Aceites esenciales y extractos
Los aceites esenciales son mezclas de sustancias
orgánicas volátiles y olorosas extraídas de vegetales por destilación a
través de un procedimiento físico. Existen cerca de 100 aceites
esenciales de uso comercial. Las principales especies de las cuales se
extraen aceites esenciales, aromas y extractos industriales son Rosa
Mosqueta, Quillay, Eucalipto y Pino radiata. La flora chilena, además, es
rica en especies aromáticas exclusivas como Tepa, Laurel, Boldo, Arrayán,
Radal, Melí y Luma (Fia, 2001a).
La comercialización de los aceites esenciales y
extractos producidos en Chile están casi totalmente orientados al mercado
externo, basado en el aceite de Rosa Mosqueta, Quillay y Eucalipto
(solamente hasta 1992) (según Tapia, 1995 y Fia, 2001a). El mercado
interno genera una demanda secundaria. La utilización de los aceites
esenciales y extractos es diversa: perfumería, productos cosméticos y de
higiene corporal, aromas industriales, aromas ambientales, aromatizante de
alimentos, usos farmacéuticos y medicinales, y aromaterapias.
2.1- Materia prima.
El sistema productivo básico para la producción de
aceites esenciales está fundamentado en la recolección libre por familias
campesinas o temporeros. Sin embargo, a diferencia de las plantas
medicinales algunas especies recolectadas tales como la rosa mosqueta,
quillay y boldo (en menor proporción) tienen mercados establecidos y son
explotadas por empresas integradas al círculo exportador en el mercado
externo competitivo. En estos casos los recolectores se encuentran
articulados verticalmente a las empresas agroindustriales relacionadas
principalmente con rosa mosqueta y avellana (Tapia, 1995).
- Rosa Mosqueta.
El aprovechamiento de la rosa mosqueta es una actividad
que se realiza entre la VII y X región, y se concentra principalmente en
la VIII región, en donde ha alcanzado magnitudes de notorio interés.
La recolección de la rosa mosqueta está basada en
familias campesinas vendiendo a centros de acopios establecidos por compañías
consolidadas y exportadoras (Tapia, 1995). Se han desarrollado plantaciones
comerciales, aunque su abundancia natural y el bajo precio de la mano de
obra favorece todavía a la extracción. Además debido a la competencia
internacional principalmente de países de Europa del Este, el precio de
pago al recolector ha bajado (proyecto Fia, 1997), fluctuando entre 60-100
$/kg.
La recolección de la fruta de Rosa Mosqueta se efectúa
en forma manual sin implemento o con implemento (rastrillo de tipo
artesanal). Los rendimientos de la colecta mejoran en forma sustancial con
el uso del implemento (40 kg/hombre/día a 70). Pero con este método se
afecta la calidad de la fruta lo que redunda en un menor precio de compra
por parte de la planta elaboradora (Lapena, 1997). Luego de la recolección
diaria en tiestos se procede a extraer ramas, hojas y otras partículas.
Posterior a la recolección está el secado, el cual se realiza en una
planta deshidratadora.
Al recibir la Mosqueta en la planta se debe proceder a
una selección del material de tal manera de eliminar aquellas que no reúnan
la calidad deseada (porcentaje de impurezas, estado de madurez y contenido
de humedad) y se efectúa una limpieza. Las etapas que vienen a continuación
son (Lapena, 1997) :
a. Acondicionamiento del fruto: esta etapa tiene por
finalidad limpiar lo máximo posible los frutos. Es posible utilizar una
combinación de harneros de distintos diámetros (40 a 15 mm).
b. Triturado: en esta etapa los frutos deben quedar
solamente divididos en dos o tres partes y se debe evitar que se forme una
pasta. Con esto se aumenta la exposición al secado. Se puede hacer con un
molino de rastrillo regulado para evitar la excesiva trituración.
c. Pre-deshidratado: a continuación los frutos se
distribuyen en bandejas con fondo de malla plástica y se ubican en las
canchas de presecado dejando la Mosqueta de 5 a 8 días expuesta al sol.
d. Deshidratación en Cámara: luego se procede a la
etapa de secado forzado, en túneles deshidratadores continuos, donde la
fruta húmeda es transportada en carros. El control del aire (ventilación)
al interior de los túneles es de gran importancia y se controla mediante
lecturas de bulbo húmedo. El contenido de humedad final es del orden de 8%
a 9%. La temperatura del aire en la cámara secadora es de 65-70°C.
e. Acondicionamiento del producto elaborado: luego de
terminado el secado debe realizarse una selección para separar la
cascarilla de los otros componentes como semillas (pepas), pelos, pepas y
residuos vegetales. El grado de pureza debe ser alto, 97% como lo exige el
mercado europeo. Aquí se hace uso de aire en un ciclón para extraer el
material. Luego la cascarilla separada, continúa hacia harneros
seleccionadores mecánicos que van permitiendo la segregación de las
distintas partes de la cascarilla. En esta etapa la pureza debe quedar
garantizada. A partir de 1000 kg de fruto fresco se obtiene un rendimiento
de 280 kg de cascarilla (pulpa seca) y 230 kg de semilla para aceite (Muñoz,
1982).
Harneros mecanizados para
procesamiento de Rosa Mosqueta
f. Control de calidad: este procedimiento debe
realizarse en todas las etapas mencionadas. Se determina el porcentaje de
humedad y el porcentaje de pureza.
g. Envasado y embarque: la cascarilla o pulpa seca
envasado en bolsas de papel de tres capas con protección interior de
polietileno sellada de 25 – 30 kg de capacidad cada una.
La cascarilla, semillas, residuos y aceites esenciales
de rosa mosqueta se exportan siendo la especie más importante de los
productos forestales no madereros producidos por Chile en cuanto a montos
exportados. El precio promedio internacional en 1997 fue de 3,2 US$/kg
(Fia, 2000).
La cascarilla se exporta principalmente a países de la
comunidad europea. Esta se usa en la confección de los llamados “té de
hierbas” y mermeladas, como también ha sido usada como pigmento para la
coloración de huevos de postura y carne de pollos broiler. La cascarilla
contiene grandes cantidades de vitamina C (1000-2000 mg/100g), riboflavina,
pectinas, ácido nicotínico, y ácido málico (Agroeconómico, 1999).
Los aquenios o semillas, actualmente son un subproducto
de extracción de la pulpa, que tiene un uso secundario en la alimentación
animal. Estos contienen 8% de aceite, compuesto de ácidos oleico,
linoleico, linolénico, y transretinoico. Tales aceites tienen además un
uso cada vez más creciente en la industria cosmética. El aceite de rosa
mosqueta es usado en la industria cosmética y farmacéutica principalmente
por sus propiedades regenerativas y cicatrizantes en el tratamiento de
heridas o daños a la piel. Existen actualmente diversidad de estos
productos y empresas nacionales bastante desarrolladas en torno a esta
especie.
Exposición de productos cosméticos
a base de aceite de Rosa Mosqueta El aceite de rosa mosqueta se obtiene por medio de la
aplicación de un solvente orgánico a la semilla debidamente seleccionada
y molida. Los solventes son eliminados y el aceite es purificado. Para el
aceite de rosa mosqueta se citan precios del orden de 12.000 US$/ton (Tacón,
1998). - Quillay. La recolección de corteza de Quillay históricamente
se ha desarrollado mediante el volteado y descortezado del árbol, utilizándose
su madera en la elaboración de carbón. La corteza es desprendida en tiras
largas que incluyen desde el cambium a la corteza exterior. Estas tiras
posteriormente son raspadas para lograr desprender la corteza externa,
generando láminas delgadas de corteza interna, muy rica en saponina que es
enfardada en paquetes tamaño estándar. El peso final del fardo dependerá
de las condiciones de humedad tras el proceso de secado. Aunque el producto es tradicionalmente exportado como láminas
de corteza y corteza molida, hoy gracias a técnicas de extracción químicas
especialmente desarrolladas para la saponina, se ha logrado extraer dicho
compuesto desde los diversos tejidos del árbol (corteza, ramas, ramillas y
hojas). Así la materia prima industrial provendría del raleo y poda de
los bosques de quillay existentes, y no de su cosecha para obtener sólo
corteza desperdiciándose el resto del árbol. Corteza de quillay (fuente:
stremar.cl) - Boldo. La explotación del boldo se hace en base a la
recolección de hojas. La silvicultura del boldo está muy poco
desarrollada (Tacón, 1998). Actualmente la mayor parte de las hojas que se
comercializan tanto en el mercado externo como interno, provienen de
recolección silvestre. Para la recolección de hojas se procede a la corta
de ejemplares adultos y rebrotes de tocón. Las ramas o renuevos son
cortados en verano, entre diciembre y marzo, único periodo permitido por
la ley. Las ramas cortadas son extendidas sobre el terreno por algunos días
para que las hojas pierdan humedad. Luego son sacudidas sobre mallas en
donde se recogen las hojas que se desprenden. Estas hojas nuevamente son
extendidas a la sombra, embaladas y almacenadas en bodegas, para su
comercialización. Con respecto a la comercialización muchas empresas
exportadoras son sociedades agroindustriales que se abastecen en sus
propias explotaciones. Son grandes propietarios que emplean inquilinos y
jornaleros para la cosecha. Aun así se mantiene un importante mercado
informal que explota pequeñas superficies de bosque sin planes de manejo.
Las hojas son exportadas secas o frescas con escaso procesamiento. La
clasificación se efectúa en base al grado de fragmentación de la hoja y
a su contenido de impurezas. Algunas empresas también exportan corteza, la
que es consumida por laboratorios farmacéuticos. Existe un volumen que se
exporta envasado en bolsitas, en combinación con otras infusiones de
plantas medicinales. El boldo contiene diferentes alcaloides donde el
principal es la boldina, también se cita un aceite esencial compuesto
principalmente por ascaridol, cimol y eucaliptol, además de taninos,
flavonoides y ácido cítrico. La mayor concentración de boldina se
concentra en la corteza. La boldina tiene actividad diurética, aumenta la
secreción del hígado, de las glándulas salivales y de la membrana
mucosa. Además estimula la secreción de ácido clorhídrico en el estómago.
Realiza una acción sedante y antiparasitaria, es cardiotónica y hace
disminuir el metabolismo (Sfeir, 1990). A la boldina también se le ha
demostrado un efecto hepatoprotector, antinflamatorio y antioxidante. La
fracción de aceite esencial de boldo tiene efectos farmacológicos
similares a la boldina (Garrido, 1998). El interés por este alcaloide ha
motivado la plantación comercial del boldo en Italia y Marruecos (Tacón,
1998). Aunque en Chile existen experiencias en la producción
de extractos en base a boldo (proyecto fontec Biogénesis, 1991 ; Garrido,
1998 ; Berrios, 1980), no hay antecedentes de exportación de boldina o
extracto de boldo. Aunque por clasificarse como producto farmacéutico
pueda verse incluido en estadísticas no consultadas (Tacón, 1999). Para los años 1997 y 1998 los precios internacionales
de las hojas de boldo fueron de US$ 685/ton y US$ 640/ton respectivamente
(Tacón, 1999). Para boldina se citan precios del orden de US$ 20.000/ton
(Tacón, 1998). - Eucalipto. En el caso del Eucalipto se puede hablar como el único
caso de cultivo industrial aunque su objetivo esencial es la producción de
madera y muy secundariamente el potencial de aceite esencial. En la obtención
de materia se identifican 3 tipos de productores (Tapia, 1995); un 50% del
volumen producido depende de contratos con dueños de bosques cercanos para
el clareo y manejo. El 25% proviene de dueños de bosque mientras que el
25% restante está conformado por las empresas fabricantes de aceite de
eucaliptos sin terreno propio y con contratos a largo plazo con empresas
forestales. Tradicionalmente la especie utilizada en Chile para la
producción de aceites es el E.
globulus. Sin embargo existen otras especies con contenidos y calidades
superiores como E. smithii y E. leucoxylon posibles de incorporar a la zona central chilena
(Corfo, 1987). Para la extracción del aceite se
pueden utilizar la hoja verde o seca, tallos y flores. La cosecha de la
hoja es manual. Los rendimientos promedios de aceite por hojas de eucalipto
fluctúan entre 1,61% y 1,34%. Las hojas verdes procesadas en los primeros
días después de la corta proporcionan un aceite que mantiene la mayoría
de los aromas propios de la especie. Las hojas secas son fáciles de
compactar y hace posible trabajar con una mayor cantidad. Con respecto a
las pérdidas por almacenamiento prolongado, estas son mayores si se
almacena la hoja triturada. Por lo que se debe almacenar la hoja entera y
en lo posible a la sombra y sin corrientes de aire. 2.2- Procesamiento. Los sistemas de extracción recurren, en algunas
ocasiones, a la deshidratación de las especies vegetales para obtener un
mejor y mayor rendimiento en aceites y esencias. Esto debido a que al
eliminarse un gran porcentaje del agua, la extracción de los aceites es
mucho más rápida. Los diferentes procesos para la extracción de aceites
esenciales son: a. Extracción por solvente: El aceite esencial es extraído por
disolución en un solvente volátil (éter, hexano, alcoholes y otros), el
cual luego es separado por destilación a presión reducida. Es el método
más perfecto, aunque también el más costoso, puesto que
se requieren equipos complicados y caros. Costos de operación elevados
debido a las pérdidas de solvente, lo que implica que sólo puede ser
empleado cuando el producto tiene un alto valor (Alvarez, 1985). El método
no permite usar temperaturas superiores a 60-65°C, a presión atmosférica.
De esta forma se obtiene un producto que conserva el aroma original de la
planta. Este método permite recuperar todo el aceite y el
solvente (un extracto no debe contener cantidades significativas de
solvente); extraer las resinas aceitosas y otros constituyentes aromáticos
de las plantas. Además permite la obtención de oleorresinas, compuestos
que reproducen exactamente los valores aromáticos de cada especie vegetal.
Las oleorresinas difieren de los aceites esenciales en que contienen muchos
elementos no volátiles nativos de la materia prima. El método consta de las siguientes etapas:
- Las hojas u otras partes de la planta que se someterán
al tratamiento se colocan en un recipiente llamado extractor, al cual se
hace llegar el solvente. La mezcla se deja en “digestión” por un período que se estime necesario. - Luego el líquido se recibe en otro depósito o
evaporador. Allí se calienta a presión atmosférica o a una presión
reducida a fin de evaporar el solvente, para que se condense y pueda servir
en nuevas operaciones. - El material queda en el fondo del extractor, como una
especie de jarabe más o menos consistente. Este se somete a una posterior
depuración, transformándose en el producto, comercialmente, más fino y
caro del género. Existe un caso similar a este método, pero con la
diferencia de la utilización de un gas en condiciones especiales de presión
y temperatura (condiciones supercríticas) como solvente. Se entiende por
supercríticas cuando una sustancia es llevada, mediante operaciones mecánicas,
a unas condiciones operativas de presión y temperatura por encima de su
punto crítico. Como características de un fluido supercrítico se
encuentran: Gran poder disolvente junto con una enorme capacidad de
penetración en sólidos, lo que permite el agotamiento rápido y prácticamente
total de los sólidos extraíbles. Pueden separarse totalmente de forma sencilla de los
extractos, simplemente modificando la presión o la temperatura, hasta el
extremo, si es necesario, de que el fluido pase al estado gaseoso. Los fluidos usados para este método: Dióxido de carbono (CO2) Agua (H2O) Etano (C2H6) Eteno (C2H4) Propano (C3H8) Xenon (Xe) Oxido nitroso (N2O) Los cuatro pasos primarios involucrados son (Cerpa,
2001): Extracción, Expansión, Separación y Compresión del solvente. Los
cuatro equipos críticos del proceso son: Un extractor de alta presión,
una válvula de reducción, un separador de baja presión y una bomba para
elevar la presión del solvente reciclado. El proceso se inicia de la
siguiente manera: La alimentación, generalmente un sólido molido (hojas),
es cargada al extractor. El CO2 es alimentado al extractor a
través de una bomba de alta presión (100 a 400 Bar). El CO2
comprimido es calentado hasta la temperatura de extracción (30 a 60 °C).
Luego ingresa al extractor y procede a extraer la esencia de la matriz
vegetal cargada. La mezcla CO2-extracto es enviada a un
separador (150 a 50 Bar) con un previo paso a través de una válvula de
reducción. A la temperatura y presión reducidas, el extracto precipita
espontáneamente en el separador, mientras el CO2, libre de
cualquier extracto, es reciclado al proceso, con pasos previos de
enfriamiento y compresión. En estudios peruanos este método aparece mencionado
como para la extracción de cineol en Eucalipto y boldina en Boldo (Cerpa,
2001). Estos procesos requieren de alta tecnología y tienen un alto costo
de producción. Equipo piloto de EFS, Francia.
(Fuente: Cerpa, 2001). b. Destilación con agua: En este método, la materia prima se pone inmersa en el
agua y luego se hace hervir. Presenta la desventaja que el material jamás
puede ser extraído completamente. Este proceso es útil cuando la materia
prima se aglutina, pero presenta inconvenientes. El agua caliente baña o
moja las partes delicadas de la planta durante mucho tiempo, alterando en
algún grado la composición de los elementos constitutivos del aceite
esencial. Por otra parte las paredes de la caldera alcanzan elevadas
temperaturas que producen un quemado de la planta, incorporándose olores
desagradables. El área de acopio del material debe ser accesible al
equipo. Está área debe proporcionar sombra, limpieza y ventilación. - La planta se coloca en la caldera (recipiente metálico
cilíndrico) y se le añade agua en las debidas proporciones. La caldera se
cierra herméticamente y se calienta mediante el uso de un combustible (leña,
carbón, petróleo, etc). - Cuando el agua alcanza su punto de ebullición, los
vapores ascienden y atraviesan la masa que forma la planta, arrastrando el
aceite esencial que contiene. De esta forma vapor y aceite suben por un
tubo para llegar a un serpentín donde se produce la refrigeración. - Al enfriarse, los vapores se condensan y se obtiene
una mezcla de agua y aceite que es recogida en una vasija. En ésta el
aceite se acumula en la parte superior. Los recipientes donde se recogen
los productos de la destilación permiten la salida constante del agua. En
estos frascos el aceite queda separado por diferencia de densidad. - La operación termina cuando el agua que destila no
contiene partículas de aceite. Entonces, se abre la caldera para sacar la
planta agotada, rellenarla de plantas frescas y añadir el agua perdida. c. Destilación con vapor: Este método es mencionado como el mejor método de
extracción de aceite (Kiger, 1985), ya que permite un arrastre rápido y
regular, sin recalentamiento, eliminándose las alteraciones de los
componentes del producto. - Consiste en depositar la materia prima sobre una
parrilla ubicada a cierta distancia del fondo de la caldera. El material se
debe triturar a un tamaño óptimo, de modo que quede bien distribuido
uniformemente. La hoja picada permite la obtención de un mayor volumen de
aceite para un tiempo determinado (Navarrete, 1987). Previo a cargar la
caldera con el vegetal, se llena con agua hasta un par de centímetros por
debajo del falso fondo. - Luego viene la fase más larga del proceso, la de
alcanzar la ebullición del agua y que transcurre sin que los dos cuerpos
se toquen. En cuanto los vapores empiezan a desprenderse, comienzan a
atravesar el falso fondo y la planta, arrastrando los aceites esenciales
hacia el serpentín (como en el método anterior). Es posible acelerar el
proceso anexando un generador de vapor a la caldera donde están las
plantas. Ambos equipos son independientes uno del otro. Así el agua ebulle
por su cuenta y los vapores son conducidos, por la parte inferior de la
caldera, hacia las plantas. El generador de vapor puede actuar en conjunto
con bombas para efectuar un cierto grado de vacío, disminuyendo con esto
la temperatura de ebullición. - Gracias a la calefacción más rápida de las
plantas, la circulación del vapor hacia el refrigerante (o unidad
condensadora) es más veloz y regular. Es conveniente operar con varios
recipientes, de manera que pueda cargarse y descargarse de plantas frescas
en unos mientras se destila en otros, con un gran ahorro de tiempo. Para limpiar el aceite de impurezas se vierte el
destilado poco a poco, utilizando un embudo provisto de filtro de papel. Cuando el producto obtenido no reúne toda la finura
requerida, es necesario refinar o depurar el aceite. Para ello hay que
redestilar el producto, ya sea a presión atmosférica o al vacío (presión
reducida) en calderas pequeñas o en matraces de vidrio, unidos a los
refrigerantes. El aceite de Eucalipto producido en Chile, tiene una
concentración en cineol de alrededor de 60%, en tanto que en el mercado
externo se transa con un mínimo de 70-75%. Ello hace necesario concentrar
el aceite primario. Una vez que el aceite reúne las condiciones debidas de
finura de aroma, limpidez, etc., se procede a envasarlo de manera que no se
oxide ni resinifique. Para esto se recomienda emplear frascos de vidrio de
color ámbar y opacos, llenados de manera que quede un mínimo de aire en
su interior, cerrándolos con tapones de vidrio esmerilado y sellándolos
con parafina sólida. Luego, se les almacena en un lugar que se mantenga
oscuro y fresco. A continuación se presenta un diagrama de las
diferentes etapas del proceso de generación de aceite esencial de
eucalipto mediante el método de destilación con vapor (Tapia, 1995). Método de destilación con vapor Método de destilación con vapor
(fuente: members.tripod.com/aromaticas/Aceites.htm)
Destilador en Chiloé (fuente:
Infor/Fondef 2002) d. Extracción por centrifugación: Las plantas más modernas con tecnología de punta
utilizan diferentes sistemas entre los cuales está la extracción mediante
centrifugación y prensado al frío que permite una mayor refinación y
pureza. Los aceites esenciales obtenidos por centrifugación tienen
características aromáticas superiores a los conseguidos por extracción
por arrastre de vapor, gracias a no ser un proceso térmico. Los aceites
obtenidos son más estables debido a los antioxidantes naturales presentes.
Sin embargo, la fricción interna de la materia prima provoca un aumento de
temperatura no controlable que conlleva a una degradación térmica y a un
oscurecimiento del aceite. La anterior consecuencia provoca usar equipos de
purificación adicionales para que el aceite cumpla con las normas
internacionales de calidad. Estos equipos poseen altos costos operativos e
incrementan el precio final del producto (Cerpa, 2001). Otros procesos para la obtención de extractos: a. Maceración: El principio consiste en que el material vegetal con un
grado de finura determinado se pone en contacto permanente con el solvente,
se deben realizar agitaciones frecuentes a lo largo de varios días,
tratando de influenciar el gradiente de concentración. Se macera el
material, protegido de la luz solar. Se separa el extracto del residuo por
medio de un colado o prensado, se lava el residuo con el líquido de
extracción. La turboextracción y la digestión son maceraciones
modificadas. El tiempo de maceración en esta extracción se acorta muchísimo
debido al tipo de movimiento de agitación que se utiliza, así como
trabajar a temperaturas hasta por 20º por sobre la ambiente. Este aumento
de temperatura lleva a la obtención de sustancias activas más impuras. La
digestión es una maceración a temperatura elevada cuyo líquido de
extracción es agua. Con la desventaja que al enfriar generalmente se
producen precipitaciones. b. Percolación o lixiviación: Se trata de un proceso de paso, si bien hay una
maceración previa el disolvente se renueva de modo continuo y debido a
ello mantiene el gradiente de concentración lo mas alto posible, el
disolvente corre de arriba a abajo a través de la materia prima, el
disolvente puro desplaza al que contiene la sustancia extraída sin ser
necesario aplicar presión. La calidad del extracto depende al igual que la
maceración del grado de finura del material vegetal, la velocidad de
difusión de las sustancias activas desde el vegetal al disolvente y en la
velocidad de pasaje del disolvente. Los percoladores son recipientes de
vidrio cilíndrico con grifo de entrada (para el disolvente) y salida (para
el extracto) y su tamaño es fundamental para la obtención de un buen
extracto. En bibliografía (Alvarez y Villarroel, 1986) se citan
experiencias en el uso del percolador para la extracción de alcaloides de
Berberis chilensis, usando metanol como solvente. En condiciones de
temperatura de 55°C se minimizó el consumo de solvente, alcanzándose un
rendimiento de 90% de extracción en un plazo total de 4 horas.
Percolador c. Prensado en frío: Es un proceso que se utiliza para extraer aceites
esenciales de la cáscara de frutas cítricas. La parte exterior de la cáscara
se tritura por medios mecánicos y se exprime la esencia. 2.2.1- Otros desarrollos. En el tema de extracción de aceites se han
desarrollado proyectos tecnológicos (Proyecto
Fundación Chile - Fondef 1996) que tenían como objetivo el proveer las
bases tecnológicas y comerciales para el establecimiento de una industria
nacional que permitiera tanto agregar valor a los cultivos nuevos o poco
desarrollados en Chile, como a utilizar comercialmente y en forma no
destructiva el material de especies nativas silvestres, que se encuentra en
cantidad relativamente abundante en el país, para nuevos productos. El
proyecto mencionado se dividió en dos Programas: (a) Extracción de
Aceites Volátiles por Vapor y (b) Extracción por CO2 a alta presión. En otro ámbito y con el objeto de ofrecer una
alternativa de ingresos adicionales para pequeños propietarios, se
desarrollaron iniciativas para implementar la extracción de aceite
esencial a nivel artesanal (Conaf, 1984). Pensadas para especies como
eucalipto, boldo, etc. Para ello se diseñaron equipos de extracción
artesanal basados en el proceso de destilación con vapor. El equipo
contemplaba con tambores para depositar las hojas, cañerías de condensación,
tambores partidos por la mitad para refrigeración de las cañerías y
colector de aceite (garrafa de 5 litros). El aceite crudo obtenido en estos
equipos se podía vender a las plantas refinadoras. A continuación se
presenta un esquema del equipo. A fines de los ochentas, se generó una red de
productores pequeños e informales de aceite crudo de eucalipto. Sin
embargo la caída del precio internacional significó la desaparición de
esta práctica. El aceite de eucalipto ha perdido competitividad frente a
los mercados internacionales, donde China aparece como el gran dominador
(Tapia, 1995). Extracción de aceite esencial a
nivel artesanal (fuente: Conaf, 1984) La empresa Cía. Industrial ACE en el marco de un
proyecto Fontec (iniciado en 1995) efectuó una plantación de E. globulus
(110 ha) en la quinta región, con la finalidad de producir materia prima
para el proceso de fabricación de aceite esencial de alta calidad y
rendimiento, junto con
objetivo de establecer las condiciones que permitieran certificar los
productos según normas internacionales de calidad, de manera que se
minimicen las barreras de entrada a los mercados externos. La plantación
fue realizada con alta densidad, esto es 7140 arb./ha, con un total de
785.400 árboles, que conservadoramente, debían generar 8 kg de biomasa
procesable por árbol en cada corta, ello cada 6 meses (gracias a la retoñación).
Esto implica cerca de 12.560 toneladas en forma sostenida y permanente. Con respecto al procesamiento de la biomasa se logra
mediante una planta prototipo que aplica un proceso semi continuo,
altamente tecnificado, estandarizado. Este proceso mantiene las características
físico-químicas del barrido de vapor y disminuye al mínimo las pérdidas
de eficiencia térmica, y en consecuencia aumenta la cantidad porcentual de
cineol extraíble de las hojas. El aceite crudo (cineol) obtenido de la
extracción se refina y cristaliza. Para ello inicia una destilación al
vacío. El aceite refinado es sometido a sucesivos enfriamientos (-50°C),
con el objeto de producir la cristalización del aceite (concentrado de
eucaliptol). Finalmente se llegan a purezas de 99,5% de cineol. La etapa
final de refinación está integrada al proceso total en la planta
prototipo, de tal forma que existe continuidad entre la alimentación y el
producto final. Con respecto a la estabilidad del producto obtenido se
comprobó que para un supuesto tiempo de distribución máximo de 2,5 meses
(almacenamiento y viaje en barco), temperaturas de 10° a 20°C no alteran
el producto. El envase utilizado de pequeño volumen (frasco de vidrio) y
el envase de mayor volumen (tambor
de 200 lts) debieron ser cerrados herméticamente. En el caso del envase de
vidrio, este debe ser de color ámbar para proteger al producto frente a su
foto sensibilidad. Como parte de los aspectos comerciales del proyecto se
determinaba que la realidad de precios situaba a este aceite (de gran
calidad) con un valor de US$ 12,5/kg (Fob), por sobre el valor inicialmente
proyectado de US$ 5,75/kg (para aceite con 75-80% en cineol). En tanto que
gracias a las innovaciones tecnológicas introducidas por el proyecto
permitían obtener un costo promedio de elaboración de US$ 1,45/kg, más
bajo que el valor promedio que se proyectaba de US$ 2,0/kg. En tanto se
mencionaba el interés que existía por el producto por parte de empresas
de Inglaterra, Alemania y Suiza. 2.2.2- Los extractos del Quillay. Actualmente se exportan extractos y saponina purificada
en volumen significativo. Esto ha permitido la valorización de biomasa de
quillay distinta a la tradicional corteza, desarrollándose interesantes
experiencias de manejo y procesamiento. El proceso de obtención de los extractos de quillay
comienza con una extracción acuosa, no utiliza ningún tipo de solvente químico.
El producto final obtenido, ya sea un extracto crudo o purificado, en
formulación líquida o en polvo, sólo utiliza ingredientes y materias
primas de carácter orgánico. El proceso (Cruz, 2000) se inicia con el
astillado de las trozas de quillay, luego la saponina se extrae con agua de
la madera. Luego, tras la adición de agentes estabilizantes, se filtra y
concentra hasta obtener un 42% de sólidos (productos concentrados líquidos).
La saponina filtrada también puede ser secada a “spray” y
comercializada como polvo seco. Existen productos que requieren de un
proceso de purificación adicional (productos para fotografía e inmunología).
Este último proceso está basado en el uso de resinas y membranas de
ultrafiltración (sin el uso de solventes orgánicos). Tecnología del proceso de obtención
de los extractos de quillay por extracción acuosa (fuente:
naturalresponse.cl). Los usos que se le dan a los extractos de quillay son múltiples: • Agricultura • Cosméticos • Alimentación Animal • Alimentación y Bebidas • Minería • Vacunas Entre los principales usos destacan su empleo en
fotografía (películas y papeles), cosméticos, agente surfactante,
espumante y emulsificante para comidas y bebidas, dentífricos y líquidos
para el cabello. Además, la saponina resulta imprescindible como
antidetonante en los proyectiles que impulsan las naves de los vuelos
espaciales (Fao, 1996). Los productos más refinados son usados como adyudantes
de vacunas. En vacunas humanas y animales (Parot, 1993). En Chile para el área cosmética se han desarrollado
trabajos que logran crear champúes, basados en extracto de quillay,
aceptables tanto desde el punto de vista
cosmético como desde el punto de vista del consumidor (Ceppi, 1998
; Maldonado, 1992). Otro uso estudiado de los extractos de quillay, es en
la reducción de colesterol en alimentos (Weiffenbach, 1999). Se han
obtenido promisorios resultados en la reducción del colesterol en huevos
de gallinas ponedoras, las cuales fueron alimentadas con un producto que
contiene saponinas de quillay. También se ha estudiado el polvo de quillay como
aditivo en alimentación animal (Wenz, 1999). Existe evidencia para afirmar
que la adición del polvo puede llevar a pesos mayores de los pollos. En la agricultura se han estudiado los posibles usos de
los extractos de quillay, en particular su efecto sobre hongos fitopatógenos,
como bio repelente de insectos y como estimulante del desarrollo vegetativo
de las plantas (Villegas, 1999). También se ha llegado a determinar que el extracto de
quillay tiene excelentes propiedades como nematicida natural (Sáinz,
1999), siendo un producto 100% natural y además presentar los mismos
resultados en el control de nemátodos que los químicos actualmente usados
en la agronomía nacional. Un reciente proyecto Fondef – U. Católica titulado
“Extractos de quillay para el control de neblina ácida en procesos
electrolíticos”, tiene por objetivo determinar los parámetros técnicos
que permitan usar los extractos de quillay en procesos electrolíticos,
particularmente electro-obtención de cobre y zinc, así como procesos de
cromado. En los procesos electrolíticos se producen vapores
altamente tóxicos debido a la liberación de gases (oxígeno, hidrógeno)
en los cátodos y/o ánodos en un ambiente ácido. Una forma eficiente de
reducir este problema es mediante la adición de surfactantes
(tensoactivos), con el fin de bajar la tensión superficial del
electrolito. Esto disminuye el tamaño de las burbujas de gas, así
como la fuerza con que estallan. Los surfactantes usados para estas
aplicaciones deben reunir características muy especiales debido a las
condiciones extremas de pH, temperatura y oxidación en que se opera. Por esto, los surfactantes químicos tradicionales no
son compatibles, existiendo muy pocos productos posibles de ser usados. Un
producto candidato son los extractos del Quillay (Quillaja saponaria). Estos extractos contienen un alto porcentaje de
saponinas, surfactantes naturales de tipo no-iónico. Debido a las nuevas
regulaciones que afectan los fluoro-surfactantes, así como el gran
desarrollo de la minería en Chile, existe una excelente oportunidad para
explorar esta aplicación y así aumentar significativamente el mercado de
estos extractos producidos en el país. Esto permitirá que Chile produzca
un producto terminado posible de ser usado en el país y el extranjero. Debido a los buenos resultados obtenidos por este
proyecto, los surfactantes provenientes del quillay están siendo usados
por CODELCO en forma industrial en la mina Radomiro Tomic, mientras que se
evalúa su uso en otras minas del norte de Chile y del resto del mundo. Un reciente proyecto Fondef presentado y aprobado, a
partir de marzo de 2003, permitirá el estudio de los efectos de los
extractos de quillay en el crecimiento y metabolismo de los salmones. Actualmente la demanda nacional de quillay está
controlada por pocas empresas exportadoras de corteza de quillay. Dos
empresas acaparan más del 90% del mercado de exportación. Se registran
precios para la corteza de quillay de US$ 3.338/ton – Fob (Tacón, 1998).
En tanto que los precios de saponina para los años 1997 y 1998 fueron de
US$ 40.000/ton para ambos años (Tacón, 1999). Proceso productivo utilizando todo
el árbol de quillay (Cruz, 2000) 2.2.3- La oleorresina de pino
radiata. La resinación es una actividad complementaria a la
explotación de la madera del bosque y no significa ningún riesgo en
cuanto a afectar la calidad y crecimiento de los árboles. La resinación
consiste en extraer la resina natural de los árboles sin dañarlos,
mediante el desprendimiento de una franja longitudinal de la corteza (sin
comprometer la parte leñosa). Las técnicas de obtención de resinas han evolucionado
considerablemente, consiguéndose mayores rendimientos a menores costos. La
oleorresina, una vez extraída del bosque, es transformada mediante
solventes en colofonia y trementina, y es la base para la obtención de
numerosos productos derivados como sabores, aromas, fármacos, aceites de
pino (para la flotación de minerales). Con frecuencia se utilizan en la preparación de
alimentos. La trementina chilena de pino radiata es considerada como una de
las mejores del mundo, por su alto contenido de beta pineno (60%).
2.2.4-
Taninos. Los taninos son un amplio grupo de sustancias extraíbles
que se encuentran en la gran mayoría de los vegetales. Estos extraíbles
en un principio eran utilizados como material curtiente, más tarde, debido
a la crisis energética mundial cobraron importancia como materia prima
para la producción de adhesivos para madera. Materia prima. En Chile, en forma potencial existen fuentes
importantes de estos compuestos como es el caso de la algarrobilla (Balsamocarpon
brevifolium) y la corteza de pino insigne (Pinus
radiata) (Fao, 1998). Las más grandes reservas forestales de taninos son las
pertenecientes a las plantaciones de Pino radiata. En la actualidad Chile
posee más de un millón de hectáreas plantadas con Pinus
radiata. En un cálculo aproximado, se puede estimar que alrededor de
40 m3/ha pertenecen a corteza. De este volumen una cifra aproximada a un 20%
corresponde a taninos (Ibarra, 1992). Los polifenoles contenidos en la
corteza de Pino radiata representa un tipo de compuestos químicos con
excelentes características para producir resinas adhesivas de las características
deseadas. Si bien en la corteza y madera de otras especies también
se encuentran compuestos de naturaleza semejante, se ha comprobado que la
uniformidad y reactividad de la polifenoles de Pino radiata son los más
aptos para fabricar resinas (Corma,1989). Procesamiento.
- Recepción y selección de la corteza. La corteza se selecciona en una cinta transportadora
que la lleva a un molino. - Molienda de la corteza. La corteza es descargada en un molino de martillo, el
que la tritura hasta obtener la granulometría deseada. En esta etapa la corteza es
reducida a 8 mm aproximadamente. Esto aumenta la superficie de extracción. - Almacenamiento de la corteza. Una vez molida la corteza es trasladada a un silo
dispuesto para su recolección en donde se procede a dosificarla de acuerdo
a las necesidades de ella. Desde allí pasará a los equipos de lixiviación. - Lixiviación. La extracción se realiza utlizando como solvente una
solución de sulfito de sodio a 70-80°C en baterías que generalmente
poseen 3 lixiviadores cada una. La corteza se deposita en el lixiviador,
donde se agrega solvente. El tanino dentro del lixiviador se difunde hacia el
solvente. Una vez producida la extracción se incorpora nuevamente solvente
fresco, de modo que se extrae de la corteza hasta la más mínima partícula
de tanino. La corteza ya agotada se elimina, cargándose nuevamente al
lixiviador corteza fresca. La cantidad de licor tánico que se obtiene de la batería
de extracción es de aproximadamente de un 33% del total del peso
incorporado, con un 10% de sólidos. El tiempo de extracción es de 2 a 3
horas. - Decantación. La solución de taninos se enfría a 18°C para luego
dejarla reposar en decantadores por algunas horas, con el objeto de que
decanten algunas impurezas tales como gomas, polvo, etc.
- Evaporación. Terminada la decantación, el licor es enviado a las
operaciones de evaporación en donde se hace pasar por evaporadores para
eliminar el agua, hasta una cantidad aproximada de un 37% del agua
incorporada en el solvente. - Secado. Una vez concentrado el licor, este se puede envasar en
para su comercialización en forma líquida o bien, mediante la desecación
de le puede convertir en polvo, eliminándose un 38% del 45% de agua que
efectivamente trae mediante secadores spray (atomizador), lo cual permite
obtener tanino en polvo con un 93% de sólidos. - Envasado. Para el envasado del tanino en polvo se utilizan bolsas
de 50 kg, con revestimiento interior de plástico. Para el tanino líquido
tambores de plástico de 50 litros. Con el fin de utilizar los taninos provenientes de las
plantaciones, se instaló una planta de extracción de taninos en Chile,
que tiene una capacidad de producción de 600 toneladas anuales. Pero dado
que en Chile aun no existe un mercado para este tipo de tanino, esta planta
funcionó muy poco tiempo (Fao, 1998). Por esto es de vital importancia
crear en el mercado nacional, en primera instancia, un ambiente favorable
al producto. 
