Desarrollo teórico-experimental de la extracción supercrítica de linalool a partir de lippia alba (mill.)

Resumen

La finalidad de esta Tesis Doctoral es la optimización de la extracción supercrítica (SFE) de linalool con dióxido de carbono a partir de la especie vegetal Lippia alba (Mill.), cuyo cultivo está siendo adaptado a los terrenos de nuestra región (Aragón). La Lippia alba (Mill.) posee múltiples propiedades útiles, siendo las principales de tipo medicinal (trastornos digestivos, afecciones respiratorias y de la piel, sedativa, etc.). Además el linalool es muy usado en la industria cosmética y de alimentación. El linalool se toma como compuesto representativo del aceite volátil de la Lippia alba, al ser el componente mayoritario. Este compuesto alcohólico posee un carácter polar y para que su extracción con CO2 supercrítico posea un buen rendimiento es necesario el uso de codisolventes (alcoholes de cadena lineal corta) que aumenten la polaridad del CO2. Con el fin de optimizar el proceso de extracción supercrítica sobre una base firme, se ha realizado un estudio previo de propiedades termofísicas de mezclas (linalool + alcohol). Por una parte, la medida de entalpías molares de exceso de mezclas de linalool con etanol, 1-propanol, 2-propanol y 1-butanol ha puesto de manifiesto que el etanol es el codisolvente más apropiado. Una vez conocido esto, se han determinado experimentalmente los equilibrios P¿T a alta presión y líquido-vapor a baja presión de la mezcla de linalool y etanol. Con estos datos se ha podido seleccionar una ecuación de estado, la Statistical Associating Fluid Theory (SAFT), que reproduce con fiabilidad el comportamiento de dicha mezcla para ambos equilibrios. A partir de dicha ecuación de estado se ha predicho el equilibrio entre fases para el sistema ternario (CO2 + etanol + linalool) con lo que se han seleccionado unas presiones (P) y temperaturas (T), así como la cantidad de CO2 en que la extracción supercrítica sería más favorable, facilitando de esta forma el diseño de experimentos de extracción. Es de señalar que los resultados del equilibrio líquido-vapor son también importantes para llevar a cabo la separación por destilación de etanol y linalool, ya que el producto de la extracción supercrítica serán mezclas de esos compuestos cuando se emplee etanol como codisolvente. Los datos de ELV muestran que es fácil separar etanol y linalool por destilación. Se han realizado experimentos de extracción supercrítica con CO2 sin y con codisolvente en distintas condiciones de P, T y concentración de codisolvente con Lippia alba de la cosecha de 2007 con el fin de optimizar los parámetros de extracción teniendo en cuenta el rendimiento en extracto y concentración de linalool. Las mejores condiciones de extracción fueron a 35,0 MPa, 40ºC y 5% de etanol. Con estos parámetros se ha realizado la extracción supercrítica de Lippia alba de las cosechas de 2009 y 2011. Los resultados de la aplicación de esta técnica se han comparado con los obtenidos cuando se emplean las técnicas clásicas de hidrodestilación (HD) y extracción con disolventes orgánicos (Sohxlet con hexano, OSE). Usando SFE, fue la añada de 2011 la que proporcionó un mayor rendimiento global de aceites volátiles, mientras que la de 2007 mostró el mayor porcentaje de los compuestos de interés. En las cosechas estudiadas SFE y OSE proporcionaron rendimientos más altos de extracto que la HD; y, por otra parte, los extractos de SFE mostraron porcentajes más altos de linalool. Esto se cumple excepto para el extracto de 2009, que mostró una disminución de dicho compuesto a lo largo de los años, independientemente de la técnica de extracción utilizada. A la vista de estos resultados, se concluye que, junto con el corto ciclo de vida para la productividad de linalool del aceite esencial de Lippia alba, cabe sugerir que las condiciones de crecimiento y desarrollo de la planta todavía tienen que ser optimizadas.