I.RESUMEN EJECUTIVO El jabón sirve para la higiene personal y para lavar algunos objetos. El jabón es una mezcla de sales de ácidos grasos. La fuente de los ácidos grasos pueden ser los aceites triglicéridos de origen vegetal o la grasa de origen animal, como el sebo de res. En la siguiente investigación se va a utilizar como materia prima la grasa de origen vegetal obtenido de las semillas de naranja, las cuales tienen como ácidos grasos en su interior como son acido linoleico, linolénico, oleico y ácidos solidos. El objetivo de este proyecto es hacer que esta grasa obtenida de la semilla de naranja sea utilizada para la producción de jabones a nivel industrial y poder así obtener un jabón de alta calidad proyectándolo a futuro. FORMULACION DEL PROBLEMA Problema general: ¿De qué manera aprovechar las propiedades de la grasa vegetal obtenida de las pepas de naranja en la fabricación de jabones? Problemas específicos: ¿Podría causar algún efecto negativo en las personas que usen estos jabones hechos a base de grasa vegetal obtenidas a partir de pepas de naranja? ¿Qué beneficio les traería el uso de estos jabones a las personas que lo usen? OBJETIVOS Objetivo general: "Dar un valor agregado a las pepas de naranja usándola para la producción de jabón biodegradable a nivel industrial " Objetivos especificas: "Diseñar un proceso para obtener grasa vegetal de las pepas de naranja" "Diseñar un proceso donde la grasa vegetal ya obtenida se aplique al proceso de obtención de jabón" "Recolectar la materia prima necesaria para llevar a cabo la extracción" JUSTIFICACION La investigación realizada se hará para dar un valor agregado a las pepas de naranja las cuales son desechadas de las empresas que se dedican a vender productos de bebidas cítricas como Cifrut, Tampico y otros. Tratamos de usar esta materia para obtener jabón de alta calidad ya que la grasa obtenida de la pepa de naranja es mucho más fino que la grasa que utilizan en la industria actualmente, la cual es en su mayoría grasa animal, sebo, y la importancia de que esta grasa vegetal de pepas de naranja al ser fino va hacer utilizado para la obtención de jabones de tocador. El presente trabajo se realizará en el Laboratorio de Operaciones Unitarias de la facultad de Ingeniería Química y Metalurgia de la Universidad "José Faustino Sánchez Carrión" donde se cuenta con los equipos y materias primas necesarias para el proceso de obtención del producto deseado, se cuenta con un asesor que supervisará nuestra labor. Se cuenta con los recursos económicos necesarios para realizar dicho proyecto. Recursos: para garantizar nuestro mercado.-Análisis y clasificación de la información 4.-presentacion de informe final TIEMPO (meses) setiembr Octubre e X X X X X X X noviembr e diciemb re X X X X X X X X X X . publicaciones y algunas revistas.-recoleccion de la información experimental 7.-organización y procesamiento de datos 8. Limitaciones Espaciales: El proyecto presente tendrá como objetivo abastecer la demanda de todos los mercados de Huacho.-Formulación del problema 2.-revision y evaluación del avance de informe 10. Las investigaciones se desarrollarán en la Universidad "José Faustino Sánchez Carrión". Limitaciones Temporales: ACTIVIDADES 1.-Documentación bibliográfica 3. LIMITACIONES Limitaciones Teóricas: No se cuenta con artículos del tema pero si con investigaciones q pueden guardar algo de similitud en parte al presente trabajo.-analisis e interpretación de resultados 9. Recursos humanos: jefes y colaboradores.-diseño y desarrollo de la estrategia 6. Recursos económicos.-asesoria t metodología 5. mermeladas. "Diseño para la obtención de jabón a partir de grasa de pepa de naranja" cuya finalidad es darle un valor agregado a una materia que no va a tener un uso productivo ya que es desechada y de esta manera se desperdicia y contamina a su vez el medio ambiente.CAPITULO II CUERPO DEL INFORME II.etc. ya sea para la producción de jugos. Además sabemos que la naranja es muy utilizada en la industria alimentaria. Esta contiene en su interior . licores. INTRODUCCIÓN El presente trabajo de investigación. TESIS: Obtención de un colorante natural la betalaina a partir de la remolacha (beta vulgaris) para su aplicación en alimentos y bebidas.1 ANTECEDENTES Alcance s Local Nacion al Interna cional 2.2 Alcances Ventajas Desventajas Aun no se cuenta con un proyecto para la producción de jabón a partir de pepa de naranja. En el Perú aún no se produce este jabón a nivel Industrial . se siembran en la primavera y se cosecha en otoño Generaría empleos directos e indirectos. Contamos con cantidad necesaria de pepa de naranja. Autor:Daniela del Carmen Yanchapanta Montenegro LUGAR: Ecuador Año: 2010 Realiza análisis para ser aplicado en alimentos Desarrollo teórico explicativo basado en el impacto del producto final y no en el diseño de proceso.2. Necesidad de diseñar un proceso adecuado para la obtención de este jabón. sin que sus propiedades organolépticas (sabor y olor) afecten su utilidad. REQUERIMIENTOS PRIMARIOS SECUNDARIOS REFERENCIA REQUERIMIENTO ASPECTO TECNICO Materia prima: Pepa de naranja Equipos de producción Insumos Mantenimien to Manual para el manejo de los equipos . 3 DISTRIBUCION (%) Alquiler del local Seguro de gerencia y jefatura Equipos industriales Materia prima Insumos Mantenimiento de equipo Transporte del producto Pago de luz y agua Pago de teléfono e internet Pago de publicidad DEFINICION CONCEPTUAL DEL PROCESO Estudio del Impacto Ambiental: análisis FODA 40% 25% 10% 25% Clasificador de costos del sector publico Seguridad en el ambiente de trabajo No tiene contra indicaciones . ECONOMICO AMBIENTAL SOCIAL Financiamient o Inversión Limitación en presupuesto Darle un valor agregado a un desecho(pepa ) para darle un uso comercial Producto innovador Su uso acarrea buenos resultados en su aplicación sobre la piel. . Producto biodegradabl e Producto de buena calidad INVERSION COSTOS FIJOS COSTOS VARIABLES COSTOS SEMIFIJOS COSTO SEMIVARIABLE 2. Producción de naranja en el Perú es todo el año Materia prima se obtiene sin costo al ser un desecho sin valor comercial F(fortalezas) No causa impacto ambiental ASPECTO INTERNO D(debilidades) Sin inversión Financiamiento propio O(oportunidad) Demanda de mercado Producto de calidad Generar puestos de trabajo ANALISIS EXTERNO Competencia Publicidad de productos para aseo personal en demasía A(amenazas) Análisis de Sub-productos: FACTORES Sub-producto DENOMINACIÓN Glicerol TRATAMIENTO DESTINO Evaporadores Industria cosmética y farmacéutica Secado Abono Sedimentos Residuo Agua de lavado Desarenado reutilización Efluentes Vapor de agua Cáscara de la pepa Desechos -- Basura . lavadas y secas Pepas seleccionadas Pepas seleccionadas Pepas molidas Pepas molidas y alcohol Macerado Grasa y alcohol Agua y ácidos grasos .otros -- -- -- OPERACIONES UNITARIAS PRINCIPALES Requerimiento Operaciones unitarias Aspectos Transferencia de masa C-122 M-210 M-242 M-130 Transferencia de calor y masa simultáneamente Transporte de fluidos B-120 D-140 B-222 D-230 Operaciones físicas complementarias J-111 J-112 J-116 J-121 J-122 J-123 Reactores R-220 R-240 Transferencia de calor E-223 E-231 E-141 Separadores H-124 H-132 Accesorios K-114 K-115 Otros F-110 F-232 N-241 L-113 L-131 L-221 L-211 L.224 L-233 MATERIAL DEL EQUIPO Acero inoxidable J-Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable MATERIAL A MANIPULAR Pepas de naranja Pepas seleccionadas .224 L-233 ESPECIFICACIÓN DE LOS EQUIPOS: EQUIPO F-110 F-232 J-111 J-112 J-116 J-121 122 J-123 B-120 B-222 C-122 H-124 M-130 M-210 M-242 H-132 D-140 L-113 L-131 L-221 L-211 L. donde: C 1 2 . ESTRUCTURA GENERAL DE SISTEMA DE SEPARACIÓN: METODOS ALGORITMICOS DE SISTEMAS DE SEPARACION NC N SUBGRUPOS (N(N+1)/2)-N 2 3 1 3 N SUBPROBLEMAS SEPARACION ((N-1)N(N+1))/6 1 4 N POSIBLES SECUENCIAS (2(N-1))!/(N!(N-1)!) Sistema de separación indirecta: Extracción: C A A: Pepas B:Grasa C= alcohol ABC AB Ruta 1: 1(Grupo principal) BC ABC AB BC 2(Grupo secundario) .7.R-220 Acero inoxidable E-223 D-230 E-141 E-231 N-241 Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable Grasa óxido de zinc y vapor de agua Ácidos grasos Ácidos grasos Alcohol y ácidos grasos ------------------------------------ ESTRUCTURA GENERAL DEL SISTEMA SISTEMA: 2. Sistema de separación directa: Destilador: .donde: C AB A B (1) A (2) Resultado final:ruta 1 Sub. Sub. quedando como residuo A. Problema se separación 2: La solución BC por diferencia de volatilidad debido a que C es más volátil separamos este y obtenemos como producto principal B. debido a que b es soluble en C. Problema se separación 1: Seeligió la ruta numero 1 porque el fin de nuestro proyecto es extraer mediante C a B.AB B B (1) Ruta 2: ABC A B BC (2) A . MEMORIA DE ANALISIS Y CALCULOS: ANÁLISIS DOF: RESULTADOS DE ANALISIS EXPERIMENTALES: I.A= Grasa B= alcohol AB A 1(Grupo principal) B Ruta 1: 2(Grupo secundario) AB AB .1. Problema se separación 1: La solución AB por diferencia de volatilidad debido a que B es más volátil separamos este y obtenemos como producto principal A. donde: B AB A (1) Resultado final: ruta 1 Sub. Procedimiento Experimental: . I. Finalmente se pesa y almacena en envases de vidrio limpios para su maceración con el solvente orgánico que será usado en la extracción del aceite de naranja. a) Maceración Para el caso experimental. Se agrega el solvente. al cabo de ese periodo se somete a selección manual para retirar algunos cuerpos extraños que pudieran existir. Este procedimiento consiste en: La materia prima seca. en volúmenes aditivos de 50 ml. . para luego pasar por una molienda con la finalidad de granular la materia prima. molida. hasta que la muestra quede completamente húmeda (no inundada). Recolección y Tratamiento de la Materia Prima. para ser sometida al procedimiento de extracción del aceite de naranja en el equipo soxhlet. húmeda. Extracción del Aceite. La pepa de naranja recolectada.1.1. La muestra húmeda se deja reposar. es colocada y dispersada para ser secada por convección natural a temperatura ambiente por un periodo mínimo de 3meses. Tratamiento de la Materia Prima: La materia prima será sometida a un conjunto de operaciones para lograr que esta se encuentre en el estado óptimo requerido para la extracción. se retira una cantidad definida de muestra húmeda.2. Al término de la etapa de maceración. seleccionada.I. Recolección: La recolección de la materia prima (pepa de naranja) fue adquirida directamente de los puestos ambulantes dedicados a preparar y vender jugo de naranja localizados en los exteriores del mercado central de Huacho. pesada y almacenada en un recipiente de vidrio.1. puede ser de 2 a 7 días como máximo. clasificada. como ya se mencionó la materia prima es sometida a una etapa de maceración con el solvente específico. El procedimiento experimental consiste en: La muestra macerada se pesa y se agrega a un cartucho de extracción. Se condensan al enfriarse con el líquido refrigerante en la parte superior. una vez que ha sifoneado totalmente. añadir el solvente por la parte superior hasta cubrir el cartucho y descargar por el tubo lateral hacia el matraz recolector. cuidando que la temperatura del mismo no sobrepase la temperatura de ebullición del solvente extractor utilizado. confeccionado en poliseda blanca (peso recomendado 180 gramos). añadir un 50% en exceso aproximadamente. Montar el sistema de extracción. Encender el sistema de calentamiento indirecto. los vapores del solvente ascienden a través del brazo lateral. El solvente liquido gotea sobre el cartucho lleno que contiene la muestra y disolviendo el aceite de naranja hasta que la cámara de extracción este llena de la mezcla.Figura 5. Durante la ebullición en el matraz de fondo. Introducir el cartucho de extracción en el cuerpo intermedio del Soxhlet. un pequeño tubo de vidrio a la izquierda automáticamente sifonea hacia el matraz recolector de solvente con aceite extraído. . Extractor corrida) Soxhlet (primera b) Extracción mediante extractor Soxhlet de acero Inoxidable. de tal manera que cada vez se extrae.1. Quitar el cartucho con la muestra húmeda del interior y pesarlo. El número de descargas del extracto orgánico puede variarse en función de la cantidad y calidad de la muestra. dejarlo secar completamente y volverlo a pesar. la diferencia de masa con la muestra inicial debería proporcionar la masa de aceite extraído. aproximadamente 2 a 4 horas. Datos por consignar: I. mayor cantidad de aceite. Figura 6 y 7: Extractor Soxhlet (corrida final y recogida en el recipiente) I. desmonte con cuidado el sistema. Este proceso se repite continuamente. Y luego se almacena para su posterior procesamiento. Determinar el peso de aceite obtenido por diferencia. Características técnicas del Equipo Soxhlet DESCRIPCION Material de construcción Altura total (m) SOXHLET Acero inoxidable 304 1.25 .2.2. Sobre el equipo extractor Soxhlet Tabla 1. Transcurrido este tiempo. 20 Capacidad (ml) 2600.2.00 Cámara de extracción Diámetro (m) 0.25 Capacidad (m) 500. Parámetros Operacionales Iniciales .5 °C.0 HP I. Temperatura de ambiente de trabajo: 21.03 Fluido de enfriamiento Equipo auxiliar Agua Electrobomba 1.20 Altura (m) 0.15 Condensador Longitud (m) 0. Muestra: Pepa de Naranja seca. Datos de Operación.06 Altura total (m) 0.2.05 Posición Vertical Tipo interior Tubos concéntricos Diámetro de tubo interior (m) 0.Calderín Diámetro (m) 0.40 Diámetro (m) 0. Solvente usado: Alcohol Etílico 96°. TABLA 2.00 Tipo de calentamiento Sistema de calentamiento Con fluido térmico Resistencia sumergida Potencia eléctrica (KW) 1500.15 Diámetro (m) 0.00 Potencial eléctrico (voltios) 220-240 Balón Recolector Altura (m) 0.15 Capacidad (ml) 3500.00 Altura sifón (m) 0. UNIDAD gramos 18:32 hr-min TABLA 4. Muestra húmeda final del extraído.2 gramos 230 mililitros 700 mililitros Temperatura de la muestra 21.1 gramos 25. Parámetros Operacionales Finales PARAMETRO OPERACIONAL Peso final extraído (solvente + alcohol). 21. 22.4 °C Temperatura de carga del alcohol. Volumen del solvente para extracción. Temperatura final del agua.5 °C Temperatura inicial del agua.0 °C Masa húmeda utilizada inicialmente.2 gramos 354. Parámetros Operacionales durante la extracción .PARAMETRO OPERACIONAL CANTIDAD UNIDAD FISICA 442. Volumen del solvente para maceración (alcohol).0 °C Masa final seca en el cartucho Hora de finalizado. cartucho CANTIDAD FISICA 442. TABLA 3. Tabla 5. Caracterización Organoléptica de la materia prima MUESTRA CASCARA DE NARANJA madura sin secar CASCARA DE NARANJA molido sin macerar CASCARA DE NARANJA molido macerado FORMA Fibras Gránulos semifinos Gránulos finos TEXTURA Áspero Suave. Caracterización Organoléptica del aceite naranja Obtenido. Caracterización Organoléptica del aceite de naranja .1.II. desmenuzado COLOR Anaranjado Petróleo oscuro Petróleo intenso OLOR Naranja intenso Naranja muy intenso Naranja poco intenso SABOR Amargo Poco Amargo Amargo Fuerte Parámetro II. poco duro Suave. Caracterización Organoléptica de la materia prima recolectada.2. RESULTADOS EXPERIMENTALES II. Tabla 6. 9 Masa del solvente.083 Masa cascara de naranja húmeda. de carga ºC 21.MUESTRA ACEITE ESENCIAL Parámetro APARECIENCIA Liquido muy viscoso COLOR OLOR SABOR II. perdido en el secado (cartucho) gramos 81. inicial Densidad del aceite café extraído.3 230 Volumen de solvente.1 Masa de cascara de naranja seca agotada. final gramos Masa del solvente. NOTA: El rendimiento en Base Húmeda seria: 4. total perdido gramos 549. Resultados de la extracción del Aceite de naranja Solvente: Alcohol PARAMETRO OPERACIONAL UNIDAD 96º FISICA MUESTRA gramos Volumen de solvente.58 Masa de cascara de naranja seca. perdido en la evaporación gramos 408. perdido en el extractor gramos 59. final gramos 354. máxima ºC 86 horas 1. para maceración ml 286.9 Temperatura.9 Masa del solvente. Tiempo de Operación.5 Volumen aceite naranja extraído mililitros 150 gr/ml 0.1 Masa del solvente.7 Temperatura alcanzada.3.37% . para extracción ml 700 Extracto (solvente + aceite) gramos 630 Masa del aceite naranja extraído gramos 12. Marrón intenso Aroma fuerte Naranja Determinación del rendimiento en la extracción del aceite de naranja. Tabla 7. 37 286.Rendimiento= 12.4.2578 Kcal/hr 1. O. Tabla 8.8816 KW-Hr Potencia de la bomba Energía calorífica retirada por agua Total energía calorífica retirada BIBLIOGRAFIA 1.3 gramos Donde 500 gramos es la masa húmeda inicial antes de la primera clasificación.1 ºC Temperatura de salida.5 gramos ×100=4. AUTORES: M.3 ml/s Temperatura de entrada.0 HP Energía. Cw 25. consumida por la bomba 1. Fernández y A. Toledano RESUMEN: En este trabajo de investigación se hizo una revisión general de las constantes físicoquímicas conocidas del aceite de semillas de naranja. de Mingo. corrigiéndolas en algunos .1 ºC 821.468 KW-Hr Caudal del agua de refrigeración (Cw) 10. II. Cw 22.00 Tiempo de operación/corrida 3 Horas Tiempo total de operación 3 Horas Potencia. Resultados de los balances de Energía y Materia.50 KW Potencia eléctrica total consumida 2. de resistencia eléctrica 1.955 KW-Hr 1. TITULO: Estudio químico-analítico del aceite de semillas de naranja. Balance de energía en equipos Soxhlet DESCRIPCION DE OPERACION REFERENCIA Extracción de Aceite Corridas experimentales 1. Se obtuvo un rendimiento del aceite de 5. usando n-hexano como solvente . Lugo Mancilla L. Aquí se calculó el rendimiento. el porcentaje existente de éstos en el aceite de semillas de naranja. fue obtenido por hidrodestilación asistida por radiación de microondas (HDMO). 3.TITULO: Aprovechamiento de desechos orgánicos: Extracción y caracterización del aceite de semillas de naranja colectadas en expendios ambulantes de jugos. Los resultados obtenidos tanto en el rendimiento de los aceites como en sus propiedades permiten pensar en la utilización comercial de estos productos. Venezuela. TITULO: Estudio del aceite esencial de la cascara de la naranja dulce (citrus sinensis . de la especie cultivada en la región de Labateca. en Norte de Santander Colombia. El aceite obtenido se sometió a un . se ha realizado el estudio de los aceites esenciales de siete variedades de naranjas dulces y una de naranjas amargas. L. También se fijó las constantes o índices analíticos correspondientes a las fracciones de los ácidos grasos sólidos y ácidos grasos líquidos de este aceite y al mismo tiempo se va a calcular la composición cuantitativa. Su análisis por Cromatografía de Gases de Alta Resolución (CGAR) permitió identificar como componente volátil mayoritario del aceite esencial al monoterpeno oxigenado limoneno con un 90. se valoraron limoneno y aldehídos totales. Parada Parada D. Luz Stella Ospina de Nigrinis y Jairo Calle A.1 % (p/p) con relación a la masa inicial del residuo y de un 42. del aceite de semillas de naranjas procedentes de los residuos de los desperdicios obtenidos en ventas ambulantes de jugos de la ciudad de Merida . variedad valenciana) cultivada en Labateca (Norte de Santander . Citrus sinensis variedad valenciana.casos y ampliándolas en otros. Cristobal Larez Velasquez RESUMEN: Se estudio la extracción con Saxhlet . 2. se determinaron las constantes físicas y químicas.7 % (p/p) con relación a las semillas secas . Colombia) AUTORES: Yañez Rueda X. Y. más aproximada a la realidad. TITULO: Estudio de aceites esenciales colombianas AUTORES: Eduardo Calderón Gómez. y se ha fijado. al mismo tiempo. Rojas. de los ácidos grasos sólidos. con las nuevas adquisiciones científicas en la química de las sustancias grasas. RESUMEN: El aceite esencial de la cáscara de la naranja. Los aceites se obtuvieron por destilación con arrastre de vapor. RESUMEN: Dentro de este proyecto de investigación sobre aceites esenciales colombianos. Luis B.93%. 4. Iris Santos. AUTORES: Maria Escalante. se hizo el estudio cromatográfico en capa delgada y en fase gaseosa y se tomaron los espectros de absorción al ultravioleta y al infrarrojo. Félix. Universidad Nacional Mayor de San Marcos. Augusta I. Fritz F. Mario Carhuapoma. TITULO: Composición química. además de permitir la elaboración de formas farmacéuticas de uso local. caracterizar los componentes químicos del aceite esencial de Citrus sinensis L.proceso de transesterificacion con metanol . 6. Se obtuvo un rendimiento de 36 % de la grasa. Esto da un aceite de color amarillo de oro se obtuvo por extracción con disolventes empleando éter de petróleo . el punto de la fumigación. actividad antibacteriana del aceite esencial de CITRUS SINENSIS L. y el porcentaje de rendimiento. la cual luego de un proceso de precipitación en solución acuosa y de su re-cristalización en n-hexano genero una mezcla de ácidos con mayor contenido de ácidos insaturados. el punto flash. determinar su actividad antibacteriana y formular formas farmacéuticas. destacándose en el cromatograma señales espectrales de identificación en la elucidación de: Limoneno. Ruíz.la temperatura de congelación. el punto de combustión. Juárez. Jaramillo. la naturaleza de la llama. utilizando un sistema de hidrodestilación con arrastre de vapor de agua. Pedro A. Julio P. como: gravedad específica. Luis M. el factor de retención en una placa cromatográfico. ANEXOS . Choquesillo. Lizano. Facultad de Farmacia y Bioquímica. El aceite esencial se obtuvo del pericarpio . Las características de este aceite se ha especificado mediante la determinación del pH. Marilú R. Cotillo. José F. material insaponificable. López. (Naranja dulce). cuantificándose los componentes mayoritarios de la mezcla de metil-esteres por cromatografía de gases acoplada a masa (EG-EM). yodo. lográndose separar la mezcla de ácidos respectivos . Córdova. peróxido y el ácido se determinaron según el método análisis estándar. saponificación. AUTORES: José R. Norma J. Américo J. de la especie seleccionada. (naranja dulce) y formulación de una forma farmacéutica. Castro. RESUMEN: El presente estudio tuvo como objetivos. Jaúregui. Jesús V. así mismo. La composición química se determinó por Cromatografía de Gases/Espectrometría de Masa (CG/EM). Julio R. miscibilidad del disolvente . la densidad. posee actividad antibacteriana contra cepas de Staphylococcus aureus ATCC 25933 y Staphylococcus epidermidis. Los valores de ácidos grasos libres. El estudio ha permitido concluir que el aceite esencial de Citrus Sinensis L. índice de refracción y rotación óptica. TITULO: Extracción y evaluación cualitativa de aceite de semilla de naranja dulce de Africa AUTORES: Nwobi BE RESUMEN: Las semillas de la naranja dulce Citrus Sinensis africana se obtuvieron el descascarado en secado al sol y luego pasa a un molido. calor de combustión. 5. Ramos. La mezcla metil-esteres se sometió a una reacción de hidrolisis en medio alcalino . índice de refracción. la gravedad específica. se realizaron los ensayos de miscibilidad y determinación de constantes físicas. principalmente de uso local. RECURSOS HUMANOS .