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F.I.P.P.O.Federazione Italiana

Produttori Piante Officinali

LA DISTILLAZIONE delle PIANTE OFFICINALIPrincipi e impianti

ConvegnoMeccanizzazione e tecnologia

nella produzione di piante officinali

Bologna Fiere, 10 settembre 2011

di Giorgio [email protected]

23* Salone internazionaledel naturale

La distillazione delle piante officinali Giorgio Voltolina

La distillazione è un processo di estrazione, separazione e recupero di una sostanza generalmenteliquida che si basa sulla sua temporanea trasformaz ione in

vapore.

è una tecnica estrattiva selettiva mirata ad ottenereoli essenziali, oleoresine e aromi da materie prime vegetali,

sfruttando l’azione osmotica esercitata dal vapore acqueo

E’ la tecnica di estrazione degli oli essenziali apr aticata nell’azienda agricola

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Cina Medio Oriente AfricaL’impiego delle componenti aromatiche avvenivaattraverso la mediazione di supporti

Un po’ di storia

La distillazione, l’utilizzo degli oli essenziali c ome principi attivi a se stanti, l’aromaterapia sono pra tiche piuttosto recente, rispetto all’uso delle piante of ficinali e aromatiche


• Combustione delle piante su pietre roventi o su bracieri

• Immersione in acqua calda e vapori d’acqua• Uso di unguenti e oli (immersione e enfleurage )• Infusione e affioramento (cinesi)


Un po’ di storia

Il papiro di Ebers - 1550 a.c.uso delle sostanze aromatiche

su supporto grasso

Avicenna – 980-1037Nel suo Canone di medicina descrive per la prima volta

la tecnica della distillazione

Teofrasto - 371-287 a.c.Ttattato degli odori

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Un po’ di storia

La Spagyria – XIII-XVI sec.Paracelso (1493-1541)

La purificazione dei rimedi vegetaliattraverso la separazione e la ricomposizione


Giambattista Della Porta (1537-1615)“ De distillazione ”, 1608

i primi distillatori - 1710

l’Olio essenziale

Complesso o miscela di composti chimici eterogenei, Complesso o miscela di composti chimici eterogenei, volatili, liquidi e solidi che si ritrovano nelle s trutture volatili, liquidi e solidi che si ritrovano nelle s trutture vegetali cui conferiscono l'odore caratteristico e sono vegetali cui conferiscono l'odore caratteristico e sono intimamente connessi con i processi fisiologici vit ali intimamente connessi con i processi fisiologici vit ali

che si svolgono nella piantache si svolgono nella pianta

Terpeni - C, H terpeni alifatici ed aromatici

azulene pineneC, O, N

- alcoli: linalolo, mentolo, nerolo- aldeidi citrale, citronellale- chetoni tuione, carvone, canfora- fenoli eugenolo, carvacrolo- eteri eucaliptolo- esteri acetato di linalile- ac. organici benzoico, salicilico

Fenoli -OHtimolo anetolo eugenolo

C, H, O, N, Hsolforati

isotiocianato di allile, mirosina


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metabolismo degli oli essenziali


Fotosintesi

produzione degli zuccheri

acido scichimico

fenoli

metabolismo carboidrati

acido piruvicomevalonato

terpeni

Caratteristiche degli oli essenziali

• caratteristiche organolettiche aromatiche• liquidi a temperatura T CT C°°ordinaria• consistenza fluida - oleosa• volatili• lipofili• gran parte dei componenti non miscibili con acqua• punto di ebollizione elevato• densità 0,7 – 1,18 (0,8-0,9)• non lascia macchie oleose• proprietà ottiche• incolori o colorati


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l’Olio essenziale

Prodotto naturale ottenuto a partire da una materia Prodotto naturale ottenuto a partire da una materia prima di origine vegetale, sia per trattamento con prima di origine vegetale, sia per trattamento con

vapore dvapore d ’’acqua sia con procedimenti (mezzi) acqua sia con procedimenti (mezzi) meccanici, sia con distillazione a seccomeccanici, sia con distillazione a secco

Norme AFNOR NF T 75Norme AFNOR NF T 75 --006 ottobre 1987006 ottobre 1987Association FranAssociation Fran ççaiseaise de de NormalisationNormalisation

Olio essenziale di LavandaOlio essenziale di LavandaOE ottenuto per distillazione in corrente di vapore delle OE ottenuto per distillazione in corrente di vapore delle

sommitsommit àà fiorite recentemente tagliate e raccolte, fiorite recentemente tagliate e raccolte, di di Lavandula angustifoliaLavandula angustifolia P. P. MillerMiller

della famiglia delle della famiglia delle labiataelabiatae ,,spontanea o coltivataspontanea o coltivata

Norma AFNOR 75Norma AFNOR 75 --301301


l’Olio essenziale

F. U. I.F. U. I.Miscele complesse di sostanze organiche per lo pi ù volatili, contenute in diverse piante, localizzate in partico lari tessuti.Si ottengono mediante distillazione in corrente di vapore o per estrazione con solventi o per mezzo di procedimenti meccanici idonei.Sono prodotti generalmente liquidi con odore e sapo re che ricordano la pianta e il frutto da cui provengono.Vengono purificate dai componenti terpenici per mig liorarne stabilit à e conservabilit à o per eliminare tossicit à


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nel vacuolo della cellulanel vacuolo della cellulatessuti epidermici o tessuti epidermici o parenchimaticiparenchimatici

Localizzazione nella piantaLa distillazione delle piante officinali Giorgio Voltolina

geranio, verbenasteli

pinogemme

arancio, limone, anice, cumino, finocchio, ginepro

frutti

angelica, pastinacaradici

calamo, giaggiolorizomi

sandalolegno

menta, melissa, salviafoglie

PiantaOrgano

cannellacorteccia

lavanda, arancio, salviafiori

Identificazione Botanica

OMS – WHOGinevra, ottobre 1978

Arctium lappaArctium lappa L., L., radixradixChamomilla recutita (L.) Rauschert, flos

Chamomilla recutita (L.) Raus. aetheroleum flosMenta x piperita (L.) Hudson, aetheroleum

Menta x piperita (L.) Hudson, jeaf oil


ICBN - International Code of Botanical NomenclatureVienna, 2005 Melbourme, 2011

International Code of Nomenclature for Cultivated Pla nts Wageningen, 2009

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Chemiotipi di rosmarino


• camphoriferum (canfora > 20%), canfene, cineolo, punene per il mercato farmaceutico dei prodotti neuromuscolari e decongestionanti venosi

• cineoliferum (cineolo > 30%), pinene cariofillene, per il mercato farmaceutico e fitoterapico prodotti anticatatrrali e aereosol

• verbenoliferum (verbenone > 15-37%), pinene borneolo, cimene per il mercato profumiero, alimentare e degli aromi

• pineliferum alta presenza di pinene per mercato degli aromi e fitoterapico


EINECSEuropean Inventory of Existing

Commercial Chemical Substanceshttp://esis.jrc.ec.europa.eu/

CASChemical Abstract Service Number

American Chemical Society

CTFAThe Cosmetic Toiletry and Fragrance AssociationNormativa FDA - Food and Drug Administration

INCIInternational Nomenclature of Cosmetic Ingredients

Identificazione degli oli essenzialiattraverso i repertori

nomenomenumeronumero

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Sistemi di estrazione degli oli essenziali

• Spremitura (pelatrici, spremitrici, centrifughe)

• Adsorzione , ovvero enfleurage

• Soluzione mediante solventi fissi , ovvero mediante oli e grassi vegetali o animali

• Soluzione mediante solventi volatili , ovvero con sostanze come esano

• Distillazione

• Estrazione con gas-solventi o fluidi supercritici (CO 2 Tetrafluoroetano.


Enfleurage

AdsorzioneAdsorzionediffusione ambientalediffusione ambientale

ImmersioneImmersione-- a freddoa freddo-- a caldoa caldo

Trattamento della Trattamento della ““ pommadepommade ””Separazione mediante alcoolSeparazione mediante alcool

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Estrazione con solvente

Immersione o percolazioneImmersione o percolazione

Solvente + matrice

Concreta

concentrazioneconcentrazionesoluzione in alcoolsoluzione in alcool

separazioneseparazioneevaporazioneevaporazione

Assoluta


Estrazione con fluidi gassosi

COCO22 -- supercriticasupercritica

70%

TFE TFE –– tetrafluoroetano tetrafluoroetano -- subcriticasubcritica

allo stato di alta densitallo stato di alta densit àà un gas si comporta un gas si comporta come un fluido solventecome un fluido solvente

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grazie all ’azione osmotica che esso eservitail vapore passa attraverso la matrice vegetale,

“prelevando ” i composti aromatici volatiliL’acqua allo stato di vapore, funge da

veicolo del calore

La temperatura di ebollizione di una miscela di 2 l iquidi immiscibili fra loro è più bassa del punto di ebollizione

del componente più volatile

L'aggiunta di acqua o l’immissione di vapore all'i nterno della colonna di distillazione, abbassa il punto di eboll izione delle

sostanze, permettendone la separazione per distilla zione

Distillazione in corrente di vapore

• componenti non miscibili con acqua• punto di ebollizione elevato• densità inferiore all’acqua


Struttura di un impianto di distillazione

• Bruciatore + caldaia (generatore di vapore)• Alambicco (caldaia, camera di carico, griglia)• Capitello con colonna di distillazione (condensator e)• Refrigerante a serpentina• Decantatore o Essencier (vaso fiorentino)

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Tipi di impianto e processo• Fuoco diretto

• Vapore indiretto (acqua nell’alambicco, idrodistill azione)

• Vapore diretto

• Vapore a immissione duplice

• Vapore indiretto con “ coobage ”


Idrodistillazione con cohobage

alambicco

generatoredi vapore

Condensatore

serpemtina

essenziere

cohobagecohobage

NONOcohobagecohobageraccolta idrolato

ricicloidrolato

AA

BB

ricircolodel vapore

© Copyright Giorgio Voltolina

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Idrodiffusione

entrataacqua dredda

idrolato

olio

sysrema raffreddanento

sistema di irrorazione del vapore

arrivo del vapore

materia prima

condensatore tubulare

cassone di carico

uscita acqua dredda

origano, timo camomilla rosmarinolentisco, eucalipto,

angelica elicriso


Soluzioni tecnologiche - Sistema a cassoni

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Soluzioni tecnologiche carro-distillatore


Soluzioni tecnologiche: distillatore a rimorchio

• per poter essere noleggiati• per aree difficilmente accessibili

per il trasporto

• bassa capacità di lavoro• disponibilità di acqua e energia• rischio di incendio

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Soluzioni tecnologiche: i piccoli impianti

a fuoco direttoa bagno d’olio


Soluzioni tecnologiche: i piccoli impianti

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• carico dell’impianto• chiusura degli alambicchi• avvio del processo• Ferma dell’impianto e chiusura delle valvole• Apertura degli alambicchi• scarico


Fasi del processo


Fase di carico

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Fase di scarico

alambicco da 1.000 litri


Parametri di processo

- Impianto 5-6 mq- Area di lavoro 150 mq x 5 m

Ingombri

1,5 – 2 h Durata del processo

da 50 a 180 – 200 kg/h Consumo di vapore a 105 °C

8 – 13 €/kg di OE25 – 40 €/kg di OE

Costi fissiCosti variabili

100 – 250 kg/mcCapacità di carico

5-7 volte il carico di prodottoQuantità di acqua(idrodistillazione)

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Le rese

12-2040-500.3 - 0,3-0,35 salvia

10-1540-500,4 - 0,8rosmarino

7-850-600,6-0,9-1,2lavanda

25-3060-750,3-0,5menta

8-1550-1201,5-2,3lavandino

1-1,5

6-10-25

8-15

35-40

Rese kg/ha

0,025

0,025-0,05 – 0,1

0,04 – 0,3

0,2-0,4

Resa g per 100 kg

5rosa

Biomassa t/ha

Pianta

16-18timo

20-25melissa

4-8camomilla

il prodotto viene lasciato “a riposo”per un certo tempo


Trattamenti a oli essenziali e Trattamenti a oli essenziali e idrolatiidrolati

Distillazione frazionata chre elimina la frazione te rpenica (idrocarburi più pesanti e poco odorosi) o altre com ponenti, per motivi di stabilità, miglioramento delle caratteris tiche organolettiche (più odorosi) tossicità

RettificazioneDeterpenazione

Impurezze, flocculi proteici, pectine, mucillagini, cere, carotenoidi, torbidità

Filtrazione

Stagionaturamaturazione

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Conservazione di oli essenziali e idrolati

in contenitori di vetro o acciaioal riparo da luce, aria, temperatura

Bagno di azoto liquido

Gli oli essenziali sciolgono la gomma e reagiscono con

plastiche e alcuni metalli

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Produttori Piante Officinali

LA DISTILLAZIONE delle PIANTE OFFICINALIPrincipi e impianti

Bologna Fiere, 10 settembre 2011

Giorgio [email protected]

23* Salone internazionaledel naturale

grazie dell’attenzioneFINE

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