UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTAE.A.P INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL ³EXTRACCIÓN Y EVALUACIÓN DE ACEITE ESENCIAL DEL FRUTO DE CHOLOQUE ( Sapindus Saponaria)´ PROYECTO DE TRABAJO DE INVESTIGACIÓN AUTOR: MORENO GONZÁLEZ ALEX SUYÓN MARTÍNEZ JUAN ASESOR: ---------------------------------------------------- NUEVO CHIMBOTE ± PERÚ 2011 I.-DATOS GENERALES 1.-GENERALIDADES 1.1.- TITULO DEL PROYECTO ³EXTRACCIÓN Y EVALUACIÓN DE ACEITE ESENCIAL DEL FRUTO DE CHOLOQUE (Sapindus Saponaria)´ 1.2.-PERSONAL DE INVESTIGACIÓN y Autor: Moreno Gonzales Alex Suyón Martínez Juan y Asesor -------------------------------------1.3.-TIPO DE INVESTIGACIÓN y Experimental ± Aplicada 1.4.- LUGAR DE EJECUCIÓN DE LA INVESTIGACIÓN Departamento : Provincia Distrito : : Ancash Del Santa Nuevo Chimbote -Diseño de Contrastación De la Investigación: y Laboratorio de Investigación de Productos Agroindustriales de la Escuela de Agroindustrias de la UNS.4. y Biblioteca Central y Especializada de la UNS.1.1. . -CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES: ACTIVIDADES NOVIEMBRE ELABORACIÓN DEL PROYECTO PRESENTACIÓN Y APROBACIÓN PRUEBAS PRELIMINARES PRUEBAS DEFINITIVAS PROCESAMIENTO DE DATOS ELABORACIÓN DEL INFORME FINAL PRESENTACIÓN DEL INFORME DICIEMBRE ENERO MAYO MESES JUNIO JULIO AGOSTO SETIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE .5.1. 1.3.00 3518.33 5.13 PARTIDA GASTOS CORRIENTES BIENES Y SERVICIOS Aplicaciones directas Viáticos y Asignaciones Servicios no Personales Bienes de Consumo Pasajes y gastos de transporte Servicios de consultoría Alquiler de Bienes Otros servicios de terceros SUB-TOTAL (S/.8.11.11.11.3.00 300.20 5.11. Moreno Gonzales Alex Suyón Martínez Juan Asesor de Tesis : --------------------------------------------y Recursos Materiales: Se utilizara los frutos extraídos de la ciudad de Chimbote y de san Jacinto.00 960.4 5.-FINANCIAMIENTO Sera financiado por recursos propios.4.39 5.7.00 300.-RECURSOS: y Recursos Humanos: Alumnos del VII Ciclo .6.11 5.3.3.11.32 5.30 5.3 5.1.00 300.00 3218.3.00 250. .) 3218.00 300.27 5.11.00 878.3.) 1.) TOTAL (S/.00 280.37 5.3.11.-PRESUPUESTO DEL PROYECTO CODIGO 5 5.00 OTROS GASTOS CORRIENTES Gastos variables y ocasionales TOTAL (S/.11.00 250.3. de la pulpa del fruto se puede extraer goma con rendimientos cercanos al 45%. y por contener omega 3. en fructificación 62 días. su punto de ebullición será la temperatura a la cual la suma de las presiones de vapor es igual a la atmosférica.6 y 9. Si uno de los líquidos es agua (destilación por arrastre con vapor de agua) y si se trabaja a la presión atmosférica. Según Juan Castañeda Molina (2005). por contener un alto porcentaje de ácidos grasos insaturados. cosecha 7 días y época crítica 5 días. Este aceite. Así mismo. La determinación del tiempo para cada evento fenológico de árbol de Sapindus Saponarias por número de días se da de la siguiente manera: en floración 18 días. es considerado saludable.6%. los aceites esenciales se forman en las partes verdes (con clorofilas) del vegetal y al crecer la planta son transportadas a otros tejidos. se podrá separar un componente de mayor punto de ebullición que el agua a una temperatura inferior a 100ºC. Se desconoce la función exacta de un aceite esencial en un vegetal. el aumento del flujo máximo tiende a elevar el rendimiento de extracción debido a que aumenta la velocidad de extracción. a partir de otras investigaciones se ha determinado que de la semilla del fruto Sapindus Saponarias se puede extraer aceite comestibles con rendimientos cercanos al 5. Esta temperatura será inferior al punto de ebullición del componente más volátil.PLAN DE INVESTIGACIÓN 2.-ANTECEDENTES: Según José Sánchez Buitrago (2008). Según José Sánchez Buitrago (2008). Según Gonzales Martos Luis (2003) .1. aunque debido a su alto contenidos de taninos esta goma no puede ser usada en las industrias alimentarias. en concreto a los brotes en flor. los eventos fenológicos de de floración y fructificación en sus diferentes etapas se destaca bajo la producción de frutos con respecto a la cantidad de flores producidas. superior al de los aceites del mercado. Esto es muy importante cuando el compuesto se descompone a su temperatura de ebullición o cerca de ella.. Según López (2005). pero al llegar a un punto máximo el rendimiento disminuye. puede ser para atraer los insectos para la polinización o para repeler a los insectos nocivos. o puede ser simplemente un producto metabólico intermedio. al destilar una mezcla de dos líquidos inmiscibles.II. . debido a que el tiempo de contacto resulta ser muy pequeño. Tiempo de extracción. el vapor se acanala disminuyendo el rendimiento del aceite. los factores que influyen en la extracción por vapor saturado son: Presión del vapor. incrementándose di de manera peligrosa con la presencia del fenómeno ³El Niño´. Pasado un tiempo ya no sale más aceite y el vapor posterior causa el arrastre por solubilidad ó emulsión del aceite. Tiempo de secado del material. El clima es de 14ºC a 18ºC En invierno y 18ºC a 27ºC en verano. semicalido y sin lluvias. si queda muy apretado. presentando una disminución en el rendimiento. . La materia prima vegetal generan hongos que transfieren un olor terroso mohoso al aceite.15 a 0. En verano entre enero y marzo la temperatura promedio más alta es de 23º C mientras que entre junio y noviembre la temperatura baja es de 17º C. La presencia de nieblas en el área llega a restringir la visibilidad a menos de 3 millas especialmente entre las 6 y 8 horas en verano y en casi todo el día en el invierno. por esto si el material no se procesa pronto ( 3 días) se dispone en literas para su oreo. el clima es cálido y seco y moderadamente lluvioso en época de verano Según Municipalidad Distrital de Nuevo Chimbote (2010). el proceso termina muy pronto. La temperatura varía de acuerdo a la estación del año. presenta hidrólisis en el aceite disminuyendo su calidad y su rendimiento. Si la presión del vapor de arrastre es muy alta (máximo 6 psi). La dirección de los vientos son de sur a norte con menor incidencia los provenientes del Sur. debe de estar entre el 0. Por hora. presentando un alto consumo energético. en condiciones normales anualmente fluctúan entre 0 y 3 mm. Factor de empaquetamiento. alcanzando velocidades medias entre 15 a 20 Km. cálido.Según Francisco J. debido a la formación de ácidos grasos. Las lluvias no son abundantes según el SENAMHI. La nubosidad es alta en el litoral y disminuye a medida que se avanza tierra adentro. La humedad relativa fluctúa entre 60 a 70 %.Oeste.25 % Según Municipalidad Distrital de Nepeña (2010). Si el material queda muy suelto. Su clima es del tipo desértico. Sánchez Castellanos (2006). la densidad de los aceites varía dependiendo de la especie y del lugar de origen. Según Amzallag. estos factores inducen en cambios fisiológicos y metabólicos. (2002). (2008): las variables climáticas como temperatura. Según Wang y Lincoln (2004). el contenido de sodio y la textura del suelo. (2001). señalo que la variación genética es un factor ligada al origen geográfico ( Keskitalo edit. por modificación fenotípica. Según Keskitalo. 1994): determino que existe una clara diferenciación en la composición química debida al origen geográfico. . luminosidad. (2008) en regiones con condiciones de sequía. Según Azcón y Talón. La variación genética de las especies regula la composición de los aceites esenciales y otros metabolitos de importancia como son compuestos fenolitos y flavonoides. (2000). Las plantas que crecen bajo buena iluminación muestran un aumento en el rendimiento de aceites esenciales que las cultivadas bajo sombra. Según (Maffei.Según Costa-Batllori (2003). Edit. frecuencia de lluvias y evaporación de los diferentes estados de desarrollo tienen un efecto significativo en la producción de biomasa y en consecuencia en la cantidad de aceites esenciales. 2001) Según Armes y singh. la frecuencia de lluvia y el riego se constituyen como factores limitantes del rendimiento y composición de aceites esenciales. Según Khazaie. 2005): Observo que las variaciones en la composición del aceite esencial esta influidas por el contenido de micronutrientes. a Temperaturas elevadas (>45ºC) la planta sufre desequilibrios en el metabolismo primario y secundario y en consecuencia disminuye la producción de aceites esenciales. Según Sangran. a la vez ofreciendo confiabilidad en los resultados y facilidades para poder discutirlos al momento de evaluar los resultados. instrumentos y reactivos necesarios para llevar a cabo la investigación. También tienen importancia en la medicina.-OBJETIVOS 2. dado que el recurso está disponible y no ha sido investigado sus bondades que posee como espesante. Los métodos utilizados para su extracción fueron determinados debido a la disponibilidad de equipos.1. los vinos y las bebidas alcohólicas. detergente biodegradable por sus contenidos de saponinas y su contenido en aceite esencial. té.22 millones de dólares teniendo como principal mercado de destino a EE.-Objetivos Generales EXTRAER Y EVALUAR EL RENDIMIENTO DE ACEITE ESENCIAL EN LA SEMILLA Y CASCARA DEL FRUTO CHOLOQUE EN DIFERENTES ESTADOS DE MADUR EZ Y LUGAR DE COSECHA MEDIANTE MÉTODOS DE ARRASTRES DE VAPOR Y SOLVENTE.3.3. desinfectantes y productos similares. sus riquezas naturales y que posee una gran variedad de plantas nativas. La investigación que se presenta se enfoca a su contenido de aceite esencial debido a la demanda que existe actualmente en nuestro país. .6 % de las exportaciones. Existe infinidad de plantas a explotar.UU que significo el 74.-JUSTIFICACION E IMPORTANCIA: Perú es un país que se caracteriza por la diversidad de sus zonas agroecológicas.2. pero en este caso en particular se basa la investigación en el fruto de la Sapindius Saponaria -Choloque-. Son los ingredientes básicos en la industria de los perfumes y se utilizan en jabones.2. tanto por su sabor como por su efecto calmante del dolor y su valor fisiológico. 2. Se observó que las exportaciones peruanas han mostrado un crecimiento de 214% desde el año 2002 al 2007 en cuyo año ascienden a12. también por ser métodos conocidos que se adaptan perfectamente al tipo de producto que se desea investigar. El interés de extraer aceite esencial del fruto de choloque radica en su variedad de utilidades como es para dar sabor y aroma al café. -HIPOTESIS .5.4.3. y Extraer y evaluar el aceite esencial de la semilla y cascara de choloque por método de arrastre por solvente.-Objetivos Específicos y Determinar los rendimientos obtenidos de aceite esencial según su estado de madurez y lugar de procedencia. 2.2.2. y Determinar y evaluar el flujo de vapor adecuado para la extracción de aceite esencial de la cascara de choloque por el método de arrastre de vapor.-ENUNCIADO DEL PROBLEMA ¿Cómo influye el lugar de procedencia y estado de madurez del fruto de choloque (Sapindius Saponaria) en la evaluación y rendimiento para la extracción de aceite esencial por métodos de arrastre por vapor a diferentes flujos (A y B ) y arrastre por solvente de su cascara y semilla? 2. 2.6.6.-VARIABLES 2.1.6.-VARIABLES DEPENDIENTES y y Rendimiento de aceite esencial Evaluación de los aceite esencial .-VARIABLES INDEPENDIENTES y y y y Flujo másico de vapor de agua Estados de madurez Lugares de procedencias Métodos de extracción del aceite esencial 2.2. 1.2.III.-DIAGRAMA DE FLUJO EXPERIMENTAL RECEPCIÓN Y CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA PRIMA PESADO SUMERGIR EN AGUA LAVADO EXTRACCIÓN MANUAL DE LA CASCARA CASCARA SEMILLA PESADO PESADO MOLIDO EXTRACCIÓN POR DESTILACIÓN TAMIZADO PESADO DECANTACIÓN Suspensión de aceite destilado CENTRIFUGACIÓN Agua acidulada o floral 1hora RECUPERACIÓN DEL SOLVENTE EXTRACCIÓN POR SOLVENTE 5 horas Agua PURIFICACIÓN FILTRADO AL VACIO CONCENTRAR EN EVAPORADOR ROTATORIO EVALUACIÓN 84ºC-30 min EVALUACIÓN DESHIDRATAR ENFRIAR .1.METODOLOGÍA 3.-DISEÑO EXPERIMENTAL 3.. 3.1. 7 kg/h -5bar) MODELO ESTADÍSTICO: Modelo Lineal: . con 2 repeticiones. cuyos resultados será el mejor rendimiento de aceite a diferentes flujos másicos de vapor. es decir 16 experimentos.3.3.-EZQUEMA DEL DISEÑO EXPERIMENTAL El diseño que se va usar para el Método de extracción por corriente de vapor consiste en un diseño de diagrama de cuadrado Latino (DCL).5 bar. L: Lugar de Procedencia E: Estados de madurez (día 50 y 70 después de la floración) F: Flujo másico de vapor (5kg/h . El diseño siguiente es para el Método de extracción por solvente la cual es en un diseño de bloque completo azar (DBCA). CASCARA L: Lugar de Procedencia E: Estados de madurez (día 50 y 70 después de la floración) MODELO ESTADÍSTICO: Modelo Lineal: SEMILLA L: Lugar de Procedencia E: Estados de madurez (día 50 y 70 después de la floración) . tanto para cascara y semilla cada uno con 2 repeticiones. L 1 1 5 7 C.L 1 1 1 12 15 C.1.V Efecto del Bloque (L) Efecto del factor (E) Error Total G.M F0 Ft Significancia Lugar de Procedencia L1 L2 Estadios E1 F1 F2 E2 F2 F1 EXTRACCIÓN CON ARRASTRE POR SOLVENTE CASCARA F.-ANALISIS ESTADÍSTICOS EXTRACCIÓN CON CORRIENTE DE VAPOR F.MODELO ESTADÍSTICO: Modelo Lineal: 3.V Efecto del Bloque latino (L) Efecto de la columna (E) Efecto del tratamiento o factor (F) Error Total G.M F0 Ft Significancia ESTADIOS LUGAR DE PROCEDENCIA L1 L2 F1 F2 F2 F1 .4. L 1 1 5 7 C. Se trabajara en los Laboratorios de Productos Agroindustriales de la escuela académico profesional de Ingeniería Agroindustrial de la Universidad Nacional Del Santa. y Chimbote.1 MATERIALES 3. en La Galgada.SEMILLA F. La materia prima se extrajo de San Jacinto en el Valle de Nepeña.2. en el departamento de Ancash.2.C.M F0 Ft Significancia ESTADIOS LUGAR DE PROCEDENCIA L1 L2 F1 F2 F2 F1 3. .000 a.-MATERIALES Y MÉTODOS 3.2.V Efecto del Bloque (L) Efecto del factor (E) Error Total G.1.662 y 2.-MATERIA PRIMA Para la materia prima se utilizo el fruto del Árbol de Choloque (Sapindius Saponaria) conocido en el Perú como Choloque o Bolilla aparece entre 2.1. en índices de estados de madurez requeridos para la investigación y de tamaño homogéneo para la extracción de aceite esencial. 2.2.-DESTILACIÓN POR SOLVENTE MATERIALES Molino Universal Manual Embudo Bushner Papel Filtro Tamiz de de 1mm .-MATERIALES Y REACTIVOS DE LABORATORIO 3.4mm Vasos de Precipitación Matraz .1.2.2.2.2.-DESTILACIÓN POR CORRIENTE DE VAPOR MATERIAL Agua de circulación y baño María Vasos Pipetas Probeta Micropipetas Vasos de Precipitación Matracez Tubos de ensayo con tapa roscada Termómetro Frascos oscuros con tapas para muestras Embudo Buchner Alcohol Etanol (a distintas diluciones) Pera de decantación Refractómetro de mesa Picnómetro Decantador REACTIVOS Agua destilada Acetato de etilo Sulfato de Sodio anhídrido Yodo Metálico Etanol Verde de Bromocresol Rojo de Metilo ( 3.1.1.1.2.3. Tubos de ensayo con tapa roscada Frascos oscuros con tapas para muestras REACTIVOS Éter de Petróleo o Hexano 3.-INDICE DE YODO MATERIALES 1 Matraz de 500 ml 2 Matraz de 1000 ml 1 Pipeta de 10 ml 2 Pipeta de 25 ml Papel Filtro Whatman Nº 41 H o equivalente REACTIVOS Acido acético glacial Yoduro de Potasio Cloro 99.2.4.3.1. 1% Solución de hidróxido de sodio Acido Sulfúrico Solución al 0.1.2.8% Tetracloruro de carbono Acido Clorhídrico Almidón Soluble Bicromato de Potasio Tiosulfato de Sodio Yodo puro Monocloruro de Yodo Acido Sulfúrico 3.2.2.-INDICE DE ACIDEZ MATERIALES 1 erlenmeyer de 250 ml 1 vaso precipitación de 50 ml REACTIVOS Alcohol etílico 95% Isopropanol 99% Solución indicadora de fenolftaleína.025% de azul de anilina . modelo AA-200.1.5. modelo Nº 143053.25 mm de diámetro interno). Equipo Soxflet. Viscosímetro digital. de carácter multi polar. USA. Cromatografo de Gas Shimadzu modelo 2010: con detector de ionización de flama (GC-FID). USA pH meter digital.2. USA. Balanza Analítica.3. modelo Nº FB1310 M -26 Type 1300. equipado con columna capilar de sílice fundida PAG Restek.5 N de acido clorhídrico Hidróxido de potasio Alcohol etílico 95% Azul alcalino Sulfato de Sodio anhídrido Solución de fenolftaleína al 1% en alcohol etílico de 95% Solución de azul alcalino 6B al 0. Thermolyne Sybron.2.-EQUIPOS Unidad de Destilación discontinua por corriente de vapor automatizada para la extracción de aceites esenciales de hierbas oficiales modelo UDCA-2/EV. Se . modelo HI 9017K. Alemania. Estufa Marca Memmert. Cronómetros. Denver Instruments Company.2.3. USA. Marca Hanna Instruments. España.1. Marca Selecta. Centrifuga Angular. Refractómetro tipo Abbe. Marca Brookfield DV-II.-INDICE DE SAPONIFICACIÓN MATERIALES Bureta de 25c Pipeta Matraz erlenmeyer de 200 ml REACTIVOS Solución 0. con las siguientes dimensiones: (30m de comprimido x 0.1% en alcohol etílico de 95% Solución alcohólica de Hidróxido de potasio 3. Mufla. USA. modelo R-30. 2. Determinación de la Densidad por el Método de la Probeta (Nch 176/2.usara el helio como gas de arrastre.008 E. C. 7009.2. Método Wijs Se determinara de acuerdo a las Norma ITINTEC 209. gas de hidrogeno y aire de todos con alto grado de pureza (99.2.1 Metodología para el análisis químico proximal de la materia prima Para el análisis químico proximal de la materia prima se realizara los siguientes procedimientos: A. 1998) B. Determinación del índice de Yodo.14 (1984). Métodos de Análisis Físicos del Producto Final. 3.1. Determinación del Índice de Refracción Se determinara con el refractómetro manual HANNA y de mesa ABBY.999%) 3. Determinación de cenizas Se determino utilizando la incineración en mufla.058 D. Determinación del índice de Acidez Se determinara de acuerdo a las Norma ITINTEC 209.2. 930. of 86 Mod. Determinación del índice de Saponificación Se determinara de acuerdo a las Norma ITINTEC 209.2.1. B. utilizando el método de la AOAC.15 (1990).005 . Determinación de la Humedad Se determinara mediante el método de secado de estufa.2.2.1. ANÁLISIS FÍSICO ± QUÍMICOS 3.2.2. A. utilizando el método de la AOAC.-METODOS DE ANÁLISIS 3. J. Estudio químico bromatológico del aceite de ³Sapindus saponaria´ (Boliche).IV. 500 Revista de Colombia Forestal Volumen 11 ±pág. Editorial Manual Moderno S.A. Nº1 Estudio del aceite esencial de la cascara de la naranja dulce (Citrus sinensis. Nueva Edición. Químico ±Guatemala 2005 . Bioquímica de los Alimentos. variedad Valenciana cultivada en Labateca (Norte de Santander.:71-81 José Alejandro Sánchez Buitrago ±Diciembre del 2008 ESTUDIO SILVICULTURAL DE LA ESPECIE SAPINDUS SAPONARIA L.-REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS FERNÁNDEZ FAYA YOLANDA. (JABONCILLO) COMO BASE PARA SU APROVECHAMIENTO SILVOINDUSTRIAL Revista de la Facultad de ciencias básicas Universidad de Pamplona ± Colombia 2007. 1986Tecnologia de Aceites y Grasas . Primera Edición original Editorial ALHAMBRA S.S Braverman 1980. 400 E. Colombia) Revista de Colombia Forestal Volumen 12 Henry A. Pag.) COMO BASE PARA SU INDUSTRIALIZACIÓN TESIS APROVECHAMIENTO DEL RALEO Y PODA DEL BOSQUE DEL PINABETE (ABIES GUATEMALENSIS RHEDER). BERNDENIDI. PARA LA EXTRACCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DEL ACEITE ESENCIAL A NIVEL PLANTA PILOTO Y SU ESCALONAMIENTO INDUSTRIAL. Volumen 5. Flechas ±Diciembre del 2009 INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO DE TRES PRODUCTOS DEL JABONCILLO (SAPINDUS SAPONARIA L. Pag.A. PARA ELABORACIÓN UN PRODUCTO DE LIMPIEZA Y UNA ESENCIA Autor: Juan Carlos Castañeda Molina ±Para Titulo Ing.B. 1951. Bogotá D.1972 II Segundo Congreso Internacional De Plantas Medicinales y Aromáticas Extracción De Aceites Esenciales -Experiencia Colombiana Francisco J.Perú ³Fertilización orgánica e inorgánica en la producción y calidad de aceites esenciales en manzanilla. Guzman Saldaña Luis Felipe . Texcoco. Quiliche Arnao Juan Darling Nuevo chimbote.C. Pablo Genaro Jimenez Ventura Lima.³Extracción de aceite esencial de limon(virus limonum) utilizando destilación discontinua por corrientes de vapor´ Autor: Bach. De México 2010 Tesis Pag 10 . menta y tomillo´ http://www.Bach.13 .mx:8080/jspui/bitstream/10521/107/1/Juarez_Rosete_CR_DC_Ed afologia_2010.colpos. Sánchez Castellanos Universidad Nacional de Colombia . 2010 ³Ensayo de extracción de aceite de semilla de maracuya´ Autor: Bach.pdf Cecilia Rocio Juárez Rosete Montecillo.biblio.-2006 Universidad Nacional de Colombia Sede Palmira NORMA ³Instituto de investigación Tecnológica industrial y de normas técnicas´ITINTEC Lima . Edo.