Universidad de San Carlos de Guatemala Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Química ANÁLISIS DE LOS RENDIMIENTOS OBTENIDOS DE DOS ESPECIES DE EUCALIPTO TRABAJADOS EN SECO A NIVEL LABORATORIO Y A NIVEL PLANTA PILOTO EN LA EXTRACCIÓN DE SU ACEITE ESENCIAL Sergio Ivan Lima Aguirre Asesorado por Inga. Telma Maricela Cano Morales GUATEMALA, MAYO DE 2005 1 UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE INGENIERÍA ANÁLISIS DE LOS RENDIMIENTOS OBTENIDOS DE DOS ESPECIES DE EUCALIPTO TRABAJADOS EN SECO A NIVEL LABORATORIO Y A NIVEL PLANTA PILOTO EN LA EXTRACCIÓN DE SU ACEITE ESENCIAL TRABAJO DE GRADUACIÓN PRESENTADO A JUNTA DIRECTIVA DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA POR SERGIO IVAN LIMA AGUIRRE ASESORADO POR INGA. Q. TELMA MARICELA CANO MORALES AL CONFERÍRSELE EL TÍTULO DE INGENIERO QUÍMICO GUATEMALA, MAYO DE 2005 2 UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE INGENIERÍA NÓMINA DE JUNTA DIRECTIVA DECANO Ing. Sydney Alexander Samuels Milson VOCAL I Ing. Murphy Olympo Paiz Recinos VOCAL II Lic. Amahán Sánchez Álvarez VOCAL III Ing. Julio David Galicia Celada VOCAL IV Br. Kenneth Issur Estrada Ruiz VOCAL V Br. Elisa Yazminda Vides Leiva SECRETARIO Ing. Carlos Humberto Pérez Rodríguez TRIBUNAL QUE PRACTICÓ EL EXAMEN GENERAL PRIVADO DECANO Ing. Sydney Alexander Samuels Milson EXAMINADORA Inga. Hilda Piedad Palma de Martini EXAMINADORA Inga. Rosa María Girón Ruiz EXAMINADOR Ing. Jaime Domingo Carranza González SECRETARIO Ing. Pedro Antonio Aguilar Polanco 3 HONORABLE TRIBUNAL EXAMINADOR Cumpliendo con los preceptos que establece la ley de la Universidad de San Carlos de Guatemala, presento a su consideración mi trabajo de graduación titulado: ANÁLISIS DE LOS RENDIMIENTOS OBTENIDOS DE DOS ESPECIES DE EUCALIPTO TRABAJADOS EN SECO A NIVEL LABORATORIO Y A NIVEL PLANTA PILOTO EN LA EXTRACCIÓN DE SU ACEITE ESENCIAL Tema que me fuera asignado por la Dirección de la Escuela de Ingeniería Química con fecha 22 de noviembre de 2002. Br. Sergio Ivan Lima Aguirre 4 ACTO QUE DEDICO A MI CREADOR Dios todopodero, por darme las fuerzas necesarias para salir adelante en la vida. A MI MADRE Rosario de María Aguirre Berganza, quien es una madre ejemplar por el enorme apoyo que me ha brindado durante toda mi vida. A MIS HERMANOS Erwin Lima Aguirre por darme el ejemplo de llegar al fin de las metas propuestas en la vida. Erick Lima Aguirre por brindarme la confianza no solo como un hermano sino que como un gran amigo. A MI SOBRINO Erick Fernando Lima Peralta que ha llenado de felicidad a toda mi familia y me ha hecho recordar momentos especiales de mi infancia. A ALGUIEN MUY ESPECIAL Ingrid, quien me ha dado su apoyo incondicional tanto en lo emocional como en lo espiritual para alcanzar las metas trazadas en la vida, durante tres años de mi existencia. 5 AGRADECIMIENTOS A JESUS Por ser un gran ejemplo para toda la humanidad, ya que nos enseñaste que con amor y esfuerzo se consigue el triunfo en la vida. A MI HERMANO ERICK Gracias por ser mi apoyo en aquellos momentos de flaqueza, en los cuales me brindaste tu confianza y tus sabios consejos para que siguiera adelante. MI HERMANO ERWIN Gracias por sus sabios consejos y regaños, por los cuales hoy está el fruto de la cosecha. A MIS FAMILIARES EN GENERAL Abuela, tíos, cuñada y sobrino, gracias porque cada uno de ustedes han tenido la confianza en mi persona para que llegara a este día triunfal. INGENIERA TELMA MARICELA CANO MORALES Gracias por brindarme su amistad, su confianza y por dedicarme parte de su tiempo para la culminación de mi carrera. A MIS AMIGOS Juan Pablo Reyes, Ing. Otto de León, Ing. Mischael Hernandez, Inga. Paula Chávez, Ana Lucía Flores, Susana, Mauricio, Inga. Rosalinda Tobar, Inga. Dalia Cordón. Ing. Diego Hernández. A MIS COMPAÑEROS DE ESTUDIOS Con cada una de aquellas personas que compartimos alegrías, tristezas, desvelos, enojos y todas las demás situaciones que se presentaron en nuestra etapa de estudiantes; éxitos a todos. A MIS MAESTROS Y CATEDRÁTICOS Gracias por sus sabios consejos y por compartir conmigo sus conocimientos teóricos y prácticos. 6 ÍNDICE GENEAL Página ÍNDICE DE ILUSTRACIONES.................................................................. IV LISTA DE SÍMBOLOS............................................................................... VI GLOSARIO................................................................................................ VII RESUMEN................................................................................................. VIII OBJETIVOS............................................................................................... IX HIPÓTESIS................................................................................................. X INTRODUCCIÓN........................................................................................ XII 1. MARCO TEÓRICO................................................................................ 1 1. 1. Aceites esenciales......................................................................... 1 1.1.1. Definición........................................................................... 1 1.1.2. Usos de los aceites esenciales.................................... 2 1.1.3. Características de los aceites esenciales de buena calidad.......................................................... 3 1.1.4. Composición química.................................................. 4 1.1.5. Deterioro a que están expuestos los aceites.............. 5 1.1.6. Análisis de los aceites esenciales................................ 5 1.2. Extracción de aceite esencial....................................................... 6 1.2.1. Destilación......................................................................... 7 1.2.1.1. Destilación por arrastre de vapor......................... 8 1.2.1.2. Hidrodestilación.................................................... 8 1.2.1.3. Destilación mixta.................................................. 9 1.2.2. Lixiviación.......................................................................... 10 1.2.3. Expresión........................................................................... 10 7 1.2.4. Enfloración........................................................................... 10 1.2.5. Maceración.......................................................................... 11 1.2.6. Extracción con solventes volátiles....................................... 11 1.2.7. Parámetros manejados para el mejoramiento en la extracción de aceite.................................................... 12 1.2.7.1. Reducción de la partícula..................................... 12 1.2.7.2. Técnica de recolección, secado y conservación.. 13 1.3. Eucalipto........................................................................................... 15 1.3.1. Clasificación sistemática......................................................... 15 1.3.2. Características Morfológicas.................................................. 15 1.3.2.1. Porte............................................................................... 15 1.3.2.2. Hojas............................................................................... 16 1.3.2.3. Flores.............................................................................. 17 1.3.2.4. Fruto................................................................................ 17 1.3.2.5. Descripción botánica....................................................... 17 1.3.3. Origen...................................................................................... 18 1.3.3.1 Etimología......................................................................... 19 1.3.4. Ecología................................................................................... 19 1.3.5. Principales aprovechamientos del eucalipto............................ 19 1.3.6. Perfil del mercado..................................................................... 21 1.3.7. Ciertas especies importantes de eucalipto............................... 22 1.3.7.1. Eucaliptus Globulus................................................... 22 1.3.7.1.1 Descripción............................................................ 22 1.3.7.1.2 Clima ........................................................................ 23 1.3.7.1.3 Aceite esencial ........................................................ 25 1.3.7.4. Aceite del Eucalipto Citriadora ................................. 27 1.3.7.5 Aceite esencial del Eucalipto Polybractea............. 27 1.3.7.6. Aceite esencial del Eucaliptus Radiata...................... 27 1.3.8. Datos relevantes respecto de los aceites esenciales de eucalipto................................................................................ 28 8 1.3.9. Institución que se encarga del estudio del eucalipto.............. 32 2. MÉTODO DE INVESTIGACIÓN 2.1. Localización.............................................................................................. 33 2.2. Recurso humano...................................................................................... 33 2.3. Metodología experimental........................................................................ 34 2.3.1. Diseño de tratamientos................................................................... 34 2.3.2. Manejo del experimento.................................................................. 34 2.3.3. Métodos para extraer el aceite esencial......................................... 35 2.3.3.1. A nivel planta piloto (Arrastre con vapor directo)................... 35 2.3.3.2. A nivel laboratorio (por el método de Hidrodestilación)......... 36 2.3.4. Propiedades físicas del aceite........................................................ 36 2.3.4.1. Determinación de la densidad................................................ 36 2.3.4.2. Determinación del índice de refracción................................... 36 2.3.4.3. Análisis cromatográfico........................................................... 37 2.3.5. Diseño del estudio......................................................................... 37 2.3.6. Análisis estadístico........................................................................ 37 3. RESULTADOS.................................................................................... 43 4. DISCUSIÓN DE RESULTADOS......................................................... 47 CONCLUSIONES............................................................................................ 50 RECOMENDACIONES.................................................................................... 51 BIBLIOGRAFÍA................................................................................................ 52 APÉNDICE...................................................................................................... 54 9 ÍNDICE DE ILUSTRACIONES TABLAS No. TÍTULO PÁGINA I Arreglo de datos para el diseño estadístico 38 II Análisis de varianza 40 III Rendimiento de aceite esencial de dos especies de eucalipto a nivel laboratorio 43 IV Rendimiento de aceite esencial de dos especies de eucalipto a nivel planta piloto 43 V Análisis económico de acuerdo al rendimiento y tiempo de extracción para las dos especies de eucalipto 44 VI Tiempo óptimo de extracción de aceite esencial para cada una de las especies de eucalipto 44 VII Propiedades físicas de las dos especies de eucalipto 45 10