UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA QUÍMICA
PROYECTO DE TESIS
EXTRACCIÓN DEL ACEITE ESENCIAL DE CEDRÓN
“
(Aloysia triphylla) MEDIANTE EL MÉTODO DE ARRASTRE DE VAPOR PARA LA OBTENCIÓN Y ESTUDIO DE SUS COMPONENTES MAYORITARIOS M AYORITARIOS ” PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO QUÍMICO AUTORES: MARÍA BARDALES HUAMÁN MARLON RONI FARFÁN CHAUPIS Callao, Agosto, 2017 PERÚ
EXTRACCIÓN DEL
“
ACEITE ESENCIAL DE CEDRÓN (Aloysia triphylla) MEDIANTE EL MÉTODO DE ARRASTRE DE VAPOR PARA LA OBTENCIÓN Y ESTUDIO DE SUS COMPONENTES MAYORITARIOS” 2
EXTRACCIÓN DEL
“
ACEITE ESENCIAL DE CEDRÓN (Aloysia triphylla) MEDIANTE EL MÉTODO DE ARRASTRE DE VAPOR PARA LA OBTENCIÓN Y ESTUDIO DE SUS COMPONENTES MAYORITARIOS” 2
ÍNDICE INTRODUCCIÓN I.
II.
III.
5
PLANTEAMIENTO PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.1
Determinación del problema
6
1.2
Formulación de problemas
6
1.3
Objetivos de la investigación
7
1.4
Justificación
7
MARCO TEÓRICO 2.1
Antecedentes del estudio
9
2.2
Generalidades Generalidades del Cedrón (Aloysia triphylla)
9
2.3
Usos del cedrón
2.4
Definición de los aceites esenciales
11
2.5
Clasificación de los aceites esenciales
12
2.6
Extracción de los aceites esenciales
13
2.7
Aplicaciones de los aceites esenciales
15
2.8
Control de calidad de los aceites esenciales
16
2.9
Composición química y estructura del aceite de cedrón
16
10
VARIABLES E HIPÓTESIS 3.1
Variables de la investigación
19
3.2
Operacionalización Operacionalización de variables
19
3.3
Hipótesis General
20
3.4
Hipótesis Especificas
20
IV. METODOLOGÍA 4.1
Tipo de investigación
21
4.2
Diseño de la investigación
21 3
4.3
Población y muestra
22
4.4
Técnicas e Instrumentos de recolección de datos
22
4.5
Plan de análisis estadístico de datos
23
V.
CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
24
VI.
PRESUPUESTO
25
VII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
26
VIII. ANEXOS
27
8.1 Matriz de consistencia completa 8.2 Equipo experimental 8.3 Clasificación taxonómica del cedrón 8.4 Esquema tentativo de la tesis
4
INTRODUCCIÓN Los aceites esenciales son sustancias odoríferas de naturaleza oleosa y están ampliamente distribuidos en distintas partes del vegetal (maderas, raíces, corteza, hojas, flores, semillas, etc.); es así que en la presente tesis, en un interés investigativo y científico se desarrolla el proceso de extracción del aceite esencial de cedrón en un equipo experimental con el objetivo general de determinar el comportamiento de sus componentes mayoritarios del aceite de cedrón mediante el método de arrastre con vapor. El proceso de extracción del aceite esencial de cedrón en un equipo experimental, consiste de un extractor de arrastre de vapor acoplado a una columna de relleno, de tal manera que se obtienen diferentes concentraciones de aceite esencial a diferentes temperaturas y tiempo dependiendo de las características de la materia prima que se utiliza. Entre los principales beneficios curativos de la planta de cedrón se consideran: antiespasmódico, antihistamínico, carminativo, sedante, antiséptico y analgésico local. En la presente tesis, nos enfocaremos en la obtención del aceite esencial de cedrón a partir de hoja seca; a una determinada humedad relativa y acondicionada a un tamaño de 0.5cm de diámetro.
5
I.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1 Determinación del problema Dentro de las operaciones unitarias de importancia en el mundo está el fraccionamiento. El fraccionamiento no solo es una operación de interés para la industria petroquímica; también existe interés de este tipo de operación en la industria farmacéutica e industria de alimentos. Por lo tanto existe la necesidad de conocer el comportamiento de sus componentes mayoritarios del aceite de cedrón.
1.2 Formulación del problema Problema General ¿Cuál es el comportamiento de los componentes mayoritarios del aceite de cedrón (aloysia triphylla) mediante extracción por arrastre con vapor?
Problemas específicos a) ¿Cuáles son las características físicas, químicas, físico-químicas y taxonómicas del cedrón (aloysia triphylla)? b) ¿Cuál será la composición de los componentes mayoritarios en la extracción por arrastre con vapor del aceite esencial de cedrón?
1.3 Objetivos de la investigación Objetivo General Determinar el comportamiento de los componentes mayoritarios del aceite de cedrón (aloysia triphylla) mediante extracción por arrastre con vapor.
Objetivos Específicos a) Determinar las características físicas, químicas, físico-químicas y taxonómicas del cedrón (aloysia triphylla)
6
b) Determinar la composición de los componentes mayoritarios en la extracción por arrastre con vapor del aceite esencial de cedrón.
1.4 Justificación Las razones que justifican la presente investigación son:
Teórica: El proceso más estudiado y analizado para obtener aceites esenciales se desarrollan relacionados a procesos de destilación por arrastre de vapor, siendo una variante en nuestro caso la columna de relleno, cuyo propósito es lograr una mejor interacción de las partículas de aceite –agua de tal forma que aumente su eficiencia logrando una extracción y fraccionamiento simultáneo.
Tecnológica: Debido a que se utilizan equipos conocidos en el área de ingeniería química y no presenta grandes inconvenientes para obtención del equipo experimental, además de permitirnos obtener un aceite esencial de cedrón de gran calidad, mediante el proceso de extracción y fraccionamiento simultáneo del aceite, la disponibilidad y necesidad tecnológica es justificable ya que intensificar en la tecnología no representaría variación considerable en la calidad del aceite, además de resultar más difícil la obtención de los equipos.
Económica: El alto costo que presentan otros procesos de obtención de aceites esenciales, relacionados con la capacidad y eficiencia, hace un valor importante en el tema económico, debido a que el proceso de extracción y fraccionamiento simultáneo del aceite nos da buenos resultados y los costos no son muy altos si lo comparamos con procesos más sofisticados, además si a esto le sumamos que la obtención del equipo experimental es adquirido por 38 participantes el tema económico es conveniente.
7
II. MARCO TEÓRICO 2.1 Antecedentes de estudio OLGA LILIANA DIAZ FAJARDO. Realizó “ESTUDIO COMPARATIVO DE LA COMPOSICION QUÍMICA Y EVALUACIÓN DE LA ACTIVIDAD ANTIOXIDANTE DEL ACEITE ESENCIAL DE ALOYSIA TRIPHYLLA (L´HER) BRITTON” Se comparó la composición química de aceites esenciales de plantas de Cedrón (Aloysia Triphylla), recolectada en tres regiones de Colombia: Rionegro, Rosal y Bolívar en diferentes estados de madurez. Los aceites esenciales fueron obtenidos por hidrodestilación asistida por la radiación de microondas y analizados por GC-MS e componente mayoritario fue el citral (32-41%), con el fin de evaluar el efecto del estado de desarrollo y lugar de procedencia de la planta, sobre la composición química del aceite.
AQUINO CRUZADO EVERT LEONIDAS. Realizó “EFECTO DE LA PRESIÓN DE VAPOR Y TIEMPO DE EXTRACCIÓN EN EL RENDIMIENTO Y CARACTERISTICAS FISICOQUIMICAS DE ACEITE ESENCIAL DE CEDRÓN (Aloysia triphylla)” Se determinó que solo la variable presión ejerce un efecto significativo sobre el rendimiento de extracción, obteniéndose mayores rendimientos de 0.8 - 0.95 a presiones de 140-160 Kpa y tiempos de 95-100 minutos. Se logró obtener los rangos de presión y tiempo de extracción adecuados en el índice de refracción e índice de carbonilo, siendo el v alor de la presión de 180 a 200 kpa y el tiempo de 80 a 100 minutos; y de 100 a 120 Kpa y 50 a 60 minutos respectivamente.
2.2 Marco conceptual 2.2.1 Generalidades del Cedrón (Aloysia triphylla) La Aloysia triphylla, pertenece a la familia de las Verbenáceas y es también conocida botánicamente con los nombres de Lippia citriodora Kunth, Lippia triphylla Kuntze, Aloysia citriodora Ortega. Popularmente, se le conoce en Colombia como “Cidrón”; en Argentina, “Cedrón”, “Hierba Luisa”; “María Luisa” y “Hierba de la princesa”, en España. Es apreciada como planta ornamental en los jardines y solares, debido al intenso y agradable olor a limón que desprenden sus hojas. Es un arbusto perenne, que 8
puede medir más de 1.50 m de altura. Su nombre “triphylla” se debe a que sus hojas simples, rugosas e insertadas en cada nudo, están reunidas en vértices de tres; sus flores son pequeñas, blancas por fuera y violáceas por dentro. Esta planta es originaria de la región montañosa del norte de Argentina (la Rioja, Salta), donde crece silvestre. Es cultivada en México, Venezuela, Brasil, Perú, Uruguay, Chile, Estados Unidos e introducida en Europa y Norte de África. Los cultivos pueden durar hasta 15 años y se ubican en lugares soleados o en semisombra; se ha observado, que la concentración de aceite esencial en las hojas aumenta con iluminación solar alta; y disminuye en las plantas que crecen bajo la sombra. FIGURA N° 01 CEDRÓN ( Aloysia triphylla)
2.2.2 Usos y propiedades Los principales beneficios curativos de la planta del cedrón son: •
Antiespasmódico: el cedrón resulta muy útil para tratar casos de
diarrea, tanto en niños como en adultos.
9
• Carminativo: recomendado para tratar casos de acumulación de gases, resultando muy indicado para flatulencias o meteorismo. • Sedante: El cedrón es muy útil para controlar los nervios y reducir los niveles de ansiedad. • Antihistamínico: Tiene propiedades que reducen los efectos causados por la liberación de histamina, por lo que es muy útil para tratar reacciones alérgicas. • Antiséptico: El cedrón posee propiedades, que ayudan a evitar infecciones en heridas. • Analgésico local: Por su composición el cedrón es sedante y analgésico, con lo cual reduce la sensación de dolor provocada por una herida o lesión.
2.2.3 Definición de los aceites esenciales. Los aceites esenciales son compuestos naturales, líquidos, volátiles y de agradable aroma extraídos de las plantas mediante procesos de destilación. Es por esto que son productos químicos que forman las esencias odoríferas de un gran número de vegetales. El concepto de aceite esencial se aplica también a las sustancias sintéticas obtenidas a partir del alquitrán de la hulla y a las sustancias semisintéticas preparadas con aceites o esencias naturales. Estos productos de origen vegetal son volátiles, olorosos, solubles en grasas, disolventes orgánicos, pero insolubles en agua. Estas características de solubilidad permiten definirlos como aceites y su característica de olor como esencias. Pero no tienen nada en común con aceites tales como el de càrtamo, el de pepitas de calabaza (curbicia), el de palma o el de sésamo. Si muchos aceites esenciales son utilizados por sus propiedades medicinales, otros son utilizados en agroalimentación como las especias y los aromáticos.
10
Son sustancias muy ligeras y de textura muy fina, se fabrican a partir de una amplia variedad de flora que va desde las plantas más modestas hasta las exóticas orquídeas, rosas y de algunas frutas, como la naranja y la manzana. También se extraen aceites esenciales de las hojas las raíces, las cortezas de los árboles, flores, semillas y frutos. En las diferentes partes de las plantas, las esencias son almacenadas, localizadas o sintetizadas en lugares bien precisos, especializados, próximos a la superficie de la planta. Así es posible encontrar los aceites esenciales, retenidos en células especiales, en bolsillos, pelos o canales secretos. Los aceites esenciales tienen una enorme cantidad de usos y se obtienen tanto de plantas cultivadas como de plantas silvestres FAO (1998), estima que existen alrededor de 3000 aceites esenciales conocidos a nivel mundial, de los cuales aproximadamente el 10% tienen importancia comercial. La mayoría de los aceites se usan en cosméticos, masajes, aromaterapia, alimentos o en productos de limpieza, otros son usados como repelentes de insectos tanto para el hombre como para el ganado y en medicina se aplican en el tratamiento de una amplia diversidad de afecciones.
2.2.4 Clasificación de los aceites esenciales. Los aceites esenciales se clasifican en base a diferentes criterios como: consistencia, origen y naturaleza química de los componentes mayoritarios. De acuerdo con su consistencia se clasifican en esencias fluidas, bálsamos y oleorresinas. Las esencias fluidas son líquidos volátiles a temperatura ambiente. Los Bálsamos son de consistencia más espesa, son poco volátiles y propensos a sufrir reacciones de polimerización, por ejemplo: el bálsamo de copaiba, el bálsamo del Perú, Benjuí, bálsamo de Tolú, Estoraque, etc. Las oleorresinas tienen el aroma de las plantas en forma concentrada y son típicamente líquidos muy viscosos o sustancias semisólidas (caucho, gutapercha, chicle, balata, oleorresina de páprika, de pimienta negra, de clavero, etc.). De acuerdo a su origen los aceites esenciales se clasifican como naturales, artificiales y sintéticos. Los naturales se obtienen directamente de la planta y no sufren modificaciones físicas ni químicas posteriores, debido a su rendimiento tan bajo son muy costosas. Los artificiales se obtienen a través de procesos de enriquecimiento de la misma esencia con uno o varios de sus componentes, por 11
ejemplo, la mezcla de esencias de rosa, geranio y jazmín enriquecidas con linalol, o la esencia de anís enriquecida con anetol. Los aceites esenciales sintéticos como su nombre lo indica son los producidos por la combinación de sus componentes los cuales son la mayoría de las veces producidos por procesos de síntesis química. Estos son más económicos y por lo tanto son mucho más utilizados como aromatizantes y saborizantes (esencias de vainilla, limón, fresa, etc.). Desde el punto de vista químico y a pesar de su composición compleja de diferentes tipos de sustancias, los aceites esenciales se pueden clasificar de acuerdo con el tipo de sustancias que son los componentes mayoritarios. Según esto los aceites esenciales ricos en monoterpenos se denominan aceites esenciales monoterpenoides (p.ej. hierbabuena, albahaca, salvia, etc.). Los ricos en sexquiterpenos son los aceites esenciales sexquiterpenoides (p.ej Copiaba, pino junípero, etc.). Los ricos en fenilpropanos son los aceites esénciales fenilpropanoides (p.ej. Clavo, canela, anís, etc.).
2.2.5 Extracción de los aceites esenciales. La extracción de los aceites esenciales de las partes vegetales se realiza de diversas formas, en función de la calidad del aceite por extraer y de la estabilidad de sus constituyentes, ya que en la mayoría de los casos éstos tienden a degradarse cuando se someten a altas temperaturas u otro tipo de tratamiento extremo. La extracción de aceites esenciales se realiza fundamentalmente por cuatro métodos, establecidos en base a la hidrodestilación:
2.2.6 Métodos de extracción de aceites esenciales de plantas aromáticas Los aceites esenciales se pueden extraer de las muestras vegetales mediante diferentes métodos como: expresión, destilación con vapor de agua, extracción con solventes volátiles, enfleurage y con fluidos supercríticos. Expresión el material vegetal es exprimido mecánicamente para liberar el aceite y este es recolectado y filtrado. Este método es utilizado para el caso de las esencia de cítricos. Por ejemplo aceite esencial de limón. Destilación por arrastre con vapor de agua, la muestra vegetal generalmente fresca y cortada en trozos pequeños, se coloca en un recipiente cerrado y 12
sometida a una corriente de vapor de agua sobrecalentado, la esencia así arrastrada es posteriormente condensada, recolectada y separada de la fracción acuosa. Esta técnica es muy utilizada especialmente para esencias fluidas, especialmente las utilizadas para perfumería. Se utiliza a nivel industrial debido a su alto rendimiento, la pureza del aceite obtenido y porque no requiere tecnología sofisticada. Por ejemplo aceite esencial de cedrón. Extracción con solventes volátiles, la muestra seca y molida se pone en contacto con solventes tales como alcohol, cloroformo, etc. Estos solventes solubilizan la esencia pero también extraen otras sustancias tales como grasas y ceras, obteniéndose al final una esencia impura. Se utiliza a escala de laboratorio pues a nivel industrial resulta costoso por el valor comercial de los solventes, porque se obtienen esencias impurificadas con otras sustancias, y además por el riesgo de explosión e incendio característicos de muchos solventes orgánicos volátiles. Por ejemplo aceite esencial de anís. Método de enflorado o enfleurage, el material vegetal (generalmente flores) es puesto en contacto con una grasa. La esencia es solubilizada en la grasa que actúa como vehículo extractor. Se obtiene inicialmente una mezcla de aceite esencial y grasa la cual es separada posteriormente por otros medios físicoquímicos. En general se recurre al agregado de alcohol caliente a la mezcla y su posterior enfriamiento para separar la grasa (insoluble) y el extracto aromático. Esta técnica es empleada para la obtención de esencias florales (rosa, jazmín, azahar, etc.), pero su bajo rendimiento y la difícil separación del solvente extractor la hacen costosa. Método de extracción con fluidos supercríticos, es de desarrollo más reciente, el material vegetal cortado en trozos pequeños, licuado o molido, se empaca en una cámara de acero inoxidable y se hace circular a través de la muest ra un fluido en estado supercrítico (por ejemplo CO2), las esencias son así solubilizadas y arrastradas por el fluido supercrítico, que actúa como solvente extractor, se elimina por descompresión progresiva hasta alcanzar la presión y temperatura ambiente. Finalmente se obtiene una esencia cuyo grado de pureza depende de las condiciones de extracción. Aunque presenta varias ventajas como rendimiento alto, es ecológicamente compatible, el solvente se elimina fácilmente e inclusive se puede reciclar, y las bajas temperaturas utilizadas para la extracción no 13
cambian químicamente los componentes de la esencia, sin embargo el equipo requerido es relativamente costoso, ya que se requieren bombas de alta presión y sistemas de extracción también resistentes a las altas presiones. Antes del proceso de destilación la parte de la planta de interés se seca parcialmente y se machaca, esto ayuda a incrementar la superficie de contacto del solvente y agilizar el proceso de destilación. Los aceites esenciales extraídos tienen amplia comercialización en el mercado mundial aunque la demanda es bastante fija. Los precios son muy variables y dependen en gran medida de la calidad del aceite.
2.2.7 Aplicaciones de los aceites esenciales El tipo de aceite esencial y su calidad, determinan en qué producto final será incorporado un aceite. Los aceite esencial son ampliamente utilizados como materia prima en diferentes tipos de industria, cosmética, alimenticia, bebidas, textil, etc., mientras que otras industrias pueden usar productos aislados de esencias, como es el caso de la industria farmacéutica (Biocomercio Sostenible, 2003). La siguiente tabla proporciona una visión general del uso del aceite esencial en las diferentes ramas de consumo.
14
2.2.8 Control de calidad de los aceites esenciales
Dentro de todos los niveles de la cadena productiva de aceites esenciales, el primer control que se realiza, es el de los parámetros organolépticos. Esta prueba se realiza para saber si el aceite esencial presenta adulteración, por ejemplo la dilución, aunque en otros casos, el comprador puede exigir un análisis químico con el fin de saber la proporción en la cual se encuentran sus componentes principales, o en el peor de los casos, exigirle a la empresa certificaciones en BPM, ISO. En la siguiente tabla, se observan los parámetros que más se utilizan para el control de calidad del aceite esencial.
2.2.9 Composición química del aceite esencial del cedrón. Dado que los aceites esenciales son las fracciones liquidas volátiles, generalmente destilables por arrastre con vapor de agua, que contienen las sustancias responsables del aroma de las plantas y que son importantes en la industria cosmética, de alimentos y farmacéutica. 15
Citral Es una mezcla de dos aldehídos monoterpénicos isoméricos, geranial y neral. El isómero trans- se conoce como geranial o citral A, (E)- 3,7- dimetil-2,6octadienal y el isómero cis- se conoce como neral o citral B, (Z)- 3,7- dimetil-2,6octadienal El citral es el componente mayoritario del aceite esencial de Aloysia triphylla, se caracteriza por un fuerte olor a limón; su sensibilidad a la exposición de la luz, calor, oxígeno y pH bajos o altos, provoca, con el paso del tiempo, un aumento en la densidad del aceite esencial; citral está presente en otras plantas como el lemon grass, jengibre, naranja y algunas variedades de albahaca. Este compuesto, es materia prima para la síntesis de iononas, vitaminas A y E, así como un ingrediente importante en la industria de al imentos y perfumes. Por ser un aldehído α, β-insaturado, el citral puede presentar reacciones de hidrogenación con la formación de alcoholes insaturados, por ejemplo el geraniol, nerol y citronelol (Figura 3); productos que son de gran interés como intermediarios en síntesis orgánica en la industria química, industrias de sabores y fragancias y la industria farmacéutica. Se considera, que los compuestos responsables por el olor “cítrico” del aceite esencial de esta especie son el citral, limoneno, geraniol y nerol.
Limoneno El limoneno es el otro componente abundante en el aceite esencial de Aloysia triphylla (7-11%), es un monoterpeno de fórmula C10H16, presenta dos isómeros ópticos, el R-(+)-limoneno y el S-(-)-limoneno (Figura 4). Se encuentra abundante en muchos aceites esenciales, el (+) limoneno en la corteza de naranja y en el aceite de alcaravea, el (-) limoneno en las hojas de pino. Tiene una gran importancia en la industria, se emplea en la producción de p-cimeno, como disolventes de resinas, pigmentos, tintas, en la fabricación de adhesivos y en la obtención de la carvona. Últimamente, la demanda del compuesto se debe a su aplicación como disolvente biodegradable. Es utilizado en muchos procesos farmacéuticos y de alimentos, para dar sabor, por ejemplo en la obtención de sabores artificiales de menta, en la fabricación de dulces y goma de mascar. Recientes estudios apuntan a que el 16
limoneno tiene efectos anticancerígenos, incrementa los niveles de enzimas hepáticas implicadas en la detoxificación de carcinógenos.
COMPONENTES PRESENTES EN EL ACEITE ESENCIAL DE ALOYSIA TRIPHYLLA QUE MUESTRAN ACTIVIDAD BIOLÓGICA: Citral: antibacterial, fungicida. - componente mayoritario Linalol: antibacterial. Canfeno: antioxidante. α-Terpineol: antibacterial. trans-β-Cariofileno: antibacterial. Limoneno: antibacterial. - componente mayoritario El aceite esencial de Aloysia triphylla ha demostrado tener actividad antiespasmódica, por el contenido de compuestos polifenólicos, tales como hidroxicinámatos, flavonoides tipo el luteolin-7- glucósido (Carnat et al., 1999), exhiben actividad antibacteriana fuerte sobre la Helicobacter pylori, mientras que presenta una acción moderada contra la Fusarium verticillioides, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Escherichia coli, Candida albicans (Ohno, 2003). Los verbascósidos aislados de las hojas de Aloysia triphylla presentan propiedades analgésicas. El contenido de flavonoides y varios compuestos fenólicos en la Aloysia triphylla le proporcionan actividad antioxidante.
17
III.
VARIABLES E HIPÓTESIS
3.1. Variables de la investigación 3.1.1 Variable dependiente Comportamiento de los destilados de composición diferenciada del aceite de cedrón
(aloysia triphylla) mediante extracción y fraccionamiento
simultáneo.
3.1.2 Variable independiente Características físicas, químicas, físico-químicas y taxonómicas del cedrón (aloysia triphylla)
3.2. Operacionalización de variables Y= f(X1, X2 ) Con la finalidad de probar la hipótesis formulada en el presente trabajo, someteremos a un
proceso de operacionalización de las variables,
identificando a los indicadores claves en cada una de ellas encontrar las marchas sistemáticas recoger
datos
experimentales
a fin de
y tecnológicas que nos permitan
para modelar el proceso funcional o
evaluar la curva característica de alguna función típica.
3.2.1 Variable dependiente Y=
Comportamiento de los destilados de composición diferenciada del
aceite de cedrón (aloysia triphylla) mediante extracción y fraccionamiento simultáneo.
Indicadores:
ml
de
cada
fracción
obtenida
por
cada
Kg
de
cedrón………………..………… y1
18
3.2.2 Variables independientes X1 = Características físicas, químicas, físico-químicas y taxonómicas del cedrón (aloysia triphylla) Clasificación.…………………. x1 % (composición porcentual).…x2
X2 = Composición de los destilados diferenciados en la extracción y fraccionamiento simultáneo del aceite esencial de cedrón. Índice de refracción……….…...x 3 ºC…………………………….…...x4 min. …………………….…….….x5
3.3. Hipótesis General “El comportamiento de los destilados de composición diferenciada del aceite de cedrón (aloysia triphylla) mediante extracción y fraccionamiento simultáneo es de forma polinómica”
3.4. Hipótesis Específicas
a) El aceite esencial del cedrón (aloysia triphylla) se encuentra distribuido en mayor proporción en las hojas y la forma más eficiente de extracción es a partir del material seco.
b) La composición de los destilados diferenciados en la extracción y fraccionamiento simultáneo son los que se obtienen de los diferentes destilados de acuerdo a la temperatura y el tiempo.
19
IV. 4.1
METODOLOGIA
Tipo de Investigación Los tipos de investigación que se realizaran en el presente trabajo de tesis
son:
a) sirven
Por su finalidad. Es del tipo aplicada, porque los resultados obtenidos para poder utilizarlos en la práctica para posteriores trabajos de
investigación.
b)
Por su diseño interpretativo. Es experimental, porque en el trabajo de
investigación se realizará la observación, el registro y el análisis de las variables correspondientes.
c)
Por el énfasis en la naturaleza de los datos manejados. El presente
proyecto es del tipo cualitativo y cuantitativo porque las variables de investigación son medibles.
4.2
Diseño de la Investigación El diseño de la presente investigación ha considerado tres etapas:
Primera etapa de la investigación
En la primera etapa de la investigación se recurrirá a procedimientos experimentales en el equipo experimental, mediante revisión teórica y análisis en laboratorio vinculados a la variable de investigación, que será la variable X1 (Características físicas, químicas, físico-químicas y taxonómicas del cedrón aloysia triphylla); con el propósito de obtener y comprobar información científica y compararla con los resultados obtenidos de manera experimental.
Segunda etapa de la investigación
En la segunda etapa de la investigación se realizarán los análisis de laboratorio vinculados a la variable de investigación. Que será la 20
variable X2 (Composición de los destilados diferenciados en la extracción y fraccionamiento simultáneo a condiciones distintas de operación), con el propósito de realizar las corridas experimentales que comprobarán las hipótesis planteadas inicialmente.
Tercera etapa de la investigación
En la tercera etapa de la investigación con la información obtenida y los experimentos realizados tanto en la primera y en la segunda etapa, se realizará un riguroso análisis estadístico de datos. En esta etapa se identifica a la variable Y (Comportamiento de los destilados de composición diferenciada del aceite de cedrón aloysia triphylla).
4.3
Población y Muestra 4.3.1 Muestra experimental En la presente investigación no se aplica el concepto de POBLACIÓN. Pero sí el de muestra experimental. La muestra experimental estará conformada por 100 g de hojas secas de cedrón en condiciones de secado por 5 días a temperatura ambiente con un porcentaje de humedad de….
4.4
Técnicas e instrumentos de recolección de datos 4.4.1 Recolección de datos en la primera etapa - Se logró realizando procedimientos experimentales, tomando nota de los resultados obtenidos en cada corrida. - Se tomó apuntes de los datos más resaltantes encontrados en diferentes fuentes bibliográficas como publicaciones científicas y patentes con respecto al cedrón.
21
- Se realizó el análisis en laboratorio que nos permitió corroborar los datos encontrados en las fuentes bibliográficas anteriormente mencionadas.
4.4.2 Recolección de datos en la segunda etapa - Se realizaron los análisis en laboratorio del aceite esencial del orégano obtenido, y los datos fueron comparados con los datos hallados en las fuentes bibliográficas ya mencionadas.
4.5 Plan de análisis estadísticos de datos En la tercera etapa de la investigación, los resultados obtenidos de las pruebas de laboratorio, se pueden determinar de acuerdo a los objetivos y variables del estudio. En este caso se utilizará el análisis de varianza ANOVA como procedimiento para analizar si las fracciones de cada uno de los destilados son diferentes o similares dando la validez a la hipótesis planteada. Se utilizó una probabilidad del 99.9%.
22
V.
CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
Meses Actividades
1
Recopilación de bibliografía
x
Objetivo especifico 1
x
2
3
x
x
Objetivos específicos 2
x
x
Objetivos específicos 3
x
x
Organización de información Elaboración y presentación del Informe Final
4
5
6
x
x x
x x
23
VI.
PRESUPUESTO
Para la investigación se aplicará el siguiente presupuesto:
A. BIENES
BIENES
CANT
UNIDAD DE
PRECIO
PRECIO
MEDIDA
UNITARIO
TOTAL
S/. 12,00
S/. 60,00
Papel bond de 70 gr
5
Paq. De 500
Fichas de investigación
2
Ciento
15,00
15,00
Libros
5
Unidad
60,00
300,00
Equipo experimental
1
Unidad
500,00
500,00
Tablet
1
Unidad
400,00
400,00
TOTAL
S/. 1275,00
24
B. SERVICIOS
SERVICIOS Asesoramiento Digitación e impresión
CANT
UNIDAD DE
PRECIO
PRECIO
MEDIDA
UNITARIO
TOTAL
2 100
paginas
4100,00
S/. 8200,00
0,80
80,00
2,00
10,00
Espiralado del proyecto
5
Digitación computadora
160
paginas
1.00
160,00
6
ejemplares
20,00
120,00
Empastado tesis Reactivos e insumos Materia prima
150,00 5
kilos
20,00
Análisis de muestras
100,00 700,00
COSTO PROMEDIO
S/. 9520,00
Forma de financiamiento El Proyecto será financiado por recursos propios de los autores.
25
VII.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. ACEITES ESENCIALES. https://es.scribd.com/doc/112531026/MonografiaCorregida-Del-Cedron (20 de abril del 2016). 2. AQUINO CRUZADO EVERT LEONIDAS, “EFECTO DE LA PRESIÓN DE VAPOR Y TIEMPO DE EXTRACCIÓN EN EL RENDIMIENTO Y CARACTERISTICAS FISICOQUIMICAS DE ACEITE ESENCIAL DE CEDRÓN (Aloysia triphylla)” 3. DÍAZ, O. 2007. Estudio comparativo de la composición química y evaluación de la actividad antioxidante del aceite esencial de Aloysia triphylla cultivada en 3 regiones de Colombia. 4. CUADRADO CAMPO, Walter; CARHUALLANQUI ÁVILA, Shalin “EXTRACCIÓN DE ACEITE ESENCIAL DE CEDRÓN (Aloysia Triphylla L´Herit) POR ARRASTRE DE VAPOR EN EL DISTRITO DE TARMA” Facultad de Ciencias Aplicadas de la Universidad Nacional del Centro del Perú 5. ALDEMAR PLUTARCO SALAZAR MORA; SEGUNDO IBAN AYANQUER CHUGA. “OBTENCIÓN DE ACEITES ESENCIALES DE CEDRÒN (Aloysia triphylla), SUNFO (Clinopodium nubigenum (Kunth) Kuntze) y HIERBA LUISA (Cymbopogon Citratus), EN UN ALAMBIQUE TIPO CACHIMBO POR COHOBACION.”
26
ANEXOS
27
ANEXO N°1.- MATRIZ DE CONSISTENCIA COMPLETA “EXTRACCIÓN DEL ACEITE ESENCIAL DE CEDRÓN (Aloysia triphylla) MEDIANTE EL MÉTODO DE ARRASTRE DE VAPOR PARA LA OBTENCIÓN Y ESTUDIO DE SUS COMPONENTES MAYORITARIOS”.
PROBLEMA GENERAL ¿Cuál será el comportamiento de los componentes mayoritarios del aceite esencial de cedrón (aloysia triphylla) mediante extracción por arrastre con vapor? SUB – PROBLEMA a) ¿Cuáles son las características físicas, químicas, físico-químicas y taxonómicas del cedrón (aloysia triphylla)? b) ¿Cuál será la composición de los componentes mayoritarios en la extracción por arrastre con vapor. del aceite esencial de cedrón?
OBJETIVO GENERAL
HIP TESIS GENERAL
Determinar el comportamiento de los componentes mayoritarios del aceite de cedrón (aloysia triphylla) mediante extracción por arrastre con vapor.
El comportamiento de los componentes mayoritarios del aceite de cedrón (aloysia triphylla) mediante extracción por arrastre con vapor es de forma polinómica.
OBJETIVOS ESPECIFICOS a) Determinar las características físicas, químicas, físico-químicas y taxonómicas del cedrón (aloysia triphylla) b) Determinar la composición de los componentes mayoritarios en la extracción por arrastre con vapor. del aceite esencial de cedrón.
HIPÓTESIS ESPECIFICAS a) El aceite esencial del cedrón (aloysia triphylla) se encuentra distribuido en mayor proporción en las hojas y la forma más eficiente de extracción es a partir del material seco. b) La composición de los componentes mayoritarios en la extracción por arrastre con vapor son los que se obtienen de los diferentes destilados de acuerdo a la temperatura y el tiempo.
VARIABLE DEPENDIENTE (Y) Comportamiento de los componentes mayoritarios del aceite de cedrón (aloysia triphylla) mediante extracción por arrastre con vapor VARIABLE INDEPENDIENTE (X1) Características físicas, químicas, físico-químicas y taxonómicas del cedrón (aloysia triphylla) (X2 ) Composición de los componentes mayoritarios en la extracción por arrastre con vapor del aceite esencial de cedrón.
DIMENSIONES
INDICADORES
- Cantidad de cada una de las fracciones del aceite esencial de cedrón obtenidas. - Composición de cada fracción
- ml. de cada fracción obtenida por cada Kg de cedrón.
DIMENSIONES
INDICADORES
- Taxonomía - Humedad
- Composición fracción. - Variación temperatura en de la columna. - Tiempo procesamiento fracción.
de cada de la la cabeza
METODO -Análisis estadístico.
METODO
- Clasificación -%
- Revisión de publicaciones. - Análisis de laboratorio.
- ndice de refracción - °C. - min.
-Ensayos experimentales.
del de cada
Relación de Variables Y= f(X 1, X2) Y = Comportamiento de los componentes mayoritarios del aceite de cedrón (aloysia triphylla) mediante extracción por arrastre con vapor. X1 = Características físicas, químicas, físico-químicas y taxonómicas del cedrón (aloysia triphylla) x2 = Composición de los componentes mayoritarios en la extracción del aceite esencial de cedrón.
28
ANEXO N°2.- EQUIPO EXPERIMENTAL – EXTRACTOR DE ARRASTRE DE VAPOR ACOPLADO A UNA COLUMNA DE RELLENO Y UN CONDENSADOR
ANEXO N°2.- EQUIPO EXPERIMENTAL – EXTRACTOR DE ARRASTRE DE VAPOR ACOPLADO A UNA COLUMNA DE RELLENO Y UN CONDENSADOR
29
ANEXO N°3.- CLASISFICACIÓN TAXONÓMICA DEL CEDRÓN ( Aloysia triphylla) POR EL MUSEO DE HISTORIA NATURAL DE LA UNMSM POSICION TAXONOMICA.DIVISION: MAGNOLIOPHYTA CLASE: MAGNOLIOPSIDA SUB CLASE: ASTERIDAE ORDEN: LAMIACEAE GENERO: ALOYSIA ESPECIE: Aloysia triphylla (L´Hér) Britton
Nombre vulgar: CEDRON
30
31
ANEXO N°4.ESQUEMA TENTATIVO DE LA TESIS CARATULA PAGINA DE RESPETO HOJA DE REFERENCIA DEL JURADO Y APROBACIÓN DEDICATORIA AGRADECIMIENTO INDICE TABLA DE CONTENIDO RESUMEN ABSTRACT I.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.1 Determinación del problema 1.2 Formulación de problemas 1.3 Objetivos de la investigación 1.4 Justificación
II.
MARCO TEORICO 2.1 Antecedentes del estudio 2.2 Generalidades del Cedrón (Aloysia triphylla) 2.3 Composición química del cedrón 2.4 Producción y comercialización 2.5 Usos del cedrón 2.6 Definición de los aceites esenciales 2.7 Distribución de los aceites esenciales en las plantas 2.8 Composición química de los aceites esenciales 2.9 Composición química y estructura del aceite de cedrón 2.10 Aplicaciones de los aceites esenciales 2.11 Control de calidad de los aceites esenciales 32
2.12 Producción y comercialización del aceite de cedrón 2.13 Clasificación de los aceites esenciales 2.14 Extracción de los aceites esenciales 2.15 Métodos de extracción de aceites esenciales 2.16 Métodos de extracción y fraccionamiento simultáneo 2.17 Definición de términos básicos
III.
VARIABLES E HIPOTESIS
3.1
Definición de las Variables de la investigación
3.2
Operacionalización de variables
3.3
Hipótesis General
3.4
Hipótesis Específicas
IV. METODOLOGIA 4.1 Tipo de investigación 4.2 Diseño de la investigación 4.3 Población y muestra 4.4 Técnicas e Instrumentos de recolección de datos 4.5 Procedimientos de recolección de datos 4.6 Procesamiento estadístico y análisis de datos
V.
RESULTADOS
VI.
DISCUSIÓN DE RESULTADOS 6.1 Contrastación de hipótesis con los resultados 6.2 Contrastación de resultados con otros estudios similares
VII. CONCLUSIONES VIII. RECOMENDACIONES IX.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ANEXOS 33