMAGEN 5. Cepa Rockefeller de
Aedes aegypti.
