IMLEMENTACIN DE UN MDULO DE PRODUCCIN DE ACEITES ESENCIALES, BIOETANOL, Y COMPOST ORGNICO A PARTIR DE LA CASCARA DE NARANJA MEDIANTE UNA PRODUCCIN MS LIMPIA CONTROLANDO LOS PROCESOS, OPERACIONES UNITARIAS Y PARMETROS.

IMLEMENTACIN DE UN MDULO DE PRODUCCIN DE ACEITES ESENCIALES, BIOETANOL, Y COMPOST ORGNICO A PARTIR DE LA CASCARA DE NARANJA MEDIANTE UNA PRODUCCIN MS LIMPIA CONTROLANDO LOS PROCESOS, OPERACIONES UNITARIAS Y PARMETROS.1/1/2014I.S.E.P.HONORIO DELGADO ESPINOZA

CAPITULO IPLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO

1. Determinacin del trabajo Para la formulacin del trabajo en estudio se realiz la revisin bibliogrfica de documentos de tesis, pginas virtuales, libros y otros para obtener informacin importante en el desarrollo y posterior implementacin de un mdulo para la produccin de aceite esencial, bioetanol y compost orgnico a partir de cscara de la naranja.1.1 Antecedentes histricos relacionados con el trabajo de investigacin 1.1.1 Industrializacin de la cscara de naranja1.1.1.1 Autores Amador Rafael, Romn Garca Teroba ,Jos Antonio Hernndez Jurez ,Jos De Jess 1.1.1.2 Ao 20131.1.1.3 Universidad Universidad Autnoma Metropolitana Unidad Iztapalapa-Mxico1.1.1.4 ResumenEl objetivo de este proyecto ha sido orientado al aprovechamiento de los desechos de la industria juguera, como lo es la cscara de naranja. A partir de esta se puede obtener diversos biocompuestos como antioxidantes fenlicos y compuestos como la pectina, que es un ingrediente no digestivo que estimula el crecimiento y la actividad de bacterias benficas para la flora intestinal, tambin denominado como (prebitico). La pectina tambin tiene otros usos como materia prima para la elaboracin de productos farmacuticos, en la industria de los alimentos y en general como espesante, gelificante, emulsificante y estabilizante. De la cscara de naranja se pueden obtener aceites esenciales, los cuales se emplean para la elaboracin de licores, perfumes y aromatizantes en productos de limpieza domstica.La industria juguera produce grandes cantidades de desecho de cscara de naranja, parte de esta se utiliza para la alimentacin de ganado y como fertilizante, pero sigue siendo desperdiciada gran parte en tiraderos y rellenos sanitarios, provocando un problema de contaminacin y mal olor al pudrirse y fermentarse toda esta materia orgnica, y diversos biocompuestos que podran ser aprovechados para obtener un beneficio de estos.

1.1.2 Evaluacin del proceso integral para la obtencin de aceite esencial y pectina de cscara de naranja 1.1.2.1 Autor Cern Salazar, Ivonne Cardona lzate ,Carlos1.1.2.2 Ao 20111.1.2.3 Universidad Universidad Nacional De Colombia Sede Manizales-Manizales1.1.2.4 Resumen En este trabajo se present la extraccin de aceite esencial y pectina a partir de la cscara de naranja (Citrus sinensis) como un proceso integral. Se realiz el proceso de extraccin utilizando un simulador comercial adaptndose al proceso real. Paralelo a ello se realizaron pruebas experimentales con un kilogramo de cscara de naranja procesado a las mismas condiciones de la simulacin con el fin de comparar los rendimientos obtenidos, logrando una concordancia aceptable. Posteriormente se escal el proceso a una tonelada. Como resultado no solo se demostraron las ventajas del proceso integral, sino tambin la posibilidad de su implementacin a nivel industrial. Se concluy adems que las tcnicas de simulacin son una herramienta poderosa que permite minimizar tiempo, costos y experimentacin en el diseo de procesos como los de extraccin de aceite esencial y pectina.1.1.3 Factores que afectan la transformacin de biomasa en bioetanol

1.1.3.1 Autor Carrero G. Mara del Mar1.1.3.2 Ao 20131.1.3.3 Universidad Departamento de Qumica Facultad de Ingeniera Universidad de Carabobo-Venezuela1.1.3.4 Resumen Este proyecto se bas en la creciente demanda energtica que genera la necesidad de buscar fuentes alternativas menos contaminantes que las tradicionales y que sus procesos sean eficientes.Uno de ellos es la transformacin de biomasa en bioetanol, una fuente energtica renovable, el cual est en pleno desarrollo y mejoramiento. Los principales factores determinantes del proceso fueron: La seleccin de la biomasa a procesar. El pre tratamiento, que maximiza el rea de contacto logrando que los procesos sean ms efectivos. La extraccin de componentes grasos por extraccin con solventes, obtenindose como ms eficiente y menos contaminante. La hidrlisis alcalina para aislar la celulosa, tiempo y temperatura de reaccin ptimos 6-8horas y 15C. La hidrlisis cida a glucosa, las relaciones ptimas fueron 1:25, y 1:0,2 entre 40-50C (4 horas). Y la fermentacin a etanol, mediante levadura (Saccharomyces Cerevisiae) la relacin ptima fue 1:0,4 con pH 4,8 a 37C (8 horas).

1.1.4 Aprovechamiento de Residuos Agroindustriales: Pasado, Presente y Futuro1.1.4.1 Autor Saval ,Susana

1.1.4.2 Ao 20121.1.4.3 Universidad Instituto de Ingeniera, UNAM, Ciudad Universitaria-Mxico

1.1.4.4 Resumen Desde hace varias dcadas los residuos agroindustriales han sido un foco de atencin para varios investigadores a nivel mundial, debido a que parte de sus constituyentes pueden ser materia prima para generar diversos productos de inters, esta situacin sigue prevaleciendo en la actualidad y se prev que continuar en el futuro. Este trabajo de investigacin trata de resumir las experiencias de varios autores y los aspectos ms relevantes del aprovechamiento de una variedad de residuos agroindustriales, la revisin bibliogrfica corresponde a una muestra de artculos que se identificaron en la base de datos Science Direct dentro del perodo 1982 a febrero de 2012. Tambin se plantea la necesidad de atender de una manera ambientalmente responsable, la disposicin final de los residuos que ya no pueden ser reutilizados, tomando como base el marco regulatorio vigente, para evitar que se conviertan en contaminantes de suelos y agua subterrnea.

1.1.5 Obtencin de jarabes azucarados a partir de la hidrlisis qumica de residuos de cscaras de naranja (citrus sinopsis) variedad valencia y papa (solanum tuberosum) variedad diacol capiro para ser empleados como edulcorantes en la industria de alimentos.1.1.5.1 Autor Gerena Baron, Flor Marina Meyer Torres ,Golda

1.1.5.2 Ao20131.1.5.3 UniversidadUniversidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD Escuela de Ciencias Bsicas Tecnologa e Ingeniera Duitama1.1.5.4 Resumen El desarrollo de este proyecto de investigacin, se centr en la elaboracin de jarabes edulcorados, ricos en azcares reductores, aportados por la degradacin qumica de los residuos de celulosa y el almidn. Para ello se trabaj con los residuos de cscaras de naranja (Citrus sinensis)variedad valencia y papa (Solanum tuberosum) variedad Diacol Capiro (R-12), se realizaron combinaciones porcentuales de estos residuos; se les caracteriz qumicamente en cuanto porcentaje de humedad expresado como %H en base hmeda (%H bh) y %H en base seca (%Hbs), porcentaje materia seca expresado como (% MS), Porcentaje de grasa expresado como % extracto etreo, porcentaje de celulosa (gramos/ 100 gramos de residuo seco), porcentaje de almidn (gramos/100 gramos de residuo seco), porcentaje de azcares reductores (gramos/100 gramos de residuo seco). Los datos de los contenidos de celulosa, almidn y azcares reductores, indicaron que se debe realizar una hidrlisis en todos los tratamientos para aumentar la cantidad de azcares reductores en los jarabes obtenidos.

1.1.6 Aprovechamiento de desechos orgnicos: extraccin y caracterizacin del aceite de semillas de naranja colectadas en expendios ambulantes de jugos1.1.6.1 Autor Escalante, Mara Santos ,Mara Lares ,Cristbal1.1.6.2 Ao20121.1.6.3 UniversidadUniversidad de los Andes Venezuela1.1.6.4 Resumen Para la realizacin de este proyecto de investigacin se estudi la extraccin con Soxhlet, usando hexano como solvente, del aceite de semillas de naranja procedentes de los residuos de desperdicios obtenidos en ventas ambulantes de jugos de la ciudad de Mrida, Venezuela. Se obtuvo un rendimiento del aceite de 5,1% (p/p) con relacin a la masa inicial del residuo y de un 42,7% (p/p) con relacin a las semillas secas. El aceite obtenido se someti a un proceso de transesterificacin con metanol, cuantificndose los componentes mayoritarios de la mezcla de metil-esteres por cromatografa de gases acoplada a masa (EG-EM), los cuales resultaron ser: linoleato (311%), oleato (311%), palmitato (303%%) y estearato (7,10,5%). La mezcla de metil-esteres se someti a una reaccin de hidrlisis en medio alcalino, logrndose separar la mezcla de cidos respectivos, la cual, luego de un proceso de precipitacin en solucin acuosa y de re-cristalizacin en hexano gener una mezcla de cidos con mayor contenido de cidos insaturados.

1.1.7 Un estudio de pre factibilidad para la instalacin de una planta extractora de aceites esenciales1.1.7.1 Autor Len Quiroz, Aleida Mara Robles Benavides, Amanda Jimena1.1.7.2 Ao2011

1.1.7.3 Universidad

Universidad Tcnica del Norte -Facultad en Ingeniera en Ciencias Agropecuarias y Ambientales

1.1.7.4 Resumen

El estudio realizado tuvo la finalidad de determinar la factibilidad de instalar una planta de extraccin de aceites esenciales desterpenados, utilizados en la industria de alimentos, medicamentos, perfumes, etc. Para esto se vio por realizar un estudio de mercado mediante el cual se pudo conocer que los aceites esenciales de mayor demanda en el pas son los de menta, naranja, eucalipto y limn, todos ellos importados. Por razones tcnicas se a continuar el estudio con los aceites esenciales de menta y eucalipto por cuanto es aplicable el mismo mtodo de extraccin. Finalmente con el estudio de impacto ambiental se ha encontrado que este proyecto no produce alteracin ambiental, debido a que se utiliza materia vegetal que es biodegradable y puede ser utilizada para la elaboracin de compost y el agua que se desecha luego del proceso no contiene ninguna sustancia, ya que la mayor cantidad solo se utiliza como agua de enfriamiento, y otra pequea parte es utilizada para generar vapor, que luego de la condensacin contiene nicamente sustancias biodegradables. La nica parte contaminante del proceso es la parte de la combustin de gas, pero al ser una pequea empresa no provoca mayor dao del ambiente.

1.2 Descripcin del estudioEl presente proyecto tiene como fin la implementacin de un mdulo de produccin a pequea escala industrializando la naranja y aprovechando sus componentes mediante una produccin ms limpia, para la obtencin de aceite esencial, bioetanol y compost orgnico.Este proyecto est orientado a contribuir con la formacin acadmica de los estudiantes de la carrera Qumica Industrial del Instituto Superior de Educacin Pblico Honorio Delgado Espinoza en la ciudad de Arequipa.1.3 Enunciado del estudioImplementacin de un mdulo de produccin de aceites esenciales, bioetanol, y compost orgnico a partir de naranja mediante una produccin ms limpia controlando los procesos, operaciones unitarias y parmetros. Contribuyendo a la formacin de los estudiantes de la carrera profesional de qumica industrial.1.4 Preguntas principales del estudioA. Qu problemtica se resuelve con el proyecto presentado?B. La materia prima es econmica y est al alcance C. Qu beneficios se obtiene a partir del proyecto? D. Qu procesos y /o experiencias se llevan a cabo?E. Qu equipos se necesitan para el proyecto?F. Qu utilidades se puede dar a los productos obtenidos? G. Qu dificultades se encontraran al realizar el proyecto? H. Cul es el tiempo requerido para llevar a cabo el proyecto? I. Qu antecedentes tiene el proyecto?J. Existe referencia bibliogrfica y/o marco terico 1.5 Formulacin de objetivos1.5.2 Objetivo general1.5.2 Objetivos especficos Identificar y esquematizar los equipos constitutivos del mdulo de produccin. Construir y adecuar los equipos necesarios y hacer un escalamiento de los mismos. Determinar los instrumentos de control ms adecuados para la medicin de parmetros y variables. Seleccionar la materia prima ms apropiada para el proceso Aplicar operaciones y procesos unitarios en la produccin. Garantizar una produccin ms limpia en todo el proceso.

1.6 Justificacin e importanciaActualmente la carrera de qumica industrial no cuenta con un mdulo de produccin que contribuya a la formacin acadmica de los estudiantes.El proyecto que se ha planteado, se realizar con el fin de implementar un mdulo para realizar procesos industriales dentro de la Carrera de Qumica Industrial ya que no se cuenta con uno similar y lo es importante para el desarrollo profesional tcnico de los estudiantes de la carrera de Qumica Industrial. As mismo est orientado al entorno ambiental ya que la naranja es consumida por una gran parte de la poblacin, lo que genera residuos orgnicos que van destinados a rellenos sanitarios, provocando que exista un problema de contaminacin que se puede solucionar industrializando la cscara de naranja generando como producto esencias, bioetanol y compost orgnico.Los procesos y operaciones se realizaran tomando como criterio la produccin ms limpia, es decir que no se generaran residuos que afecten al medio ambiente consecuentemente tambin se construir equipos biotecnolgicos que no implicaran impactos negativos.

1.7 Viabilidad del estudioEs una alternativa viable porque existe la disponibilidad econmica y materia prima (naranja) al alcance .Adems se dispone del tiempo requerido para la construccin de los equipos que conformaran el modulo para la industrializacin de la naranja.

CAPITULO IIELEMENTOS CONCEPTUALES2.1 Definiciones conceptuales2.1.1 Aceite esencial Son productos obtenidos de materias primas naturales por destilacin, habitualmente con agua o vapor como en casos de frutos ctricos, mediante un proceso mecnico. A menudo, los aceites esenciales consisten en mezclas de productos qumicos.Los aceites esenciales son fracciones liquidas voltiles, generalmente son mezclas homogneas de hasta 100 compuestos qumicos orgnicos, provenientes de la familia qumica de los terpenoides. Generan diversos aromas agradables. Bajo condiciones de temperatura ambiental, son lquidos poco densos pero con mayor viscosidad que el agua. 2.1.2 Bioetanol El alcohol etlico o etanol es un producto qumico obtenido a partir de la fermentacin de los azcares combinados en forma de sacarosa, almidn, hemicelulosa y celulosa. El bioetanol es un alcohol que se origina de la fermentacin de los azcares2.1.3 Compost orgnico El compost, orgnico es el producto que se obtiene de compuestos que forman o formaron parte de seres vivos en un conjunto de productos de origen animal y vegetal; constituye un grado medio de descomposicin de la materia orgnica que ya es en s un magnfico abono orgnico para la tierra, logrando reducir enormemente la basura.

2.2 Contenidos que sustentan tericamente el estudio 2.2.1 Aceite esencial 2.2.1.1 Materia prima Cscara de naranja 2.2.1.1.1 DefinicinLa naranja est compuesta de pericarpio y semilla (. Las paredes del ovario originan el pericarpio, y bien resguardada dentro de este, se hallar la semilla, resultado de la maduracin del vulo. Las partes de pericarpio son: Exocarpo (flavedo; presenta vesculas que contienen aceites esenciales). Mesocarpio (albedo; pomposo y de color blanco). Endocarpio (pulpa; presenta tricomas con jugo). En el caso de la naranja, tenemos que la fruta ctrica es bastante compleja. Est compuesta por una cscara gruesa que le proporciona proteccin contra los daos, la superficie exterior se conoce como exocarpo y contiene al aceite y pigmentos de la cscara. Seguidamente est la capa blanca esponjosa llamada mesocarpio, que es rica en pectina. El jugo interior que contiene el endocarpio est dividido en varios segmentos donde se encuentran los sacos de jugo individuales y las semillas, si las hay. Por ltimo hay un centro esponjoso o placenta2.2.1.1.2 CaractersticasPenetrando ms all de la parte coloreada de la corteza de los frutos ctricos, se llega a una capa de color blanco, esponjosa y parenquimatosa (mesocarpio), que se conoce generalmente con el nombre de albedo. En la maduracin del fruto, las clulas del albedo se vuelven ms alargadas y divididas, formando una intrincada malla de clulas, con argos espacios intercelulares, las cuales dan a la corteza madura si textura esponjosos. Esta capa esponjosa juega un importante rol en la extraccin del aceite, pues fcilmente absorbe el aceite expulsado de los sacos, causando ciertas dificultades mecnicas. El albedo viene a constituir del 20 al 60% de la totalidad del fruto, variando el grosor de la corteza de unos a otros. Por ejemplo para los limones vara de 2 a 8 mm. y en las naranjas de 4a 12 mm.El albedo fresco contienen un 75 a 80% de agua, mientras que sus principales componentes, calculados en relacin con la materia seca, estn distribuidos aproximadamente de la siguiente forma: azcares en frutos maduros 44%, celulosa(incluyendo lignina y pentosanas) 33%, y sustancias ppticas 20%.2.2.1.1.3 Disponibilidad Cscara de naranja obtenida de los procesos como la produccin de jugo de naranja.2.2.1.2 ProductosAceite esencial de cscara de naranja 2.2.1.2.1 Definicin de aceite esencialEs una mezcla de componentes, producto del metabolismo secundario de la plantas, en cuya composicin intervienen fracciones voltiles, como son: terpenos (C5H8), compuestos oxigenados (alcoholes, steres, teres, aldehdos) y compuestos fenlicos, todos estos son los que transmiten a los aceites el aroma que los caracteriza.Por otro lado las esencias comprenden dos fracciones, una voltil y otra no voltil; por lo tanto se habla de esencia en el caso del producto obtenido por el mtodo de expresin, y de aceite esencial al producto obtenido mediante destilacin por arrastre de vapor.

2.2.1.2.2 ClasificacinA. Orgenes Naturales Se obtienen directamente de la planta y no se someten posteriormente a ninguna modificacin fsica o qumica: esencias de plantas aromticas y flores.B. Artificiales Se obtienen a travs de los procesos de enriquecimiento de la misma esencia con uno de sus componentes principales, o son la mezcla de varias esencias naturales, por ejemplo, esencia de ans enriquecida con anetol.C. Sintticos Mezclas de diversos productos qumicos obtenidos sintticamente.D. Calidad Crudos No se les ha agregado mayor valor y se utilizan como materia prima para velas, pebeteros, artculos de aseo y limpieza e incluso insecticidas, papelera o juguetera de plstico.E. Refinados Los aceites esenciales purificados o de alta calidad, tienen mayor valor agregado y son utilizados en la industria alimenticia, farmacutica, cosmtica y de perfumes.2.2.1.2.3 Propiedades 2.2.1.2.3.1 Propiedades medicinales Elaceite de naranjapuede ser utilizado para mltiples enfermedades, a travs de la aromaterapia, como por ejemplo, para mejorar la depresin. El olor fresco y agradable de la naranja hace quela mente se relajey deje de trabajar aceleradamente. Por eso, puede ser usada comocomplemento para el tratamientode la depresin y la ansiedad

2.2.1.2.3.2 Propiedades fsicas Esencia de naranja: Citrus Aurantum. Descripcin: Color intensamente amarillo anaranjado o anaranjado fuerte, olor y sabor caracterstico. Solubilidad: Es miscible con alcohol deshidratado y con bisulfuro de carbono y se disuelve con un volumen igual de cido actico-glacial. Peso Especfico: No menor de 0.842 ni mayor de 0.856. Rotacin ptica: No menor de 94 ni mayor de 99 en tubo de 100 mm. ndice de Refraccin: No menor de 1.4723 ni mayor de1.4737 a 20 C. (alto ndice de refraccin) Contenidos de aldehdos (Citral): No menor de 0.5% ni mayor de 5%. Residuos de evaporacin: No menor de 1% ni mayor de 4%. Lquidos a temperatura ambiente. Voltiles Recin destilados son incoloros o ligeramente amarillentos. Densidad inferior a la del agua. Muy poco solubles en agua, pero le comunican el aroma. Solubles en alcohol de alto %. Soluble en aceites fijos o grasas.

2.2.1.2.3.3 Propiedades qumicas

Los componentes de los aceites se clasifican en terpenoides y no terpenoides.A. No Terpenoides. En este grupo tenemos sustancias alifticas de cadena corta, sustancias aromticas, sustancias con azufre y sustancias nitrogenadas. No son tan importantes como los terpenoides en cuanto a sus usos y aplicaciones.

B. Terpenoides. Son los ms importantes en cuanto a propiedades y comercializacin.Los terpenos derivan, de unidades de isopreno (C5) unidas en cadena. Los terpenos son una clase de sustancia qumica que se halla en los aceites esenciales, resinas y otras sustancias aromticas de muchas plantas, como los pinos y muchos ctricos. Principalmente encontramos en los aceites monoterpenos (C10), aunque tambin son comunes los sesquiterpenos (C15) y los diterpenos (C20). Pueden ser alifticos, cclicos o aromticos. 2.2.1.2.4 UsosEl aceite de naranja es ampliamente utilizado enaromaterapia, lo que permite disfrutar de sus beneficios. Puede ser aplicarlo en la piel, con forma de masajes. Adems, se puede preparar enbaos con aceite de naranjacomo relajante.2.2.1.2.5 AplicacionesA. Si se sufre de depresin, el olor del aceite esencial de naranja ayuda a aliviarlo. Se puede aplicar tpicamente cerca de la nariz para obtener mejores resultados. B. Es antisptico para prevenir las infecciones en cortes y heridas despus de lavar la zona afectada con agua y jabn.C. El aceite esencial de naranja ayuda a calmar los espasmos y a prevenirlos, tos, calambres. Frotar la piel con el aceite ayuda a aliviar los espasmos musculares.D. Sirve para disfrutar de un bao relajante y poder disfrutar de las propiedades aroma teraputicas del aceite durante el bao, E. El aceite esencial de naranja se usa como ambientador aadiendo unas gotas al agua y se roca como ambientador natural.F. Ayuda a aliviar el estreimiento y la retencin de lquidos mediante la aplicacin de masajes en el abdomen.G. Si se lo utiliza como aromaterapia da relajacin, H. Calma las irritaciones en la piel por picaduras de insectos, plantas y dems. Pero se debe tener cuidado de estar en el sol cuando se usa.I. Deja las superficies limpias y brillantes.se le puede acondicionar al limpiador desengrasante. J. Ayuda en el tratamiento de enfermedades respiratorias como los resfriados y la gripe. K. Se debe tener precauciones al usarlo, porque ingerirlo en exceso puede causar nuseas y vomito. Tambin no se debe utilizar en algunos casos mdicos como embarazo, dao heptico, epilepsia o se tienen problemas mdicos.

2.2.1.2.6 Mtodos de obtencin 2.2.1.2.6.1 Destilacin por arrastre de vapor

Las plantas se colocan sobre un fondo perforado o criba ubicado a cierta distancia del fondo de un tanque llamado alambique. La parte ms baja de esta contiene agua hasta una altura algo menor que el nivel de la criba. El calentamiento se produce con vapor saturado que se provee de una fuente decalorque compone el equipo, fluye mojado y apresinbaja, penetrando a travs del material vegetal. Los componentes se volatilizan, y condensan en un refrigerante, siendo recogidos en un vaso florentino, donde se separael aguadel aceite por diferencia de densidad (decantacin).

2.2.1.2.6.2 Extraccin con disolventes orgnicosQue penetran en lamateriavegetal y disuelven las sustancias, que son evaporadas y concentradas a baja temperatura. Despus, se elimina el disolvente, obteniendo la fraccin deseada. Laseleccindel disolvente pretende que sea capaz de disolver rpidamente todos losprincipiosy la menor cantidad de materia inerte, que tenga un punto de ebullicin bajo y uniforme que permita eliminarlo rpidamente, pero evitando prdidas por evaporacin, qumicamente inerte, para no reaccionar con los componentes de los aceites, no inflamable y barato. Este disolvente ideal no existe, y los ms empleados son el ter depetrleo, con punto de ebullicin de 30 a 70 C, que se evapora fcilmente y es inflamable, benceno, que disuelve tambin ceras y pigmentos, y alcohol, que es soluble en agua. Se emplea cuando hay componentes de peso molecular elevado que no son lo suficientemente voltiles

2.2.1.2.6.3 Extraccin congasesen condiciones supercrticasSe emplean gases, principalmente CO2, a presin y temperatura superiores a su punto crtico. En esas condiciones se obtienen buenos rendimientos y se evitan alteraciones de los componentes de la esencia. La infraestructura necesaria escara, pero tiene sus ventajas, como la fcil y rpida eliminacin delgasextractor por descompresin, la ausencia de residuos de disolventes y que los gases no resultan caros.2.2.1.2.6.4 Maceracin en grasaEs un mtodo de extraccin con grasa caliente basado en sumergir los ptalos de flores en la grasa, y luego extraer las esencias con alcohol. Este mtodo se ha reemplazado por completo por la extraccin con disolventes orgnicos.2.2.1.2.7 Usos y aplicaciones del aceite esencial en generalLos aceites esenciales se utilizan principalmente para:A. Para producir perfumes: Por ser capaces de combinar con los aceites de la piel para producir aromas particulares en cada persona.B. Para conservar los alimentos: Especialmente la carne. Las plantas rica en aceite esencial tienen propiedades antispticas, que evitan la degradacin microbiana de los alimentos, adems de poder aportar otras propiedades como digestivas o estimulantes .Este ha sido uno de los principales usos de las especies aromticasC. En la confeccin de insecticidas y acaricidas ecolgicos: Como sustituidos de otros productos qumicos ms agresivos para el medio ambiente, los aceites esenciales y ciertos componentes qumicos de la planta se utilizan de pesticida natural.D. Remedio casero: Los aceites esenciales pueden utilizarse en el tratamiento de algunas afecciones de salud, siempre que no existan contraindicacionesE. Difusores:esta es quiz una de las aplicaciones prcticas ms populares de la aromaterapia. Se emplea con mucha frecuencia para "crear" ambientes aromticos. Sin embargo en terapia es la forma como se puede desinfectar el aire que respiramos.F. Aceites esenciales para aromatizar el ambienteG. Popurrs:en esta forma se emplea una base como pueden ser trocitos de madera, aserrn, frutas secas, piedras porosas o trozos de cermica. H. Brisas ambientales:esta preparacin es para diluir los aceites esenciales en una mezcla de alcohol 96, sin agua. Se colocan hasta 50 gotas de aceites esenciales en 100 mililitros de alcohol y se colocan en un frasco con aspersor de spray. I. Aceites para muebles:esta preparacin debe hacerse en productos para proteger y lustrar los muebles barnizados. Sobre esta preparacin se colocan hasta 50 gotas de aceites esenciales por cada 100 mililitros del producto.

2.2.1.2.8 Factores que influyen en la extraccin por arrastre de vaporLos Factores que influyen en la extraccin por arrastre con vapor son los siguientes: 1.- Tiempo de secado del material. La materia prima vegetal genera hongos que transfieren un olor terroso mohoso al aceite, debido a la formacin de cidos grasos; por esto si el material no se procesa pronto (3dias) se dispone en literas para su oreo. 2.- Tiempo de extraccin Pasado un tiempo ya no sale ms aceite y el vapor posterior causa el arrastre por solubilidad o emulsin del aceite, presentando una disminucin en el rendimiento. 3.- Presin del vaporSi la presin del vapor de arrastre es muy alta (mximo 6 psi), se presenta hidrlisis en el aceite disminuyendo su calidad y su rendimiento.

4.- Factor de empaquetamiento. Si el material queda muy suelto, el proceso termina muy pronto, presentando un alto consumo energtico; si queda muy apretado, el vapor se acanala disminuyendo el rendimiento del aceite, debe de estar entre el 0.15 a 0.25 % 5.- Distribucin interior del vapor.Se refiere a la eficiencia del equipo a utilizar, este debe ser confiable y no debe permitir la fuga de vapor que altere la extraccin y la cantidad de aceite esencial extrado.6.- Eficiencia del condensador7.- Condensacin interior Se evita realizando una purga previa a los 30 minutos de iniciado el proceso y adems, manteniendo el tanque bien aislado.2.2.1.2.9 Proceso industrial1.- Recepcin de la materia prima: Se recepciona las cscaras provenientes del proceso de elaboracin de jugos.2.- Lavado de la materia prima: Las cscaras son sometidas a un lavado despus de la extraccin del jugo.3.- Cortado: Seguida de una reduccin de tamao de 4 cm2 aproximadamente.4.- Secado: Se lleva a un proceso de secado por 3 das aproximadamente y obtener un aceite con menor proporcin de peptina.5.- Destilacin por arrastre de vapor: En el proceso de extraccin del aceite, las cscaras fueron empacadas en una malla, el vapor de destilacin es llevado a una temperatura de 90 C para evitar que el aceite esencial sufra un proceso de degradacin trmica y prdida de propiedades.6.- Condensacin: En esta etapa se lleva a cabo un proceso de condensacin, la accin del vapor de agua sobre las cscaras pasa de un estado gaseoso a uno lquido (agua ms aceite).7.- Decantacin simple : De la destilacin y posterior condensado se obtuvo una emulsin de agua y aceite que se separa por decantacin simple, la cual se llev a cabo en forma continua durante la destilacin, el aceite se recogi en frascos de color mbar para evitar la posible descomposicin del aceite por efecto de la luz. 8.- Envasado: Del proceso de decantacin se logra tener dos productos agua y aceite esencial, este ltima se lleva a un envasado y posterior distribucin.

2.2.1.2.10 Diagrama de bloques M.PCscara de NaranjaRecepcin

Pesado

Agua

LavadoAgua Residual

Cortado4 cm 2

Secado

3 das

Vapor de agua 90C

Extraccin del aceite esencialResiduo de la cscara

Condensacin

Decantacin

Aceite EsencialAgua

Envasado

Almacenado

2.2.2. Bioetanol2.2.2.1 Materia prima Cscara de naranja Bagazo 2.2.2.1.1 GeneralidadesLa materia prima para el estudio es la cscara de naranja dulce, cuyo nombre es Citrus sinensisosbeck.2.2.2.1.2 Composicin qumica de la cscara de naranjaA. Carbohidratos: El nivel de carbohidratos en los residuos de la cscara de naranja es del 80.8%. Segn los carbohidratos identificados son pectinas del 30-50%, azcares (sacarosa,fructosa, glucosa), hemicelulosa, del 10-20% y celulosa del 20-40%.B. Enzimas: Entre las enzimas de la cscara que han sido aislados en estado puro son, acetil esterasa, peroxidasa, phosphatasa y pectinesterasa.C. Pigmentos: Los pigmentos dominantes en la cscara de la naranja son carotenoides que se producen en los cromoplastos en flavedo de las clulas. Aproximadamente el 60% del total de carotenoides de color naranja estn en la cscara. D. cidos: El principal componente de acidez en los residuos de la cscara de naranja es el cido ctrico, adems de pequeas cantidades de cido tartrico, mlico y oxlico. Estos cidos orgnicos se han encontrado en la cscara en forma de sal, lo que explica la razn por la cual el pH de la cscara es de 5.

2.2.2.1.3 Esquema general de los componentes qumicos de los materiales lignocelulosicos

FUENTE: Ecnomos, C. and Clay, W.D. Nutricional and health benefits of citrus fruits. Food Nutr. Agric. 1998A. Celulosa: Qumicamente la celulosa se define como un homopolmero de la glucosa. Se debe tener en cuenta, que los residuos de frutas se consideran como uno de los compuestos biolgicos de naturaleza polimrica ms abundante en la naturaleza Las fibras de celulosa presentan dos regiones, a saber: la regin amorfa y la regin cristalina. La diferenciacin de la celulosa en estas dos regiones permite reconocer la necesidad de realizar un pre tratamiento a estos desechos con el objetivo de desestabilizar la regin cristalina y lograr mayor grado de hidrlisisB. Hemicelulosa : La hemicelulosa en un polisacrido no celulsico, y posee un conjunto de caractersticas comunes como:

Solubilidad en un solventes orgnico. Reactividad frente a un cido. Descomposicin en furfural y azcares

La hemicelulosa es generalmente insoluble en agua, soluble en lcali, y ms fcilmente hidrolizable en un cido. Debido a la ausencia de cristalinidad, su bajo peso molecular y su configuracin ramificada e irregular absorben agua con facilidad. La simplicidad que presenta la hemicelulosa al ataque qumico con respecto a la celulosa, la convierte en un factor de inters para la hidrlisis.C. Lignina : Es el componente de naturaleza no polisacrida ms abundante en las paredes Celulares vegetales. Est formada por la extraccin irreversible del agua de los Azcares, creando compuestos aromticos.La lignina es la tercera fraccin mayoritaria de la biomasa lignocelulsica. Se trata de un polmero trimensional amorfo formado por la polimerizacin deshidrogenativa de unidades de fenilpropano ligadas por diferentes tipos de enlaces que se alternan de manera desordenada. La lignina tiene una mar cable tendencia a sufrir reacciones de auto condensacin que dificultan su aislamiento sin presentar algn cambio Por tanto, la lignina no es un material de inters para la produccin de azcares, por lo cual es ideal, retirarla mediante la aplicacin de los pres tratamiento de los residuos slidos orgnicos.2.2.2.1.4 CaractersticasEn trminos de anatoma vegetal, se obtiene del epicarpio del fruto, que junto con la corteza blanca adyacente (mesocarpio) forma su piel. En el caso de la cscara de naranja, la colorida piel exterior se denomina flavedo y corresponde al exocarpio; inmediatamente por debajo se encuentra el albedo que sera el mesocarpio. Las cantidades de una y otra capa varan de un ctrico a otro, y puede ser ajustada por la forma en la que se preparan.2.2.2.1.4.1 Caractersticas organolpticas A. Color: amarillo rojizo, anaranjadoB. Olor : caracterstico de la naranjaC. Sabor : muy agrioD. Textura : suave esponjoso, con relieve pronunciadoE. Apariencia : agradable2.2.2.1.5 Propiedades2.2.2.1.5.1 Aplicacin Industriales de la cscara de naranja En la industria qumica, con fines medicinales (medicinas caseras, vermfugo o antihelmntico). Al fermentar la cscara de naranja se puede obtener alcohol, el cual se puede utilizar para la preparacin de bebidas alcohlicas. Las cscaras tambin pueden utilizarse como condimento al cocer el arroz, pasta, carnes y otros platos. El aceite de la cscara de naranja es reutilizable a modo de repelente para insectos, solo frtalo en tu piel, es recomendable slo usarlo por las noches ya que si te da el sol pueden aparecer manchas.En la industria alimentaria con fines nutricionales ya que las cscaras de naranja son una fuente abundante de carbohidratos que tienen muchas propiedades beneficiosas para la salud. Estos carbohidratos prebiticos, tambin conocidos como oligosacridos, se encuentran en ciertas frutas y vegetales. Prebiticos son comidas o nutrientes no digestibles que aumentan el crecimiento de bacterias prebiticas beneficiosas en el intestino grueso.

2.2.2.1.5.2 Propiedades curativas de la cscara de la naranjaA. Para efectos digestivos: Dentro de la tradicin oriental de curaciones naturales, la cscara de la naranja sola ser muy empleada para problemas digestivos. Como casi todos los elementos que tienen cierto amargor en su sabor, sus propiedades para los problemas gstricos solan ser muy valoradas. Se considera que puede llegar a ser buena para los gases, para reducir hinchazones y para combatir el estreimiento, entre otras cosas.B. Para la tranquilidad y poder dormir: Los aceites esenciales que tiene la piel de naranja tendran un interesante efecto tranquilizante. Por eso, consumirla puede llegar a venir muy bien para sosegarse un poco y tambin, incluso, para conciliar un buen sueo.C. Por su capacidad antioxidante y para el colesterol: Dentro de la piel de la naranja, se encuentran los polifenoles ms interesantes de la misma. A su vez, sus aceites esenciales tendran la capacidad de disolver el colesterol y los triglicridos. De all, su consumo podra llegar a resultar muy bueno para fines de salud cardiovascular.2.2.2.2 ProductosBioetanol Alcohol Etlico: CH3-CH2-OH 2.2.2.2.1 DefinicinEl bioetanol es un biocombustible obtenido por la fermentacin de la materia orgnica y la biomasa rica en hidratos de carbono (azcares). Las principales materias primas para producir bio-etanol son cereales, orujo, alimentos ricos en almidn y cultivos de azcar (por ejemplo, la caa de azcar). Dependiendo de la materia prima utilizada para la produccin del bioetanol tambin genera varios subproductos para la industria de la alimentacin y la energa.2.2.2.2.2 Caractersticas fisicoqumicas del etanol El bioetanol es tambin conocido por el trmino de etanol o bioalcohol.A. El compuesto qumico etanol, conocido como alcohol etlico, es un alcohol que se presenta en condiciones normales de presin y temperatura como un lquido incoloro e inflamable con un punto de ebullicin de 78,4 C.B. Mezclable con agua en cualquier proporcin; a la concentracin de 95 % en peso se forma una mezcla azeotrpica.

C. El etanol es un compuesto qumico que puede utilizarse como combustible, bien solo, o bien mezclado en cantidades variadas con gasolina, y su uso se ha extendido principalmente para reemplazar el consumo de derivados del petrleo. El combustible resultante de la mezcla de etanol y gasolina se conoce como gasohol o alconafta. Dos mezclas comunes son E10 y E85, con contenidos de etanol del 10% y 85%, respectivamente.2.2.2.2.3 UsosA. Bioetanol, etanol producido para uso como biocarburante.

B. Bio-etanol es un sustituto directo de combustible verde para la gasolina y se caracteriza por un ndice de octano alto. Se puede utilizar en la gasolina a 20% sin cambiar el motor o motores utilizados. El bioetanol tiene un valor calorfico inferior que la gasolina derivada del petrleo. Se utiliza principalmente para aumentar el octanaje de la gasolina. El bioetanol como combustible es particularmente comn en Brasil, donde la mayora de los vehculos en la carretera lo utilizan todos los das.

C. Se puede utilizar como combustible para la calefaccin y el mbito domstico.

D. Como solvente orgnico.

E. Uso para la elaboracin de perfumes

2.2.2.2.4. PropiedadesEl bioetanol es un combustible renovable, complementario o sustituto de las naftas o gasolinas, producido a partir de azcares, almidn o celulosa, contenido en diferentes materias primas vegetales:

De los azcares, comnmente sacarosa, contenido en cultivos como la caa de azcar o la remolacha azucarera; se obtiene bioetanol mediante un proceso de fermentacin y destilacin Del almidn contenido en semillas de cereales como el maz, el trigo, el sorgo o en tubrculos como la yuca o mandioca se obtiene bioetanol mediante un proceso de hidrlisis, sacarificacin, fermentacin y destilacin De la celulosa proviene de materias primas lignocelulsicas como rboles, arbustos, rastrojos de cultivos y desechos celulsicos se obtiene bioetanol a travs de una hidrlisis avanzada, fermentacin y destilacin.El etanol ha llegado a ser un buen combustible para motores nafteros, pueden funcionar hasta en una proporcin etanol/nafta 20:80. Las propiedades del etanol son parecidas a la de la nafta. 2.2.2.2.5 Aplicaciones A. E5: El biocombustible E5 significa una mezcla del 5% de bioetanol y el 95% de gasolina normal. Esta es la mezcla habitual y mezcla mxima autorizada en la actualidad por la regulacin europea, sin embargo, es previsible una modificacin de la normativa europea que aumentar este lmite al 10% (E10) ya que diferentes estudios constatan que los vehculos actuales toleran sin problemas mezclas hasta el 10% de bioetanol y los beneficios para el medioambiente son significativos.B. E10: El biocombustible E10 significa una mezcla del 10% de bioetanol y el 90% de gasolina normal. Esta mezcla es la ms utilizada en EEUU ya que hasta esta proporcin de mezcla los motores de los vehculos no requieren ninguna modificacin y e incluso produce la elevacin de un octano en la gasolina mejorando su resultado y obteniendo una notable reduccin en la emisin de gases contaminantes.C. E85: Mezcla de 85% de bioetanol y 15 % de gasolina, utilizada en vehculos con motores especiales. En EEUU las marcas ms conocidas ofrecen vehculos adaptados a estas mezclas. Tambin se comercializan, en algunos pases (EEUU, Brasil, Suecia) los llamados vehculos FFV o Vehculos de Combustibles Flexibles con motores adaptados que permiten una variedad de mezclas.D. E95 y E100: Mezclas hasta el 95% y 100% de bioetanol son utilizados en algunos pases como Brasil con motores especiales.E. E-DIESEL: El bioetanol permite su mezcla con gasoil utilizando un aditivo solvente y produciendo un biocombustible disel el E-Disel, con muy buenas caractersticas en cuanto a combustin y reduccin de contaminacin ofreciendo as otras alternativas al bioetanol en el campo de los vehculos disel. El E-Disel ya se comercializa con xito en EEUU y Brasil y pronto har su aparicin en Espaa y Europa.F. ETBE: No se comercializa como un biocombustible, sino que se utiliza como un aditivo de la gasolina. El ETBE (etilterbutil ter) se obtiene por sntesis del bioetanol con el isobutileno, subproducto de la destilacin del petrleo. El ETBE posee las ventajas de ser menos voltil y ms miscible con la gasolina que el propio etanol y, como el etanol, se aditiva a la gasolina en proporciones del 10-15%. La adicin de ETBE o etanol sirve para aumentar el ndice de octano de la gasolina, evitando la adicin de sales de plomo.2.2.2.2.6 ImportanciaEl bioetanol se utiliza en vehculos como sustitutivo de la gasolina, bien como nico combustible o en mezclas que, por razones de miscibilidad entre ambos productos, no deben sobrepasar el 5-10% en volumen de etanol en climas fros y templados, pudiendo llegar a un 20% en zonas ms clidas. El empleo del etanol como nico combustible debe realizarse en motores especficamente diseados para el biocombustible. Sin embargo, el uso de mezclas no requiere cambios significativos en los vehculos, si bien, en estos casos el alcohol debe ser deshidratado a fin de eliminar los efectos indeseables sobre la mezcla producida por el agua.Por tanto vemos que el bioetanol es una apuesta fuerte para el futuro de los combustibles. Sin embargo podemos ir mucho ms lejos con la cuestin para ver que se puede considerar claramente un tema econmico, cientfico, medio ambiental y social, es decir una primera plana en el conocimiento actual.A. Economa: La industria petrolera que econmicamente resulta una de las mayores potencias mundiales se ve intimidad por las nuevas opciones aparentemente viables que ofrece el biocarburantes, aunque no por ello deja de mirarlo con ojos escpticos. Si la investigacin sigue adelante con buenos resultados, las posibilidades econmicas de futuro del bioetanol son enormes. Tambin pueden ser utilizados para la produccin de electricidad, trmica y de fro.B. Cientfico: Es a la ciencia, en concreto a la microbiologa, a quien se debe el avance y estudio de la materia. Las nuevas lneas de investigacin nos aportan nuevos derivados del propio bioetanol o procesos perfeccionados para la produccin del mismo.C. Medio ambiental: Los automviles son una de las principales fuentes de contaminacin. Los eco carburantes podran dar un respiro de aire limpio a las ciudades.D. Social: La industria de los biocarburantes ofrece salidas a productos agrcolas que haban quedado estancados, podra favorecer especialmente a pases en vas de desarrollo de la zona ecuatorial, donde el clima favorece especialmente los cultivos, crear nuevos puestos de trabajo e industrializar zonas eminentemente agrcolas. Adems, con la fabricacin del biocarburante se corta la dependencia con pases productores de petrleo que varan el precio2.2.2.2.7 Problemtica del bioetanol. Impacto ambientalContaminacin del aire: Comparado con la gasolina sin plomo convencional, el etanol es una fuente de combustible que arde formando dixido de carbono y agua, como la gasolina. Para cumplir la normativa de emisiones se requiere la adicin de oxgeno para reducir emisiones del monxido de carbono. El aditivo metiltert-butil ter actualmente se est eliminado debido a la contaminacin del agua subterrnea, por lo tanto el etanol se convierte en un atractivo aditivo alternativo. Como aditivo de la gasolina, el etanol al ser ms voltil, se lleva consigo gasolina, lanzando as ms compuestos orgnicos voltiles (covs).El uso de etanol puro en lugar de gasolina en un vehculo aumenta las emisiones totales del dixido de carbono, por cada kilmetro, en un 6%. Si de algn modo se reduce la emisin total, pudiera deberse al proceso agrcola que se necesita para crear el biofuel que produce ciertas emisiones del CO. Considerando el potencial del etanol para reducir la contaminacin, es igualmente importante considerar el potencial de contaminacin del medio ambiente que provenga de la fabricacin del etanol. En 2002, la supervisin de las plantas del etanol revel que lanzaron COVs en una tasa mucho ms alta que la que se haba divulgado anteriormente. Se producen COVs cuando el pur fermentado de maz se seca para venderlo como suplemento para la alimentacin del ganado. Se pueden unir a las plantas oxidantes termales u oxidantes catalticos para consumir los gases peligrosos.Recurso renovable: El etanol puede convertirse en una opcin interesante a medida que la humanidad se acerque al fin de otras fuentes como el petrleo o el gas natural. De todas formas para que pueda considerrselo un recurso realmente renovable el balance energtico debe ser positivo. Es importante que en los debates an abiertos las versiones pesimistas advierten del uso de pesticidas y fertilizantes. De todas formas la cantidad de pesticidas utilizados vara mucho de si el maz va dirigido a las personas o a los motores, ya que es en la primera opcin en el que se hace un uso ms intenso de los pesticidas.Plomo: En el pasado, cuando los granjeros destilaban su propio etanol, utilizaban a veces los radiadores como parte del alambique. Los radiadores contenan a menudo plomo, que contaminaba el etanol. El plomo pasaba al aire al quemarse el combustible contaminado, generando problemas de salud (saturnismo). Sin embargo sta era una fuente de plomo menos importante que el tetra etilo de plomo que se empleaba como aditivo corriente de la gasolina, como antidetonante (hoy prohibido en la mayora de los pases). Hoy da, el etanol para uso como combustible se produce casi exclusivamente en plantas construidas ad-hoc, evitando as cualquier remanente de plomo.2.2.2.2.8 Proceso industrial 1. Recepcin de la Materia Prima: La materia prima a procesar es la cscara de naranja; que proviene directamente del pelado de las naranjas; de la torta agotada de la extraccin de los aceites esenciales y del bagazo proveniente de la elaboracin del jugo.2. Pesado: La materia prima se pesa en balanzas calibradas, determinando la masa total que ingresa al proceso.3. Anlisis Fsicos y Qumicos: Se determina el porcentaje de humedad y de azucares reductores presentes; para ello se puede usar el mtodo bsico para la humedad y mtodo volumtrico de Fehling para la determinacin de hidratos de carbono.4. Molido: Con un molino se reduce el tamao alrededor de 6 mm, y luego, con la ayuda de una licuadora, se reduce el tamao entre 2 y 3 mm aproximadamente.5. Pre tratamiento Se realiza la eliminacin de lignina, sumergiendo las muestras en una solucin de NaOH 0.1N .Posteriormente se adiciona sulfato de calcio y se deja en reposo.6. Decantacin: Se separa el material particulado de la solucin por decantacin.7. Hidrlisis cida: La hidrlisis cida se lleva a cabo, adicionando cido sulfrico al 5% por cada 100 gramos de cscara de fruta, a una temperatura de 125C y 15 psi, regulada por medio de una autoclave.8. Neutralizacin: Se neutraliza con cal, obteniendo sulfato de calcio y los azcares fermentables.9. Centrifugacin: Luego los jarabes obtenidos se separan de los componentes que precipitan, por centrifugacin. Se determina el contenido de azcares en los jarabes obtenidos.10. Filtracin: El remanente de slidos (lignina y celulosa) se remueve en un filtro prensa y se pasa a un reactor en dnde la temperatura se incrementa para hidrolizar la celulosa a glucosa. El resultado es una mezcla de pentosas, hexosas y una solucin que contiene 11.6% de glucosa, 9% de xilosa.11. Fermentacin: Despus de la hidrlisis, se ajusta el pH a 4,5 5,0 se adiciona nutrientes y se inocula levadura activa seca comercial (Saccharomyces cerevisiae) disuelta en un poco del jarabe. Se deja fermentar durante un tiempo determinado (4 dias).12. Segunda Filtracin: Se separa el mosto de los hollejos por medio de un tamiz de 600 milimicras.13. Destilacin : Finalmente, el filtrado se destila utilizando un destilador simple y se recoge una solucin de agua-etanol que posteriormente se vuelve a destilar utilizando un equipo similar con sistema de vaco, operando el proceso a una temperatura no mayor a los 90C por aproximadamente 1 hora. En la segunda destilacin se maneja un tiempo de 30 minutos a una temperatura inferior a los 76 C.14. Envasado: El producto obtenido (bioetanol) se envasa en botellas de vidrio o plstico previamente esterilizados.2.2.2.2.9 Diagramas2.2.2.2.9.1 Diagrama general del proceso de obtencin del bioetanol2.2.2.2.9.2 Diagramas de bloque del proceso de obtencin de Bioetanol a partir de la cscara de naranja.

2.2.3.2.9.3 Diagramas de flujo del proceso de obtencin de Bioetanol2.2.2.2.9.4 Diagramas de bloquesRecepcin y control

MPCscara de Naranja sin esencia

Pesado

Molido6 mm

CaSO4

3 horas

15 minutos

NaOH 0.1 N

Acondicionamiento

Liquido ResidualDecantacin

Slidos

Autoclave: T=125 CP= 15 psit =15 minutos

H2SO4 al 5% 50 ml x 100 gr.

Hidrolisis

NeutralizacinCal

Ca SO4

Solidos Precipitados

Centrifugacin

LiquidoAzucares Fermentables

Filtracin

pH a 4,5 5,0NaOH 5 NAcondicionamiento

SaccharomyceCerevisiae

Fermentacin

Filtracin

Destilacin

Envasado

2.2.3 Compost orgnico 2.2.3.1 Materia prima Bagazo del bioetanol 2.2.3.1.1 DefinicinEl compost, orgnico es el producto que se obtiene de compuestos que forman o formaron parte de seres vivos en un conjunto de productos de origen animal y vegetal; constituye un grado medio de descomposicin de la materia orgnica que ya es en s un magnfico abono orgnico para la tierra, logrando reducir enormemente la basura.La fibra obtenida principalmente de las cortezas de la naranja, consta de polisacridos estructurales (celulosa, hemicelulosa, pectinas, rafinosa y estafinosa), polisacridos no estructurales (gomas y muclagos), sustancias estructurales no polisacridas (lignina) y de otras sustancias como cutina, taninos y suberina.2.2.3.2 Producto Bioabono 2.2.3.2.1 Definicin2.2.3.2.1.1 Definicin de bagazoSe denominabagazoal residuo de naranja despus de extrado sujugo.Una clase debagazoes el resto deuvaque queda despus de extraer elmosto. Est constituido por el hollejo o piel de la uva, las semillas y los cabos de los racimos. Este bagazo recibe el nombre deorujo. De l se obtiene, mediante destilacinenalambique, elaguardientetambin llamado orujo ograppaen Italia, Argentina y Uruguay.Otra clase debagazoes el residuo leoso de lacaa de azcar. En estado fresco estos bagazos contienen un 40% de agua. Suelen utilizarse como combustible de las propiasazucareras. Tambin se utilizan en la industria del papel y fibras, por lacelulosaque contienen.El bagazo como fuente de fibras papeleras tiene unas limitaciones similares a las de la paja de cereales, aunque ofrece mayor versatilidad: fibras cortas, abundancia de elementos cortos no fibrosos, drenaje lento en la mquina de papel, alto contenido en cenizas, dificultad recuperacin lejas residuales de coccin, etc. Globalmente, las pastas blanqueadas de bagazo se pueden usar para sustituir a las blanqueadas de frondosas sin disminuir la calidad del producto final; se utilizan actualmente en prcticamente todas las calidades de papel, si bien no se pueden usar en altos porcentajes en calidades de embalaje de alta resistencia.2.2.3.2.1.2 Definicin de bioabono El bioabono es la degradacin anaerbica (sin presencia de oxgeno) de materia orgnica por la accin de microorganismos en condiciones controladas de aireacin, humedad y temperatura. Estos microorganismos transforman los residuos degradables en un producto estable e higienizado, aplicable al suelo como abono o sustrato2.2.3.2.2 Parmetros importantesA. Temperatura. Est en funcin del incremento de la actividad microbiolgica del abono, que comienza con la mezcla de los componentes. Despus de 14 horas del haberse preparado el abono debe de presentar temperaturas superiores a 50C.B. La humedad. Determina las condiciones para el buen desarrollo de la actividad y reproduccin microbiolgica durante el proceso de la fermentacin cuando est fabricando el abono. Tanto la falta como el exceso de humedad son perjudiciales para la obtencin final de un abono de calidad. La humedad ptima, para lograr la mayor eficiencia del proceso de fermentacin del abono, oscila entre un 50 y 60 % del peso. C. La aireacin. Es la presencia de oxigeno dentro de la mezcla, necesaria para la fermentacin aerbica del abono. Se calcula que dentro de la mezcla debe existir una concentracin de 6 a 10% de oxgeno. Si en caso de exceso de humedad los micro poros presentan un estado anaerbico, se perjudica la aeracin y consecuentemente se obtiene un producto de mala calidad.D. El tamao de las partculas de los ingredientes. La reduccin del tamao de las partculas de los componentes del abono, presenta la ventaja de aumentar la superficie para la descomposicin microbiolgica. Sin embargo, el exceso de partculas muy pequeas puede llevar a una compactacin, favoreciendo el desarrollo de un proceso anaerbico, que es desfavorable para la obtencin de un buen abono orgnico fermentado. Cuando la mezcla tiene demasiado partculas pequeas, se puede agregar relleno de paja o carbn vegetal.E. Acidez. no debe tener tendencia a ser acido Se tiene que controlar el PH 7

F. Tiempo. Tres meses aproximadamente dura el proceso para la obtencin de compost orgnico

2.2.3.2.3 Usos y aplicacionesLos fertilizantes y abonos se encargan de entregar y devolver a la tierra los nutrientes necesarios para el adecuado crecimiento de plantas, rboles, prados y arbustos.

2.2.3.2.4 Proceso industrial

1. Recepcin: consiste en cuantificar la materia prima que entra al proceso, es necesario usar balanzas limpias y calibradas. 2. Pesado: despus de recepcionar la materia prima, se realiza un pesado en una balanza bien calibrada.3. Mezclado: en esta operacin mezclaremos la tierra, cal, agua, el bagazo de la naranja, abono y lo dejamos en forma de una pirmide, y tapar con una plstica gruesa.4. Fermentacin: la fermentacin, es donde la energa de levitacin anaerbica del metabolismo de unos nutrientes, tales como la azcar convierte a estos nutrientes en cido lctico, cido actico, y etanol. Y se comenzara a fermentar lo que mezclamos anteriormente y lo dejamos por 1 mes. Se tiene que controlar el PH (7); la temperatura del proceso es de 70 a 75C.Despus de este tiempo donde ya tenemos el abono hmedo lo recepcionamos y los llevamos a la siguiente operacin5. Envasado: el bioabono se llena en bolsas de plstico, los cuales deben haber sido lavados, enjuagados. Se Sella bien y se almacena6. Aejado: al finalizar todo el proceso y ya se obtuvo un producto final se realiza el aejado, por unos 3 meses si es ms es mejor ese bioabono brindara ms nutrientes.

2.2.3.4.2 Diagrama de bloquesMateria PrimaBagazo

Recepcin

Tierra CalAbonoAserrn Agua

Pesado

Mezclado

Fermentacin anaerbica

anaerobicaPH 6 a 7.5T: 70-75 CT: 20 30 das

Envasado

1 3 mesesAejado

2.2.4 Controles de calidad1. En la materia prima: Controlar que las cscaras de naranja estn en buenas condiciones, es decir sin magulladuras, defectos o demasiado verdes.2. En el proceso: Las operaciones de extraccin, filtrado, destilacin y envasado deben realizarse en forma rpida. En el proceso se deben controlar la temperatura, presin, tiempo, ph para la obtencin de aceite esencial, bioetanol y compost orgnico. 3. En el producto final: Verificar la relacin de acidez y calidad del compost orgnico, porcentaje de aceite esencial obtenido y rendimiento del bioetanol.4. El producto en almacenamiento: Es importante acondicionar el ambiente en el que se almacenara los productos obtenidos de los distintos procesos.

2.2.5Seguridad e higiene2.2.5.1 NormasEste es una de las normas ms importante para prevenir accidentes como por ejemplo: usar permanentemente implementos de seguridad como: gorros, tapabocas, guantes, polainas entre otros requeridos para cada tareaA. El orden y la vigilancia dan seguridad al trabajo. Colabora en conseguirlo.B. Corrige o da aviso de las condiciones peligrosas e inseguras.C. No uses mquinas o vehculos sin estar autorizado para ello.D. Usa las herramientas apropiadas y cuida de su conservacin. Al terminar el trabajo djalas en el sitio adecuado.E. Utiliza, en cada paso, las prendas de proteccin establecidas. Mantenlas en buen estado.F. No quites sin autorizacin ninguna proteccin de seguridad o seal de peligro. Piensa siempre en los dems.G. Todas las heridas requieren atencin. Acude al servicio mdico o botiqun.H. No gastes bromas en el trabajo. Si quieres que te respeten, respeta a los dems.I. No improvises. Sigue las instrucciones y cumple las normas. si no las conoces, pregunta.J. Presta atencin al trabajo que ests realizando. Atencin a los minutos finales. la prisa es el mejor aliado del accidente.

2.2.5.2 Orden y limpiezaA. Mantn limpio y ordenado tu mesa de trabajo dentro del laboratorio.B. No dejes materiales alrededor de las mquinas colcalos en lugar seguro y donde no estorben el paso.C. Recoge las tablas con clavos, recortes de chapa y cualquier otro objeto que pueda causar un accidente.D. Guarda ordenadamente los materiales y herramientas No los dejes en lugares inseguros.E. No obstruyas los pasillos, escaleras, puertas o salidas de emergencia.2.2.5.3 Equipos de proteccin individualA. Utiliza el equipo de seguridad necesario para realizar cada proceso.B. Si observas alguna deficiencia en l, ponlo enseguida en conocimiento de tu superior.C. Mantn tu equipo de seguridad en perfecto estado de conservacin y cuando est deteriorado pide que sea cambiado por otro.D. Lleva ajustadas las ropas de trabajo; es peligroso llevar partes desgarradas, sueltas o que cuelguen.E. En trabajos con riesgos de lesiones en la cabeza utiliza el casco.F. Si ejecutas o presencias trabajos con proyecciones, salpicaduras, deslumbramientos, etc., utiliza gafas de seguridad.G. Si hay riesgos de lesiones para tus pies, no dejes de utilizar el calzado de seguridad.H. Cuando trabajes en alturas colcate el cinturn de seguridad.I. Tus vas respiratorias y odos tambin pueden ser protegidos: infrmate.2.2.5.4 Riesgos qumicosA. Si trabajas con lquidos qumicos, piensa que tus ojos seran los ms perjudicados ante cualquier salpicadura.B. Tambin otras partes del cuerpo pueden ser afectadas. Utiliza el equipo adecuado.C. Si mezclas cido con agua, hazlo as: cido sobre agua, nunca al revs; podra provocar una proyeccin sumamente peligrosa.D. No remuevas cidos con objetos metlicos; puede provocar proyecciones.E. Si te salpica cido a los ojos, lvate inmediatamente con abundante agua fra y acude siempre al servicio mdico.F. Si manipulas productos corrosivos toma precauciones para evitar su derrame; si este se produce acta con rapidez segn las normas de seguridad.G. Si trabajas con productos qumicos extrema tu limpieza personal, particularmente antes de las comidas y al abandonar el trabajo.H. Los riesgos para tu organismo pueden llegar por distintas vas: respiratoria, oral, por contacto, etc. todas ellas requieren atencin2.2.6 Buenas prcticas de manufacturaSon una herramienta bsica para la obtencin de productos seguros para el consumo humano que se centralizan en la higiene y forma de manipular.A. Materia primaLas cscaras no deben comprometer el proceso productivo; y si se sospecha algn defecto o sospecha del mal estado de las mismas se las excluir y sern retiradasLas cscaras deben pasar por un secado en condiciones ptimas. As mismo se debe tener en cuenta que en la humedad el lugar debe estar seco, la temperatura es de 20-30C o temperatura ambiente, donde este ventilado e iluminado.

B. Equipos y utencillos

Los equipos y utencillos para realizar los procesos, deben ser de un material que no transmita sustancias txicas, mal sabores ni mal olores.Las superficies de trabajo no deben tener hoyos y grietas

C. Higiene

Todos los equipos, utencillos y edificios deben mantenerse higinicos de conservacin y funcionamiento.

D. Personal

Deben ser capacitados y deben tener hbitos de manipulacin higinica. Deben estar en buenas condiciones de salud, lavarse las manos constantemente y minuciosamente.

E. Higiene en la elaboracin

Hay que tener en cuenta varios aspectos para lograr la higiene y la calidad del alimento:La materia prima no debe contener materias txicas ni alguna sustancia extraa.En la elaboracin o procesado de debe llevar acabo por empleados capacitados y supervisados por empleados tcnicos. Todo el proceso se debe dar sin demoras ni contaminaciones y los recipientes se deben adecuarse para evitar su contaminacin y deben respetarse los mtodos de conservacin.

2.2.7 Control de procesos de produccin Los controles se realizan para detectar contaminantes fsicos, qumicos y/o microbiolgicos y para ello se hacen anlisis que monitorean los parmetros para elevar el estado real del producto, entre los anlisis y controles tenemos por ejemplo: De metales, tiempo y temperatura.

Capitulo IIIProcedimiento experimental3.1 GeneralidadesPara la realizacin del trabajo de investigacin se necesita recopilar informacin sobre los recursos a utilizar en cada proceso; eso incluye materia prima, equipos, reactivos qumicos, instrumentos de medida y otros.3.2 Recursos 3.2.1 Materia prima 3.2.1 Cscara de naranja En el caso de la naranja, tenemos que la fruta ctrica es bastante compleja. Est compuesta por una cscara gruesa que le proporciona proteccin contra los daos, la superficie exterior se conoce como exocarpo y contiene al aceite y pigmentos de la cscara.Figura N1 Cscara de naranja previamente secaFuente:

3.2.2 Equipos3.2.2.1 Extractor De Aceite EsencialFigura N2 Alambique

3.2.2.2 Destilador Figura N3 Destilador

3.2.2.3 Autoclave Figura N4 Autoclave

3.2.22.4 biofermentadores3.2.3 Equipos Accesorios 3 .2. 3 .1 Instrumentos de Medicion Importantes 3.2.3.1.1 TermometroSon instrumentos destinados a medir temperaturas con escalas en grados centgrados o Fahrenheit.El ms empleado es aquel con graduaciones de 1 C (pudiendo apreciarse hasta 0,5 C) que va desde -10 C hasta 200 C.Se les emplea para medir temperaturas en operaciones de destilacin, para determinacin de puntos de fusin, etc.El termmetro es un instrumento de precisin delicado por lo tanto su manejo requiere muchos cuidados.Deber estar limpio para introducirlo en el lquido o la solucin cuya temperatura se quiere encontrar.Para lquidos que estn en ebullicin, el termmetro deber introducirse sin que este en contacto con la paredes del recipiente y a una profundidad que sea la mitad de la altura de la solucin.Si es que requiere medir temperaturas sucesivas de acuerdo a como vayan ascendiendo estas, se deber colgar con una cuerda sujeta a una pinza conectada al soporte de pie, guardando las consideraciones anteriores.FiguraN5 Termometro

3.2.3.1.2 Peachimetro Un medidor de pH es un dispositivo electrnico utilizado para medir el pH (acidez o alcalinidad) de un lquido (aunque sondas especiales se utilizan a veces para medir el pH de las sustancias semi - slidas).Un medidor de pH tpico consiste en una sonda de medicin especial (un electrodo de vidrio) conectado a un medidor electrnico que mide y muestra la lectura del pH.La sonda es una parte esencial de un medidor de pH, que es una varilla generalmente de vidrio. En la parte inferior la sonda tiene un bulbo. Este bulbo es una parte sensible de una sonda y contiene al sensor.Para medir el pH de una solucin, la sonda se sumerge en la solucin. La sonda se monta en un brazo conocido como brazo de sonda.

Figura N6 Peachimetro

3.2.3.1.3 ManometroEl manmetro es un instrumento utilizado para la medicin de la presin en los fluidos, generalmente determinando la diferencia de la presin entre el fluido y la presin local.Figura N7 Manometro

7

Productos MATERIA PRIMAEQUIPOSREACTIVOS QUMICOSINSTRUMENTO DE MEDICINOTROS MATERIALESINSUMOSUTILIDAD

Aceites Esenciales Cscara de la naranja Destilador por arrastre de vapor

Vaso precipitados Termmetro Balanza Envases de vidrio Cocina Pera de decantacin Agua Materia prima utilizada para la industria cosmtica Utilizado como ambientador y aromatizador

Bioetanol Cscara despus de esencias Biofermentador Destilador Autoclave cido sulfrico Oxido de calcio Enzimas

Termmetro Vaso precipitado Pipeta Probeta Matraz Erlenmeyer balanza

Cocina Agua Materia prima utilizada para elaboracin de perfumes Utilizado como combustible para mecheros

Compost orgnico Residuos del bioetanol Biofermentador

Cal Aserrn Tierra Excremento de animales(cuy ) pH metro termmetro Balanza Maqueta Empaquetado hermtico

Agua Fertilizante natural para nutrir la tierra que carece de nutrientes

Cuadro N 1 Recursos y GeneralidadesFuente: Elaboracin Propia

3.3 Lugar de ejecucin

El trabajo experimental se llevara a cabo en el laboratorio qumico de la carrera profesional de qumica industrial que se encuentra en el Instituto Pblico de Educacin Superior en la calle los arces 202 del distrito de Cayma, provincia y regin Arequipa.3.4 Metodologa de trabajo experimental X Y

3.4.1 Determinacin de variables3.4.1.1 Variables independientesImplementacin de un mdulo de aceites esenciales, bioetanol, y compost orgnico a partir de la naranja.INDICADORES(X)UNIDAD DE MEDIDA

ALTURACm

DIAMETROCm

VOLUMENm3

Cuadro N 2 Variables independientesFuente: Elaboracin Propia3.4.1.2 Variables dependientesProceso limpio en el laboratorio Qumica Industrial del Instituto Superior Pblico Honorio Delgado Espinoza.INDICADORES(Y)UNIDAD DE MEDIDA

TEMPERATURA C

PRESIONPsi

TIEMPOMin

Cuadro N 3 Variables dependientesFuente: Elaboracin Propia3.4.1.3 Smbolos variables Variables independientes (X)

Variables dependientes (Y)

3.4.1.4 Determinaciones niveles variablesEquiposMaterial Volumen(Litros) Tamao( cm )

Largo Ancho Altura Dimetro

Olla enchaquetadaAcero 4-5030

Destilador por arrastre de vapor Acero4--3020

Pera de decantacin Vidrio0,5--451

Destilador Vidrio 1--4020

Autoclave Acero inoxidable18--8040

Biofermentadores Vidrio4--3020

Envases Vidrio 0,5--158

Cuadro N 4 Determinaciones niveles VariablesFuente: Elaboracin Propia

3.5 Diseo experimental3.5.1 Seleccin mtodo Mtodo Experimental Relacional3.5.2 Descripcin mtodo Mtodo utilizado para medir las variaciones o efectos que sufre una situacin, fenmeno o grupos cuando en ellos se introduce una nueva causa dejando a las dems causas en igual efecto, tiene mayor aplicacin en las ciencias naturales o biolgicas, como qumica; donde los elementos se pueden manipular ante la voluntad del investigador en condiciones del laboratorio.

3.5.3 Realizacin experimental 3.5.3.1Extraccin de aceite esencial de cscara de naranja1.- Recepcin de la materia prima: Se recepciona las cscaras provenientes del proceso de elaboracin de jugos.2.- Lavado de la materia prima: Las cscaras son sometidas a un lavado despus de la extraccin del jugo.3.- Cortado: Seguida de una reduccin de tamao de 4 cm2 aproximadamente.4.- Secado: Se lleva a un proceso de secado por 3 das aproximadamente y obtener un aceite con menor proporcin de peptina.5.- Destilacin por arrastre de vapor: En el proceso de extraccin del aceite, las cscaras fueron empacadas en una malla, el vapor de destilacin es llevado a una temperatura de 90 C para evitar que el aceite esencial sufra un proceso de degradacin trmica y prdida de propiedades.6.- Condensacin: En esta etapa se lleva a cabo un proceso de condensacin, la accin del vapor de agua sobre las cscaras pasa de un estado gaseoso a uno lquido (agua ms aceite).7.- Decantacin simple : De la destilacin y posterior condensado se obtuvo una emulsin de agua y aceite que se separa por decantacin simple, la cual se llev a cabo en forma continua durante la destilacin, el aceite se recogi en frascos de color mbar para evitar la posible descomposicin del aceite por efecto de la luz. 8.- Envasado: Del proceso de decantacin se logra tener dos productos agua y aceite esencial, este ltima se lleva a un envasado y posterior distribucin. 3.5.3.2Obtencin de bioetanol a partir de la cscara de la naranja1. Recepcin de la Materia Prima: La materia prima a procesar es la cscara de naranja; que proviene directamente del pelado de las naranjas; de la torta agotada de la extraccin de los aceites esenciales y del bagazo proveniente de la elaboracin del jugo.2. Pesado: La materia prima se pesa en balanzas calibradas, determinando la masa total que ingresa al proceso.3. Anlisis Fsicos y Qumicos: Se determina el porcentaje de humedad y de azucares reductores presentes; para ello se puede usar el mtodo bsico para la humedad y mtodo volumtrico de Fehling para la determinacin de hidratos de carbono.4. Molido: Con un molino se reduce el tamao alrededor de 6 mm, y luego, con la ayuda de una licuadora, se reduce el tamao entre 2 y 3 mm aproximadamente.5. Pre tratamiento Se realiza la eliminacin de lignina, sumergiendo las muestras en una solucin de NaOH 0.1N .Posteriormente se adiciona sulfato de calcio y se deja en reposo.6. Decantacin: Se separa el material particulado de la solucin por decantacin.7. Hidrlisis cida: La hidrlisis cida se lleva a cabo, adicionando cido sulfrico al 5% por cada 100 gramos de cscara de fruta, a una temperatura de 125C y 15 psi, regulada por medio de una autoclave.8. Neutralizacin: Se neutraliza con cal, obteniendo sulfato de calcio y los azcares fermentables.9. Centrifugacin: Luego los jarabes obtenidos se separan de los componentes que precipitan, por centrifugacin. Se determina el contenido de azcares en los jarabes obtenidos.10. Filtracin: El remanente de slidos (lignina y celulosa) se remueve en un filtro prensa y se pasa a un reactor en dnde la temperatura se incrementa para hidrolizar la celulosa a glucosa. El resultado es una mezcla de pentosas, hexosas y una solucin que contiene 11.6% de glucosa, 9% de xilosa.11. Fermentacin: Despus de la hidrlisis, se ajusta el pH a 4,5 5,0 se adiciona nutrientes y se inocula levadura activa seca comercial (Saccharomyces cerevisiae) disuelta en un poco del jarabe. Se deja fermentar durante un tiempo determinado (4 dias).12. Segunda Filtracin: Se separa el mosto de los hollejos por medio de un tamiz de 600 milimicras.13. Destilacin : Finalmente, el filtrado se destila utilizando un destilador simple y se recoge una solucin de agua-etanol que posteriormente se vuelve a destilar utilizando un equipo similar con sistema de vaco, operando el proceso a una temperatura no mayor a los 90C por aproximadamente 1 hora. En la segunda destilacin se maneja un tiempo de 30 minutos a una temperatura inferior a los 76 C.14. Envasado: El producto obtenido (bioetanol) se envasa en botellas de vidrio o plstico previamente esterilizados. 3.5.3.3 Elaboracin de compost orgnico1. Recepcin: consiste en cuantificar la materia prima que entra al proceso, es necesario usar balanzas limpias y calibradas. 2. Pesado: despus de recepcionar la materia prima, se realiza un pesado en una balanza bien calibrada.3. Mezclado: en esta operacin mezclaremos la tierra, cal, agua, el bagazo de la naranja, abono y lo dejamos en forma de una pirmide, y tapar con una plstica gruesa.4. Fermentacin: la fermentacin, es donde la energa de levitacin anaerbica del metabolismo de unos nutrientes, tales como la azcar convierte a estos nutrientes en cido lctico, cido actico, y etanol. Y se comenzara a fermentar lo que mezclamos anteriormente y lo dejamos por 1 mes. Se tiene que controlar el PH (7); la temperatura del proceso es de 70 a 75C. Despus de este tiempo donde ya tenemos el abono hmedo lo recepcionamos y los llevamos a la siguiente operacin5. Envasado: el bioabono se llena en bolsas de plstico, los cuales deben haber sido lavados, enjuagados. Se Sella bien y se almacena6. Aejado: al finalizar todo el proceso y ya se obtuvo un producto final se realiza el aejado, por unos 3 meses si es ms es mejor ese bioabono brindara ms nutrientes.3.5.4 Orden ejecucin (cronograma de actividades)

ACTIVIDADESAgostoSetiembreOctubrenoviembreDiciembre

2027310172411522295121926310

Planeamiento del proyecto a realizar

Recopilacin bibliogrfica

Elaboracin del segundo capitulo

Fundamento de los equipos

Diseo de los equipos

Seleccin de los equipos

Puesto en marcha

Ejecucin en procesos

Elaboracin del cuarto capitulo

Exposicin del proyecto

Cuadro N 5 CronogramaFuente: Elaboracin Propia

3.5.5Proceso de ejecucin3.5.5.1Diagrama de bloques de extraccin de aceite esencial de cscara de naranja M.PCscara de NaranjaRecepcin

Pesado

Agua

LavadoAgua Residual

Cortado4 cm 2

Secado

3 das

Vapor de agua 90C

Extraccin del aceite esencialResiduo de la cscara

Condensacin

Decantacin

Aceite EsencialAgua

Envasado

Almacenado

3.5.5.2Diagramas de bloques de obtencin de bioetanol Recepcin y control

MPCscara de Naranja sin esencia

Pesado

Molido6 mm

CaSO4

3 horas

15 minutos

NaOH 0.1 N

Acondicionamiento

Liquido ResidualDecantacin

Slidos

Autoclave: T=125 CP= 15 psit =15 minutos

H2SO4 al 5% 50 ml x 100 gr.

Hidrolisis

NeutralizacinCal

Ca SO4

Solidos Precipitados

Centrifugacin

LiquidoAzucares Fermentables

Filtracin

pH a 4,5 5,0NaOH 5 NAcondicionamiento

SaccharomyceCerevisiae

Fermentacin

Filtracin

Destilacin

Envasado

3.5.5.3Diagrama de bloques de elaboracin de compost orgnicoMateria PrimaBagazo

Recepcin

Tierra CalAbonoAserrn Agua

Pesado

Mezclado

Fermentacin anaerbica

anaerobicaPH 6 a 7.5T: 70-75 CT: 20 30 das

Envasado

1 3 mesesAejado

3.5.6 Cuadro de experiencias realizadasCSCARA DE NARANJANEXPERIENCIAS

CARACTERIZACIN A)Determinacin %de humedadMuestra t:100cPi=10gr estufa secadoT:20minPf=7,02gr10gr---------------100%7.02gr------------- x7.02 x 100 =70.2% 10%humedad=10-7.02 x100 =29.8% 10

B)Determinacin % de humedadMuestra t:100cPi=10gr estufa secadoT:20minPf=6gr%humedad= 10-6 x100 =40% 10

PRODUCTOEXPERIENCIAS

ACEITE ESENCIAL Muestra :cascara de naranja Mtodo :arrastre de vapor Fluido: vapor de agua(90 C) Peso de H2O:500gr Peso de muestra:100gr Peso de extaccion:100gr Tiempo de extraccin:20 min Presin de extraccin: atmosfrica Combustible:GLP Equipo: alambique

BIOETANOL Muestra :cscara de naranja sin esencia Mtodo: hidrlisis acida-fermentacin-des lignificacin alcalina Reactivos: NaOH 0,1 N 500ml H2SO4 98% de pureza 2.63ml/100ml H2O CaSO4 95%de pureza 1.5gr Cao 95 %de pureza 1grA)CARACTERIZACIN DE LA CSCARA DE NARANJAPeso de la cscara agotada:110gr Primer Secado estufa t:150C T:25minPeso de la cscara agotada seca:81gr Segundo secado estufat:150C T:25minPeso final de cscara:72.5gr(muestra para molienda)B)DESLIGNIFICACION ALCALINA(PREPARAR SOLUCION) NaOH0.1N H2O 500ml y 72.5gr de cscara Tiempo:3horasC)FILTRACIONSolido:85grLiquido: se desechaD)HIDROLISIS H2SO4 98% de pureza 2.63ml/100ml H2O T:125C Presin:14.7PSI Tiempo:15min (autoclave)E)FERMENTACIONLiquido azucarado:100mlSolido:85grLevadura:0.5gr Tiempo:4dias T:ambiente

COMPOST ORGNICO Materia: Aserrn 50gr Cal 50gr Tierra 250gr Cscara de naranja 85gr Agua 150ml Mtodo :Fermentacin anaerbica Producto (bioabono): 287 gr

CAPITULO IVANALISIS EVALUACION RESULTADOS4.1 Resultados

Para llevar a cabo el proyecto implementacin de un mdulo de produccin de aceites esenciales, bioetanol, y compost orgnico a partir de la cascara de naranja mediante una produccin ms limpia Se dise 4 equipos los cuales son: 2 biofermentadores Destilador simple Destilador de arrastre de vapor Se adiciono algunos equipos ya existente en el laboratorio los cuales son : Autoclave Estufa Secador Sin embargo solo se construy : 2 biofermentadores el destilador simple Como resultados en las experiencias del laboratorio de qumica industrial en el instituto superior Honorio delgado Espinoza se obtuvo aceite esencial, bioetanol y compost orgnico a partir de la cascara de la naranja valenciana (jugo)

4.2 Anlisis interpretacin

4.3 ConclusionesSe implementaron los equipos con las caractersticas e instrumentos aplicables a la produccin de aceite esencial, bioetanol y compost orgnico para el laboratorio de Qumica Industrial del Instituto Superior Publico Honorio Delgado Espinoza Biofermentadores . Los equipos construidos tienen alto porcentaje de eficiencia para la fermentacin anaerbica Se identific los parmetros de fermentacin anaerbica en cada uno de los procesos como: temperatura, PH, tiempo y grados Brix en la elaboracin de bioetanol y compost orgnico Destilador simple El equipo construido es aplicable solo para muestra pequeas. Tiene algunos puntos crticos que se irn modificando segn dando la utilizacin del equipo

Se identific los parmetros de destilacin: temperatura, tiempo

Se aplic las BPM y operaciones del proceso productivo en forma adecuada controlando la eficacia en los procesos. Se concluye que la materia prima cascara de naranja de jugo est a nuestro alcance y en disponibilidad durante todo el ao. Como residuo orgnico se puede aprovechar para obtener aceite esencial, bioetanol y compost orgnico para as poder reducir la contaminacin Para la obtencin del bioetanol se requiere reactivos que no estn al alcance. 4.4 Recomendaciones Para el uso de los equipos de los equipo se recomienda leer previamente los manuales respectivos de cada equipo Se recomienda utilizar otro proceso distinto a la hidrolisis acida para obtener bioetanol ya que es costoso, no est al alcance y riesgoso para la salud Se recomienda tener presente las fichas tcnicas de cada reactivo utilizadoSe recomienda tener los EPI para cada proceso realizado Se recomienda secar la materia prima (cascara de naranja) fuera de los alcances de los rayos solares ya que estos reaccionan con ellaSe recomienda determinar el porcentaje de pureza de cada producto obtenido para as ver los cost y beneficios de cada proceso Se recomienda disear y construir los equipos que estn al alcance de su economa 4.5 Bibliografa 4.6 Anexos