UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA CARRERA DE INGENIERIA QUIMICA

INDUSTRIAS Y PROCESOS (405)

PROYECTO

ASUNTO: “ELABORACION DE DESANGRAZANTE UTILIZANDO RESIDUOS DE CASCARA DE NARANJA”

NOMBRE DEL ALUMNOMaría Brito B.

NIVEL:Cuarto "B"

DOCENTE:Ing. Harry Reyes

FECHA DE ELABORACION: Lunes 17 de agosto del 2015

FECHA DE ENTREGA: Martes 18 agosto del 2015

AÑO LECTIVO:

2014- 2015

INDICE

RESUMEN------------------------------------------------------------------------2

INTRODUCCION---------------------------------------------------------------3-4

OBJETIVOS

o OBJETIVO GENERAL------------------------------------------------5

o OBJETIVOS ESPECIFICO-------------------------------------------5

ALCANCE Y LIMITACIONES----------------------------------------------5

IMPORTANCIA-----------------------------------------------------------------5-6

EL PRODUCTO Y SUS MATERIAS PRIMAS---------------------------6-9

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO SELECCIONADO (MEMORIA TECNICA),

PLANO DEL PROCESO. -----------------------------------------------------10-12

PLANO DEL PROCESO SELECCIONADO-------------------------------13

BALANCE DE MATERIA----------------------------------------------------13-14

CONCLUSIONES---------------------------------------------------------------14

RECOMENDACIONES--------------------------------------------------------15

BIBLIOGRAFIAS---------------------------------------------------------------15-16

ANEXOS. ------------------------------------------------------------------------16-27

RESUMEN

1

Se ha desarrollado un gran interés por el uso de productos naturales, como sustitutos

de compuestos químicos tóxicos. Se ha hecho uso, de estos productos naturales, en la

industria farmacéutica y alimenticia. Recientemente se ha intensificado su empleo como

disolventes y agentes de limpieza. En el presente trabajo se ha llevó a cabo la elaboración

de un desengrasante, a partir de los principios activos de las cáscaras de naranja, que

constituyen uno de los principales residuos sólidos orgánicos.

La obtención de los principios activos se realizó, mediante la aplicación un método

simple de extracción. Una vez obtenidos el extracto se determinó, mediante pruebas

cualitativas, que el removedor de grasa para que sea más eficiente es necesaria la

incorporación de aditivos para que exista un buen funcionamiento del producto como

desengrasante debiéndose incorporar como aditivos glicerina, que ayuda a reducir la

tensión superficial, permitiendo que el producto penetre mejor en la suciedad. Y betaína,

como agente espumante y tensoactivo, para atrapar las partículas de grasa y distribuirlas

en el agua.

Finalmente, con los datos obtenidos, se evaluó los costos diarios de producción,

tomando en cuenta los costos de la materia prima, mano de obra, costos indirectos y

equipos necesarios para producir en pequeña desengrasante.

INTRODUCCION

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Las actividades humanas que se desarrollan en las zonas comerciales, donde realizan

actividades como la venta y consumo de productos, generan distintos tipos de residuos,

dentro de ellos, el mayor volumen de desechos está constituido por plásticos y por

residuos sólidos orgánicos. Los residuos actualmente son clasificados y algunos de ellos

son enviados a un gestor calificado. Los residuos sólidos orgánicos contienen varios

componentes, y dentro de estos están las cáscaras de naranja desechadas que constituyen

el material básico para la ejecución de la presente investigación. Los principios activos de

las cáscaras de naranja son extraídos como aceites esenciales a través de diferentes

métodos que incluyen técnicas simples como la destilación por arrastre de vapor. Los

principios activos de las cáscaras de naranja tienen diferentes aplicaciones, principalmente

se utilizan como componentes aromáticos y como agentes saborizantes en procesos

farmacéuticos y de alimentos. Sin embargo recientemente se ha intensificado su uso como

disolvente y como agente de limpieza, debido a la presencia de limoneno, que es el

compuesto más abundante (95%) y que sirve como un sustituto de compuestos químicos

tóxicos, como ácidos y fosfatos trisódicos. Adicionalmente tiene la ventaja de ser

biodegradable. El presente trabajo tiene como propósito la elaboración de un

desengrasante a partir de la cáscara de naranja, como una alternativa para la gestión de los

residuos orgánicos en los pequeños lugares donde se realiza la venta de jugos donde

podremos obtener estos residuos que son desechados. Como objetivo general se propuso

utilizar los principios activos de la cáscara de naranja para preparar un desengrasante

doméstico e industrial. Y como objetivos específicos se propuso el extraer los principios

activos de la cáscara de naranja a través de la hidrodestilación como método industrial y

una extracción simple para realizarlo a pequeña escala. Obteniendo primero los

conocimientos necesarios sobre estos métodos para la de extracción de aceites esenciales.

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Luego se evaluó la posibilidad de producir el desengrasante a pequeña escala, como

una técnica para utilizar la cáscara de naranja como materia prima en el proceso y se

determinó un método de extracción simple para obtener de los principios activos de la

cáscara de naranja, con el fin de que la producción se realice para aquellas personas que a

menudo utilizan la naranja como algún tipo de mater

ia prima para elaborar alguna bebida y así puedan aprovechar este desecho orgánico que

es la cascara. Finalmente se estudió la incorporación de un valor agregado a los residuos

de la cáscara de naranja.

OBJETIVO GENERAL

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Aprovechando los principios activos de la cáscara de naranja elaborar un

desengrasante doméstico e industrial.

OBJETIVO ESPECIFICO

Extraer los principios activos de la cáscara de naranja a través de destilación por

arrastre de vapor.

Obtener los conocimientos necesarios sobre los a utilizar métodos para la de

extracción de aceites esenciales.

ALCANCE Y LIMITACIONES

El desarrollo del proyecto se llevó a cabo en la facultad de ingeniería química ubicada

en la universidad de Guayaquil siendo asesorado por docentes de la misma. Por lo tanto el

ámbito del proyecto es local. En cambio se decidió limitar el trabajo al diseño de una

planta para la elaboración de un desengrasante biodegradable a partir de cascaras de

naranja.

Para la selección del proceso y equipos que se llevaran a cabo se obtuvo un amplio

conocimiento en clases

IMPORTANCIA

Debido a la creciente necesidad y demanda de productos biodegradables y totalmente

amigables al ambiente, pero no menos efectivos, se ha desarrollado un desengrasante cuyo

ingrediente activo es la cáscara de naranja (d´limoneno) que tiene características únicas

como su agradable aroma, además de contener componentes no tóxicos, no corrosivos, ni

inflamables y de primera calidad. Puede ser usado tanto como limpiador o removedor de

grasa pesada y manchas difíciles en cualquier tipo de superficie hasta como lavador y/o

remediador de suelos impregnados con hidrocarburos.

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Las actividades cotidianas en el hogar, el trabajo o la industria producen diferentes

tipos de suciedad. Bien pueden ser simplemente manchas superficiales o grandes depósitos

de desperdicios industriales que no son sencillos de limpiar. La presencia de suciedad

produce manchas, malos olores y deterioro de superficies. En el hogar, la suciedad se

presenta de forma más común en los pisos, cuartos de baño y cocinas. La acumulación de

suciedad se conoce como cochambre. El cochambre, aparte de dar mal aspecto, suele

convertirse en el lugar ideal para el desarrollo de microorganismos y fauna nociva. Al

mismo tiempo, se puede producir corrosión en superficies metálicas.

Este mismo efecto sucede en la industria. La maquinaria utilizada en los procesos

productivos requiere del uso de aceites y lubricantes, así como de combustibles que

permitan su funcionamiento. Las fugas o el exceso de aceite, los accidentes o la falta de

mantenimiento en las instalaciones industriales producen suciedad.

Para evitar la acumulación de suciedad o eliminar la que ya está presente, se puede

echar mano de diferentes productos especializados en limpieza, entre los que se encuentran

los desengrasantes, estos últimos suelen ser más eficaces en su acción de limpieza.

EL PRODUCTO Y SUS MATERIAS PRIMAS

Naranja

La naranja es el fruto del naranjo dulce, árbol que pertenece al género Citrus de la familia

de las Rutáceas. Esta familia comprende más de 1.600 especies. El género botánico Citrus es

el más importante de la familia, y consta de unas 20 especies con frutos comestibles todos

ellos muy abundantes en vitamina C, flavonoides y aceites esenciales. Los frutos, llamados

hespérides, tienen la particularidad de que su pulpa está formada por numerosas vesículas

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llenas de jugo. El naranjo dulce es el más cultivado de todos los cítricos, siendo la especie

más importante del género Citrus.

Propiedades de las cáscaras de naranja

La cáscara de naranja tiene muchos nutrientes precisamente en su piel. Los cítricos, como

muchos otros frutos, suelen tener sus aceites esenciales precisamente en su piel una naranja

mediana cuenta con alrededor de 60 flavonoides y 170 fitonutrientes diferentes que le aportan

beneficios a la salud, a la piel y también la hacen útil para varios usos en el hogar.

Usos de la cascara de naranja

Infusión de cáscara para la Tos.

Limpiar acero inoxidable.

Limpiador multiuso y quita manchas.

Anti apelmazante de azúcar.

Repelente de mosquitos

Iniciador de fuego. Entre otros

Limoneno

El limoneno es un monoterpeno monocíclico, se encuentra en el aceite esencial de los cítricos y

de algunas plantas y es del aroma de éstos. Al obtener el aceite esencial, pasa el limoneno en primer

lugar, a una temperatura de 178ºC y es insoluble en agua

El limoneno se separa industrialmente por un proceso de desterpenación del aceite

esencial, puede obtenerse en grandes cantidades a partir de la cáscara de naranja. Tiene

diversas aplicaciones en procesos industriales, químicos, farmacéuticos y alimenticios. Y

últimamente se lo emplea como disolvente biodegradable. El limoneno es usado como

disolvente de resinas, pigmentos, tintas y en la elaboración de agentes de limpieza, tiene alta

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efectividad como disolvente ya que forma una emulsión con el agua y las partículas de grasas

son arrastradas y finalmente separadas en la superficie después de un tiempo de reposo, se lo

puede considerar como una alternativa para suprimir el uso de solventes clorados tóxicos.

Dentro de la limpieza industrial se lo utiliza en desengrasantes, cada producto contiene en

su composición cantidades respectivas de limoneno. De esta manera los limpiadores de manos

y talleres contienen del 2% al 35% de limoneno.

Desengrasantes

Los desengrasantes son productos que disuelven restos de grasas y aceites, tanto

naturales, como derivados de petróleo y aceites lubricantes (Publicaciones Vértice, 2008).

En su formulación, la mayoría de desengrasantes comerciales así como lavavajillas

contienen: sulfato de sodio, carbonato de sodio, bicarbonato de sodio, etilenglicol, entre

otros.

Usos y propiedades del desengrasante

Es un producto con solvente natural para desengrasar y limpiar maquinaria,

equipos, herramientas, parrillas, metales y concreto extremadamente sucios. 

Contiene d-limoneno, un solvente natural destilado de la cáscara de cítricos,

principalmente naranjas. Además de su poder desengrasante, también posee una

agradable fragancia cítrica.

Ha sido desarrollado para usarlo puro y enjuagar con agua luego de la aplicación.

Es un producto ideal para quienes prefieren los solventes naturales, más seguros para

el usuario, y evitan el uso de productos destilados del petróleo, tales como varsol,

tolueno, tetracloroetileno y cloruro de metileno.

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No Tóxico. No corrosivo ya que no contiene solventes destilados del petróleo,

clorofluorcarbonados, butílicos, ni álcalis agresivos. Es un producto biodegradable,

libre de fosfatos.

Adicionalmente, se realizan las pruebas, con extractos más aditivos. Se utilizó

como agente humectante glicerina (en un 22% del volumen total), que ayuda a reducir

la tensión superficial, permitiendo que el producto penetre mejor en la suciedad. Y se

utilizó betaína (en un 11% del volumen total), como agente espumante y tensoactivo

anfótero, para atrapar las partículas de grasa y distribuirlas en el agua.

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DESCRIPCIÓN DEL PROCESO SELECCIONADO (MEMORIA TECNICA), PLANO DEL PROCESO.

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Recepción y selección de la materia prima:

La materia prima son las cascaras frescas de naranja recolectadas y desechadas, las

cascaras son son separadas del resto de materia orgánica lo que facilita su recolección. Se

recibe la materia prima en donde, se desechan y separan las cáscaras que se encuentren

podridas, las semillas y posibles restos de otras frutas.

Remoción de mesocarpio

Después de la extracción del jugo una porción de pulpa y bagazo queda adherido a la

corteza, esta se debe remover de manera manual utilizando un cuchillo de fruta ya que el

bagazo no contiene una cantidad significativa de aceites esenciales, ya que estos se

encuentran específicamente en el epicarpio o flavedo.

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Picado de la cáscara de naranja

Se cortan las cascaras en trozos ya que esto aumentaría el área de contacto facilitando el

proceso de secado.

Secado

El proceso de secado elimina el agua y permite almacenar el material hasta la obtención

del aceite esencial, evitando el crecimiento de hongos y bacterias.

Extracción de los principios activos de la cáscara de naranja

La extracción de los principios activos de la cáscara de naranja, se realizará mediante

destilación por arrastre con vapor. Para la destilación es necesario un equipo extractor por

arrastre compuesto por un generador de vapor, una cámara de extracción y un condensador.

Incorporación de aditivos

Obtenido el extracto se deben incorporar en una mezcladora los aditivos. Se utilizará

como agente humectante glicerina (en un rango de 0,6 – 1,0 del volumen total), para ayudar a

reducir la tensión superficial, permitiendo que el producto penetre mejor en la suciedad. Y

como agente espumante y tensoactivo anfótero, para atrapar las partículas de grasa y

distribuirlas en el agua, se utilizará betaína (en un rango de 0,3 –0,5 del volumen total).

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PLANO DEL PROCESO SELECCIONADO

BALANCE DE MATERIA

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CONCLUSIONES

Los extractos sin aditivos tienen menor efectividad como desengrasante. Por lo tanto

es necesaria la incorporación de aditivos para la remoción de grasa.

La eficiencia de remoción de grasa, el pH y los índices de refracción son similares

entre los extractos, obtenidos por un mismo método, al utilizar cáscara fresca y cáscara

seca.

Como aditivos se utilizaron como agente humectante glicerina, que ayuda a reducir la

tensión superficial, permitiendo que el producto penetre mejor en la suciedad. Y como

agente espumante y tensoactivo anfótero, para atrapar las partículas de grasa y

distribuirlas en el agua, se utiliza betaína

A partir del método de destilación por arrastre con vapor se obtiene el extracto, que al

incorporar los aditivos, funciona eficientemente como desengrasante doméstico e

industrial.

La elaboración del desengrasante a partir de la cáscara de naranja, es una alternativa

para el manejo de desechos orgánicos al incorporar un valor agregado a los residuos.

Los aceites esenciales de la cáscara de naranja son ampliamente utilizados como

saborizantes o aromatizantes.

RECOMENDACIONES

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Debido a la incorporación de aditivos, es necesario analizar si el desengrasante es

biodegradable, se podría realizando pruebas con microorganismos para determinar si

los compuestos del desengrasante pueden ser descompuestos y el tiempo de

degradación.

Se recomienda realizar el diseño de la planta, con especificaciones más detalladas

sobre los equipos, infraestructura para el funcionamiento de los mismos y un estudio

económico para saber si el proyecto es rentable.

Se debe dar un tratamiento a los residuos de cáscara de naranja, después de la

extracción, con el fin de reducir su volumen, por ejemplo, se pueden realizar procesos

de biodegradación para la elaboración de un abono orgánico.

Se recomienda realizar una cuantificación de los componentes del extracto obtenido

por destilación por arrastre con vapor, para verificar la presencia de limoneno y

desarrollar un mejor producto desengrasante.

BIBLIOGRAFÍAS

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Quito. 2009.

Heredia, A.; Ministerio Industrias y Competitividad (MIC). Naranja: Estudio

agroindustrial en el Ecuador: competitividad de la cadena de valor y perspectivas de

mercado. Quito. 2008.

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Biocomercio sostenible. Estudio del mercado colombiano de aceites esenciales.

Bogotá, 2003.

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Sánchez, M. Méndez, J. Pérez, F. Torres, M. Métodos físicos de separación y

purificación de sustancias orgánicas. Departamento de Química. Universidad de las

Palmas de Gran Canaria. 2005.

Lopez, M.; Triana J.; Pérez F.; Torres M. Métodos físicos de separación y purificación

de sustancias orgánicas. Departamento de Química. Universidad de Las Palmas de

Gran Canaria. Las Palmas de Gran Canaria. 2005

Polmilio, A. Vitale, A. Métodos experimentales de laboratorio de Química Orgánica.

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http://repositorio.utn.edu.ec/bitstream/123456789/418/6/03%20AGI%20110%20CAP

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http://es.slideshare.net/RRALO/extraccion-por-arrastre-con-vapor

Quiroz Andrea. Utilización de residuos de cáscara de naranja para la preparación de

un desengrasante doméstico e industrial. Tesis de grado inédita. Facultad de Ciencias

Ambientales. Universidad internacional SEK. Quito 2009

ANEXOS.

Fotografía A.1 Extracto obtenido por destilación por arrastre con vapor utilizando

cáscara seca

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Fotografía A.2 Extracto obtenido por destilación por arrastre con vapor utilizando

cáscara fresca

Anexo B. Resultados fotográficos de las pruebas de los extractos más aditivos como

desengrasante para manos

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Fotografías B.1 Pruebas de desengrase en manos, utilizando los extractos obtenidos por

arrastre con vapor, más utilizados.

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HOJA DE SEGURIDAD COMPONENTES DEL DESENGRASANTE

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