extracción de aceite esencial de naranja con el molino de rodillos

extracción de aceite esencial de naranja con el molino de rodillos

EXTRACCIÓN DE ACEITE ESENCIAL DE NARANJA CON EL
MOLINO DE RODILLOS UBICADO EN EL LABORATORIO DE
OPERACIONES UNITARIAS DE LA ESIQIE-IPN
Ivonne Yesenia Hernández González
Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas, IPN
[email protected]
Nora Argelia Tafoya Medina
Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas, IPN
[email protected]
Jorge Rivera Elorza
Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas, IPN
[email protected]
Resumen
En este trabajo se presenta la extracción de aceite de naranja por el método de prensado, el equipo
utilizado es un molino móvil adaptado para este proyecto el cual se encuentra en el Laboratorio de
Operaciones Unitarias de la ESIQIE – IPN. Se describe la metodología utilizada para la obtención
del aceite, partiendo desde la elección de la materia prima hasta la recolección del aceite.
Palabras clave: Molino de rodillo, Aceites esenciales, prensado, extrusión
Para este trabajo se presenta la extracción
de aceite de naranja por el método de
prensado, el equipo utilizado es un molino
móvil (figura 1) el cual fue modificado para
este fin. En algunos procedimientos el aceite
esencial se obtiene a partir de la destilación
de la emulsión obtenida de la extrusión de los
diferentes frutos empleados; cabe mencionar
que para el equipo utilizado no se necesitó de
otro método de separación para obtener el
aceite.
Con los cambios realizados al equipo se
logró extraer el aceite esencial de naranja,
además, de lograr la recolección del mismo
por medio de la esponja, Cabe mencionar que
modificando la separación de los rodillos se
podrá utilizar otra materia prima como puede
ser limones, mandarinas, toronjas, limas, etc.,
siendo útil el sistema de recolección
propuesto para los diferentes tipos de aceites
esenciales.
En el proceso de extrusión aplicado a
frutos cítricos se observan diferentes
fenómenos que ocurren durante la extracción
del aceite, se clasifican en varias etapas: 1)
Laceración de la epidermis y de las celdas
que contienen la esencia. 2) Generación en la
cáscara de áreas con presión mayor que sus
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circundantes a través de las cuales el aceite
fluye al exterior. 3) Abrasión de la cáscara,
con la formación de pequeñas partículas de la
raspadura. 4) La extracción del aceite se
realiza sobre la fruta entera o sobre la cáscara
y en ambos procesos se puede realizar con un
proceso manual o mecánico.
Los aceites esenciales se identifican por su
olor acentuado y penetrante a la muestra del
cual proviene, generalmente agradable, tienen
un sabor cáustico, acre e irritante y a veces
aromático, dulce y delicado. Son sustancias
de aspecto aceitoso poco solubles o
insolubles en el agua, a la que le comunican
su aroma característico; son solubles en
alcohol, en el sulfuro de carbono, en éter de
petróleo, en tetracloruro de carbono y demás
solventes orgánicos, son volátiles y en su
mayoría líquidos a la temperatura ambiente.
Su peso específico a 15°C oscila entre 0.8 y
1.2, en los aceites etéreos el punto de
ebullición varía entre 150 y 300 °C. Si los
aceites esenciales se dejan en contacto con el
aire, se oxidan, solidifican y resinifican,
perdiendo su olor característico, al igual que
se alteran fácilmente bajo la acción de la luz,
volviéndose
amarillos
y
oscuros,
modificándose asimismo su perfume. La
acción del aire sobre estas sustancias, se debe
a la transformación de los terpenos, por ello
se trata de separar por distintos
procedimientos, obteniéndose entonces las
esencias desterpenadas cuya solubilidad e
inalterabilidad es mucho más grande. Cuando
se encuentran puros son incoloros, pero como
siempre llevan disueltos ciertas impurezas
afectan diversos colores así, son amarillos y
pardos como el clavo aromático, azulados
como el ajenjo, la manzanilla y el cálamo o
bien verdes como la bergamota y el Cayeput.
Los aceites esenciales refractan la luz
polarizada, propiedad que se usa para su
control de pureza, pues tienen por ello un
índice de refracción característico; las
naranjas amargas cuentan con un índice de
refracción a 20 °C de 1.4725 a 1.4755.
(Albarracín & Gallo, 2003).
Ahora la etapa final es realizar diferentes
experimentaciones
para
calcular
el
rendimiento que se tiene, de materia prima
con respecto a la obtención de aceite, así
como, obtener una cantidad de aceite
considerable para su análisis físico pertinente.
Metodología
Para la obtención del aceite de naranja se
requiere de la elección de la materia prima
adecuada: extraerles el jugo y retirar los
gajos; de esta manera la cascara queda libre y
lista para exponerla al prensado y así poder
extraer aceite, sin necesidad de utilizar
solventes que contaminen al mismo.
Elección de la materia prima
En la actualidad existen diferentes tipos de
naranja, como se mencionó en un artículo
anterior. Las naranjas amargas tienen un
sabor tan ácido y amargo que no se suelen
consumir en crudo y se reservan para la
obtención de aceites esenciales. Por ende se
decidió utilizar este tipo de naranja.
Se dispuso procesar 106.2 kilogramos de
naranja amarga figura 1, la cual se adquirió
en la central de abasto de Ecatepec.
Figura 1. Naranja verde para procesar.
Extracción del jugo y limpieza de los gajos.
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En esta operación el equipo utilizado es un
extractor manual y uno eléctrico tipo casero.
Es importante mencionar que en esta etapa la
materia prima era lavada y pesada
previamente. Al exprimir el jugo, se
procuraba en el extractor manual, que la
fuerza aplicada al material no fuera tan
agresiva, para evitar en este punto romper la
propia piel de la cascara, se tiene que cuidar
para no perder aceité; por ello sólo se le
oprimía una vez y continuaba al siguiente
paso, que es la limpieza de la cascara, esto se
logra liberando dicha cascara de los gajos.
Cabe mencionar que mientras se retiraban los
gajos, se realizaba un corte a la cascara para
que lograra pasar por el rodillo, figura 2.
esponja para pasar el aceite a un vaso de
precipitado figura 4.
Figura 4. Recuperación del aceite recolectado con la
esponja.
RESULTADOS
Se procesó 106.2 kg de naranja; de donde
se obtuvo 32.5 litros de jugo, 42.6 kg de gajos
y 27 kg de cascara limpia. Al procesarla se
consiguió 30ml de aceite figura 5, con un
aroma característico y de color amarillo
transparente; en un tiempo total de operación
de 3 horas con 40 minutos, de donde 2 horas
y 28 minutos corresponde al tiempo de
extrusión.
Figura 2. Cascara con el corte y limpia.
Extracción del aceite
Cuando se tuvo la primera carga de
cascara de naranja libre de gajos y además,
con un ligero corte, se hizo pasar por los
rodillos figura 3 y el aceite se recolectaba por
medio del rodillo con una esponja.
Figura 5. Aceite de naranja, extraído.
Se utilizaron cinco piezas de esponja para
recolectar el aceite obtenido. El aceite
extraído cuenta con un peso específico de
0.8906 y un índice de refracción de 1.472 a
21.5 °C. Al comparar estos resultados con los
obtenidos en diferentes referencias, se
observa que se encuentran dentro de los
parámetros aceptados.
Figura 3. Procesando la cascara con el rodillo.
Cuando la esponja se saturaba de aceite se
procedía a la recolección, exprimiendo la
El rendimiento que se logro fue de 0.11%;
para este cálculo se consideró el volumen de
aceite (30 ml) obtenido, así como, el peso de
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muestra procesada (27 kg), cabe mencionar
que éste peso es de la cascara limpia.
Este rendimiento se puede considerar muy
bajo, sin embargo, contemplando que este
aceite es puro, está libre de solventes;
además, la cascara sometida al rodillo aún es
posible someterla a la extracción por
solventes y así conseguir más aceite.
CONCLUSIONES
En la actualidad el desperdicio de materia
orgánica que se tiene en nuestro país es
considerable, la fruta no es utilizada en un
cien por ciento. Con equipos sencillos
podemos demostrar que es posible procesar
en su totalidad la naranja; se puede obtener:
jugo, materia orgánica para composta, aceite
esencial virgen, aceite esencial base algún
alcohol, etc.
Otro enfoque que se puede apreciar para
este trabajo, es la cantidad de cascara
desperdiciada; basta ver la fonda de la
esquina donde ofrecen jugos, cuentan
diariamente con un desperdicio considerable.
Contemplando que se puede obtener aceite de
este desperdicio y que además, el aceite
obtenido puede ser útil en el área de
saborizantes y cosméticos, con un método
económico y simple, es una buena opción
para este desperdicio y desde luego para el
equipo.
medicamento).
Recuperado
de
https://books.google.com.mx/books?isbn=842917
1134
 Era, F., (2010). Propuesta para el
desarrollo de una práctica para el laboratorio de
Operaciones Unitarias de Separación III,
utilizando el equipo de extracción Multifuncional
en la obtención del aceite esencial de Eucalipto
(instalado en el laboratorio de Operaciones
Unitarias) (tesis de licenciatura). ESIQIE-IPN,
México D.F.
 Juárez J., Castro A., José F. & otros.
(2010) Chemical composition, antibacterial
activity of essential oil Citrus sinensis l. (Sweet
orange) and formulation of a pharmaceutical form.
Universidad Nacional Mayor de San Marcos
(UNMSM), Facultad de Farmacia y Bioquímica.
Edición impresa: ISSN 1561-0861 Edición
electrónica: ISSN 1609-9044. Recuperado de
alicia.concytec.gob.pe/vufind/Record/NMSM.../D
etails
 Sánchez, F., (Octubre 2006), Extracción
de Aceites esenciales. II Segundo Congreso
Internacional de Plantas Medicinales y
Aromáticas, Universidad Nacional de Colombia
Sede
Palmira.
Recuperado
de
http://sisav.valledelcauca.gov.co/cadenas_pdf/aro
maticas/c05.pdf
 Slideshare., (2010), Aceites Esenciales.
Recuperado
de
http://www.slideshare.net/dicoello/aceitesesenciales, Uruguay SlideShare Inc. All rights
reserved.
 Torres, G. C. (2011), Diseño de máquina
para ensayos mecánicos para hoja de aloe vera.
Scientia et Technica, Universidad Tecnológica de
Pereira, No 48, ISSN 0122-1701.
REFERENCIA
 Albarracín, G. & Gallo, S. (Diciembre
de 2003). Comparación de dos métodos de
extracción de aceite esencial utilizando piper
aduncum (cordoncillo) procedente de la zona
cafetera (tesis de licenciatura). Universidad
nacional de Colombia sede Manizales. Pp. 103.
Recuperado
de
http://www.bdigital.unal.edu.co/989/1/gloriacristi
naalbarracinmontoya.2003.pdf
 Connors K. A.; (1981). Medical, Curso
de
análisis
farmacéutico
(ensayo
del
4
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