Guía básica paso por paso para instalar y operar una destiladora de aceites esenciales por arrastre de vapor diseñada en México. Capacidades de 30, 50, 100, 400 y 500 L. Red Mexicana de Plantas Medicinales y Aromáticas. Jardín Botánico Universitario. Universidad Autónoma de Tlaxcala. plantastlaxcala@gmail.com

1. Guía básica para la instalación y operación
de la destiladora de aceites esenciales
Biol. Miguel Ángel Gutiérrez Domínguez
Biol. Yolanda Betancourt Aguilar
Lic. Irma Betancourt Aguilar
Tlaxcala, Tlax, agosto de 2013

2. Extracción aceites esenciales


3. Definiciones

 La destilación es la operación de separar, mediante
vaporización y recondensación, los diferentes
componentes líquidos, solido en liquido o gases
licuados de una mezcla, aprovechando los diferentes
puntos de ebullición.
 La destilación por arrastre con vapor es una técnica
usada para separar sustancias orgánicas insolubles
en agua y ligeramente volátiles, de otras no volátiles
que se encuentran en la mezcla, como resinas o sales
inorgánicas, u otros compuestos orgánicos no
arrastrables.

4. Destilación por arrastre de vapor

 Destilación por arrastre de vapor
 Es llamada también: extracción por arrastre, hidrodifusión o
hidroextracción, steam distillation o hydrodistillation. Sin
embargo, no existe un nombre claro y conciso para definirla,
debido a que se desconoce exactamente lo que sucede en el
interior del equipo principal y porque se usan diferentes
condiciones del vapor de agua para la obtención. Es así que,
cuando se usa vapor saturado o sobrecalentado, fuera del
equipo principal, es llamado “destilación por arrastre de vapor”
(Günther, 1948).

5. Hidrodestilación

 Cuando se usa vapor saturado, pero la materia prima
está en contacto íntimo con el agua que genera el
vapor, se le llama “hidrodestilación” (Günther, 1948).
Cuando se usa vapor saturado, pero la materia no
está en contacto con el agua generadora, sino con un
reflujo del condensado formado en el interior del
destilador y se asumía que el agua era un agente
extractor, se le denominó “hidroextracción”
(Palomino y Cerpa, 1999).

6. Hidrodestilación


7. Hidrodestilación

 La hidrodestilación, se define como el proceso para
obtener el aceite esencial de una planta aromática,
mediante el uso del vapor saturado a presión
atmosférica. Por efecto de la temperatura del vapor (
100 ºC) en un cierto tiempo, el tejido vegetal se
rompe liberando el aceite esencial, el cual presenta a
estas condiciones una presión de vapor: PT = Pv + Pa
 La fracción de aceite esencial en la mezcla de vapor
será: Ya = Pa / PT

8. Hidrodestilación

 Descripción del proceso/ Equipo empleado
 La materia prima vegetal es cargada en un hidrodestilador, de
manera que forme un lecho fijo compactado. Su estado puede
ser molido, cortado, entero o la combinación de éstos. El vapor
de agua es inyectado mediante un distribuidor interno,
próximo a su base y con la presión suficiente para vencer la
resistencia hidráulica del lecho.
 La generación del vapor puede ser local (autoclave)
[hidrodestilación húmeda], remota (caldera)
 [hidrodestilación seca] o interna (base del recipiente)
[hidrodestilación directa].

9. Descripción proceso

 Conforme el vapor entra en contacto con el lecho, la materia
prima se calienta y va liberando el aceite esencial contenido y
éste, a su vez, debido a su alta volatilidad se va evaporando. Al
ser soluble en el vapor circundante, es “arrastrado”, corriente
arriba hacia el tope del hidrodestilador.
 La mezcla, vapor saturado y aceite esencial, fluye hacia un
condensador, mediante un “cuello de cisne” o prolongación
curvada del conducto de salida del hidrodestilador.
 En el condensador, la mezcla es condensada y enfriada, hasta la
temperatura ambiental. A la salida del condensador, se obtiene
una emulsión líquida inestable. La cual, es separada en un
decantador dinámico o florentino.

10. Descripción proceso

 Este equipo está lleno de agua fría al inicio de la operación y el
aceite esencial se va acumulando, debido a su casi
inmiscibilidad en el agua y a la diferencia de densidad y
viscosidad con el agua.
 Posee un ramal lateral, por el cual, el agua es desplazada para
favorecer la acumulación del aceite.
 El vapor condensado acompañante del aceite esencial y que
también se obtiene en el florentino, es llamado “agua floral”.
 Posee una pequeña concentración de los compuestos químicos
solubles del aceite esencial, lo cual le otorga un ligero aroma,
semejante al aceite obtenido.

11. Descripción proceso

 Si un hervidor (caldera) es usado para suministrar el
vapor saturado, el agua floral puede ser reciclada
continuamente. De otro modo, es almacenada como
un sub-producto. El proceso termina, cuando el
volumen del aceite esencial acumulado en el
florentino no varíe con el tiempo. A continuación, el
aceite es retirado del florentino y almacenado en un
recipiente y en lugar apropiado.
 El hidrodestilador es evacuado y llenado con la
siguiente carga de materia prima vegetal, para iniciar
una nueva operación.

12. Esquema funcionamiento


13. Destilación por arrastre de vapor
Técnica que sirve
fundamentalmente
para separar
sustancias
insolubles en agua y
literalmente
volátiles, de otros
productos no
volátiles mezclados
con ellas.

14. Factores que influyen en la
extracción

 Tiempo de secado del material. La materia prima vegetal generan
hongos que transfieren un olor terroso mohoso al aceite, debido a la
formación de ácidos grasos; por esto si el material no se procesa pronto
( 3 días) se dispone en literas para su oreo.
 Tiempo de extracción. Pasado un tiempo ya no sale más aceite y el
vapor posterior causa el arrastre por solubilidad ó emulsión del aceite,
presentando una disminución en el rendimiento.
 Presión del vapor. Si la presión del vapor de arrastre es muy alta (
máximo 6 psi), se presenta hidrólisis en el aceite disminuyendo su
calidad y su rendimiento.
 Factor de empaquetamiento. Si el material queda muy suelto, el
proceso termina muy pronto, presentando un alto consumo energético;
si queda muy apretado, el vapor se acanala disminuyendo el
rendimiento del aceite, debe de estar entre el 0.15 a 0.25 %

15. Factores que influyen en la
extracción

 Distribución interior del vapor.
 Eficiencia del condensador.
 Condensación interior. Se evita
realizando una purga previa a los 30
minutos de iniciado el proceso y
además, manteniendo el tanque bien
aislado.
 Tiempo de residencia en el florentino.
Sobretodo si el diámetro es muy
pequeño se produce arrastre del aceite.
 Material exhausto. El residuo se usa
como compost, abonos, es celulosa
hidrolizada.

16.  Aceites esenciales
Los aceites esenciales son concentrados que se
extraen por medio de algún proceso de las
hojas, flores, semillas, corteza, raíces o frutos de
diversas plantas; generalmente se evaporan al
contacto con el aire, por lo que también son
conocidos
como
aceites
volátiles.
La FAO (1998) estima que existen alrededor de
3,000 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, artesanías 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 (Thomas and Schumann, 1992).

17.  Composición y aplicaciones
Los aceites esenciales son líquidos volátiles, en
su mayoría insolubles en agua, pero fácilmente
solubles en alcohol, éter y aceites vegetales y
minerales. Por lo general no son oleosos al tacto.
Pueden agruparse en cinco clases, dependiendo
de su estructura química: alcoholes, ésteres,
aldehídos, cetonas y lactosas y óxidos.
Los aceites esenciales se utilizan para dar sabor y
aroma al café, el té, los vinos y las bebidas
alcohólicas. Son los ingredientes básicos en la
industria de los perfumes y se utilizan en
jabones, desinfectantes y productos similares.
También tienen importancia en medicina, tanto
por su sabor como por su efecto calmante del
dolor y su valor fisiológico.

18.  Los aceites esenciales están
conformados por mezclas
complejas de sustancias
volátiles tales como terpenos,
sesquiterpenos, alcoholes,
aldehidos, cetonas ácidos y
esteres acompañados de
compuestos no volátiles tales
como alcanfor y
ocasionalmente ceras de alto
peso molecular.
 Los compuestos oxigenados son
los que transmiten a las esencias
el aroma característico, siendo la
unidad estructural fundamental
de los terpenos el ISOPRENO,
el cual es un hidrocarburo
alifático insaturado, cuya
fórmula es la siguiente:
(C5H8)
Composición

19. Propiedades
Aspecto oleoso líquido a temperatura ambiente
Olor fuerte y penetrante.
Sabor a veces picante, cáustico, irritante, algunos
son aromáticos, dulces y delicados.
Volatilidad son altamente volátiles a temperatura
ambiente.
Estabilidad en la luz son fácilmente alterables en
cuanto a su olor y a su color, debido a la
presencia de los terpenos.
Temperatura de ebullición los monoterpenos
hierven en el rango de 170 a 2000C, mientras que
los sesquiterpenos en un rango de 250 a 2800C
Densidad los monoterpenos tienen menos de 0,9
g/ml, mientras que los sesquiterpenos más de 0,9
g/ml.

20. Compuestos en los aceites esenciales
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Esteres. Principalmente de ácido benzoico, acético, salicílico y
cinámico.
Alcoholes. Linalol, geraniol, citronelol, terpinol, mentol, borneol.
Aldehídos. Citral, citronelal, benzaldehído, cinamaldehído, aldehído
cumínico, vainillina.
Ácidos. Benzoico, cinámico, mirística, isovalérico todos en estado
libre.
Fenoles. Eugenol, timol, carvacrol.
Cetonas. Carvona, mentona, pulegona, irona, fenchona, tujona,
alcanfor, metilnonil cetona, metil heptenona.
Esteres. Cíñelo, éter interno (eucaliptol), anetol, safrol.
Lactosas. Cumarina.
Terpenos. Canfeno, pineno, limoneno, felandreno, cedreno.
Hidrocarburos. Cimeno, estireno (feniletileno).

21. Destilador por arrastre de vapor
 Para extraerlos por arrastre de vapor, se debe contar con un equipo
destilador de pequeñas dimensiones si se trata de una
determinación experimental en laboratorio y de mayor tamaño si
es una tarea a nivel industrial.
 Los destiladores constan de las siguientes partes: una fuente de
calor que genera vapor, un recipiente para alojar la hierba, un
colector del aceite esencial separado y un refrigerante para los
vapores.
 El vapor de agua atraviesa la hierba colocada en el recipiente,
extrae y arrastra el aceite esencial que tiene bajo punto de
volatilización y lo lleva hasta el refrigerante, donde al enfriarse se
condensa y se separa el agua del aceite por densidad.
 Si el aceite es menos denso queda en la superficie y si es mas
denso que el agua, va al fondo. De esta manera es fácil separarlo.
 Si bien la composición química de los aceites es muy variada, todos
ellos poseen algunas propiedades físicas en común, por ejemplo:
tienen alto índice de refracción, son ópticamente activos, etc.

22. Esquema básico de funcionamiento

23.  Las destilaciones por arrastre de vapor duran entre 3, 4 o
más horas, según la especie y parte de la planta de que se
trate, obteniéndose muy poca cantidad de aceite esencial.
Esto se debe a que el contenido en aceites de las plantas es
bajo, y por ello hace falta destilar abundante cantidad de
hierbas para obtener un volumen que justifique el gasto de
destilación.
 Los rendimientos suelen ser menores al 1%, es decir
destilando 100 kg. de hierba fresca, obtendremos menos
de 1 kg. de aceite esencial. Esto no sólo obliga a optimizar
la destilación, sino a contar con muchas toneladas de
hierba a destilar.
 En el laboratorio, pesamos con la balanza de precisión, la
hierba colocada a destilar y medimos el volumen de aceite
obtenido.
 Conociendo la densidad de dicho aceite, y utilizando la
fórmula: densidad del aceite * volumen de aceite= masa
del aceite
obtenido
 Ejemplo: 0,850 g/ml * 0,47 ml=0,4 g de aceite esencial

24. Ejemplos de plantas procesadas por
hidrodestilación

25.  Convirtiendo ese volumen a masa:
Si destilando X gramos de hierba, he
obtenido Y gramos de aceite, al destilar 100 gramos de
hierba obtendré Z gramos de aceite esencial.
 Z es el porcentaje de rendimiento de laboratorio
para esa hierba.
 Ejemplo:
 Si destilando 80 gramos he obtenido 0,4 gramos de
aceite esencial, al destilar 100 de hierba obtendré:
0,5 gr. de aceite esencial (0,5 % de aceite esencial).
 0,5 % es el porcentaje de rendimiento en laboratorio
para esa hierba.
 En la destilación industrial que por lo general se
realiza a campo, los rendimientos suelen ser
levemente inferiores.

26. Rendimientos de algunos aceites esenciales
Especie
Rendimiento
Estado de
la planta
Poleo
1,5 %
oreada
Orégano
0,2 %
fresca
Romero
0,6 %
fresca
Romero
0,88 %
seca
Albahaca
0,6 %
fresca
Albahaca
1,11 %
seca
1%
seca
0,4 %
flores secas
Cedrón
Manzanilla

27. Nombre
Vulgar
Nombre Científico
Parte % de Rdto. Comp. Principal
Utilzada
Anis
Pinpinella anisum
frutos
1,5 - 4
Anetol
Melisa
Melissa officinalis
hojas
0,1 - 0,2
Geraniol, citral
Citronela
Cymbopogon nardus
hojas
0,5 - 0,7
Geraniol,
citronelal
Lavanda
Lavandula officinalis
flores
0,5 - 1
Estragón
Artemisia
dranunculus
hojas
0,3 - 0,5
LImón
Citrus limon
cáscara
del fruto
3-4
Menta
Mentha arvensis
hojas
0,5 - 1
Molle
Schinus molle
frutos
secos
5-7
Tomillo
Thymus sp.
hojas
0,5 - 1,5
Orégano
Origanum sp.
hojas
1 - 1,5
Linalol, linalil ac
Metilchavicol
Limoneno, citral
Mentol
B-felendreno
Timol
Carvacrol, timol

28. Esquema básico del proceso de hidrodestilación
Arrastre de vapor

29. Modelos destiladores

30. Modelos destiladores

31. Modelos destiladores

34. DESTILADOR DISTRIBUIDO POR
REDMEXPLAM-PLANTASI

35. Componentes del destilador (1)
 Base tipo tripié
 Quemador o fogón de gas
LP
 Válvula del quemador (en el
equipo no se incluye tanque
de gas) con 2 m de manguera

36. Componentes del destilador (2)
a) Cilindro
b)Tapa
c)Tornillos
d)Termómetro
e)Válvula "dren" en la base
del destilador para vaciado
y/o recarga de agua, así
como para verificar nivel
interior
d)
b)
c)
a)
e)

37. Componentes del destilador (3)
Termómetro
Termómetro de 0 a
150 ° Celsius
Mirilla indicadora
del nivel de agua

38. Componentes del destilador (4)
Canastilla para poner el material
vegetal a destilarse
Condensador de flujo continuo
 Cuello de cisne con
precondensador

39. Componentes del destilador (5)
Cierres de la tapa con
tornillos tipo bisagra,
empaque de nitrilo resistente
a los abrasivos y al calor
Abrazaderas con empaques
plásticos para unir el
destilador al condensador
acoplando el cuello de cisne
con precondensador.

40. Instrumental extra que se
sugiere adquirir para la
separación del aceite esencial
y el hidrolato
Embudo de separación, matraz
Erlenmeyer, vaso de precipitado,
embudos, probetas, soporte
universal, pinzas,
frascos ámbar,
etc.

41. Procedimiento de instalación del destilador
1. Hacer las conexiones del
precondensador con la tapa y con
el condensador usando las
abrazaderas

42. 2. Fijar la tapa al cilindro
provisionalmente con los
tornillos.
3. Suba el equipo de
destilado a la estufa o
fogón y pruebe que
quede equilibrado para lo
cual el eje del
condensador deberá
coincidir con una de las
patas del tripie.

43. 4. Conectar los 2 m de manguera
con la estufa o fogón y el tanque
de gas revisando que no haya
fugas.
5. Conectar todas las
mangueras:
a) La salida superior del
condensados unir con
manguera transparente a la
salida más cercana del
precondensador cuello de
cisne

44. b) La otra salida del cuello cisne conectar
con manguera reforzada para que fluya el
agua limpia y caliente usada en el
destilado.

45. c) Conectar a la salida
inferior del
condensador vertical la
manguera portadora
del agua de la llave.
Vista del equipo destilador
con todas las mangueras
conectadas

46. 6. Añadir agua hasta la
perforación superior del
interior del cilindro sin
que cubra la parrilla
perforada. La cantidad de
agua varía según la
especie vegetal (6 a 8
litros).

47. 7. Visualización del nivel de agua en el
observando cambios en la mirilla externa
8. Con un marcador
de aceite grabar en la
mirilla los volúmenes
en litros de agua

48. Operación del destilador
a) Pesar la planta a destilar
b) Vaciar a la canastilla
c) Colocar la tapa

49. d) Fijar la tapa apretando
los tornillos opuestos
como se hace con
los de una llanta
e) Abrir la llave del
gas encendiendo el
fogón
f) Abrir el grifo de agua
g) Controlar la temperatura
procurando que se estabilice en
93oC

50. h) Revisar periódicamente el
nivel del agua en la mirilla para
evitar que el fondo del destilador
se queme y que la temperatura
sobrepase los 100oC

51. i) Esperar de 1 a 3 hrs para que salga el destilado
(aceite esencial + hidrolato)
j) Recogerlo en un recipiente de vidrio (Matraz
Erlenmeyer) con ayuda de un embudo de
plástico o vidrio.
k) Usar el embudo
de separación
para obtener el
aceite y el
hidrolato
Matraz Erlenmeyer

52. m) El aceite
esencial
subirá hacia
la superficie.
El hidrolato
quedará en
la parte
inferior.
l) El hidrolato se puede
almacenar en un garrafón de
plástico grado cosmético o
alimenticio

53. Funcionamiento del matraz de
separación: el aceite está en la
superficie y es de color amarillo

54. El hidrolato se guarda en un
recipiente y se le añade 10% de
alcohol etílico para que se
conserve y emplee como loción.
El aceite esencial se envasa en
recipientes de vidrio ámbar, se
etiqueta y emplea diluido en
productos cosméticos,
terapéuticos, etc.

55. Planta a la que se le extrajo el
aceite esencial. Vaciado de la
canastilla que la contenía.

56. Desfogue del cilindro
abriendo la llave para
eliminar el agua
caliente usada en la
destilación.
Al final se realiza la limpieza del
alambique y de todos los demás
componentes usados para lo
cual se recomienda usar un
jabón suave y agua caliente.
Secar bien y guardar en un lugar
protegido hasta la siguiente vez
que se use.

57. Programa Universitario de Plantas Medicinales y Salud Integral
(PLANTASI). Jardín Botánico Universitario. Facultad de Agrobiología.
Universidad Autónoma de Tlaxcala. Av. Tlahuicole 505-A, Col. Adolfo
López Mateos, Tlaxcala, Tlax. Tel. 246 4623275
plantastlaxcala@gmail.com
Red Mexicana de Plantas Medicinales y Aromáticas (REDMEXPLAM)
Tlaxco 306, Col. La Paz. Puebla, Pue. Tel. 222 23275
ieba_3@yahoo.com.mx