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F.I.P.P.O.Federazione Italiana
Produttori Piante Officinali
LA DISTILLAZIONE delle PIANTE OFFICINALIPrincipi e impianti
ConvegnoMeccanizzazione e tecnologia
nella produzione di piante officinali
Bologna Fiere, 10 settembre 2011
di Giorgio Voltolinagiorgio.voltolina@tin.it
23* Salone internazionaledel naturale
La distillazione delle piante officinali Giorgio Voltolina
La distillazione è un processo di estrazione, separazione e recupero di una sostanza generalmenteliquida che si basa sulla sua temporanea trasformaz ione in
vapore.
è una tecnica estrattiva selettiva mirata ad ottenereoli essenziali, oleoresine e aromi da materie prime vegetali,
sfruttando l’azione osmotica esercitata dal vapore acqueo
E’ la tecnica di estrazione degli oli essenziali apr aticata nell’azienda agricola
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Cina Medio Oriente AfricaL’impiego delle componenti aromatiche avvenivaattraverso la mediazione di supporti
Un po’ di storia
La distillazione, l’utilizzo degli oli essenziali c ome principi attivi a se stanti, l’aromaterapia sono pra tiche piuttosto recente, rispetto all’uso delle piante of ficinali e aromatiche
La distillazione delle piante officinali Giorgio Voltolina
• Combustione delle piante su pietre roventi o su bracieri
• Immersione in acqua calda e vapori d’acqua• Uso di unguenti e oli (immersione e enfleurage )• Infusione e affioramento (cinesi)
La distillazione delle piante officinali Giorgio Voltolina
Un po’ di storia
Il papiro di Ebers - 1550 a.c.uso delle sostanze aromatiche
su supporto grasso
Avicenna – 980-1037Nel suo Canone di medicina descrive per la prima volta
la tecnica della distillazione
Teofrasto - 371-287 a.c.Ttattato degli odori
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Un po’ di storia
La Spagyria – XIII-XVI sec.Paracelso (1493-1541)
La purificazione dei rimedi vegetaliattraverso la separazione e la ricomposizione
La distillazione delle piante officinali Giorgio Voltolina
Giambattista Della Porta (1537-1615)“ De distillazione ”, 1608
i primi distillatori - 1710
l’Olio essenziale
Complesso o miscela di composti chimici eterogenei, Complesso o miscela di composti chimici eterogenei, volatili, liquidi e solidi che si ritrovano nelle s trutture volatili, liquidi e solidi che si ritrovano nelle s trutture vegetali cui conferiscono l'odore caratteristico e sono vegetali cui conferiscono l'odore caratteristico e sono intimamente connessi con i processi fisiologici vit ali intimamente connessi con i processi fisiologici vit ali
che si svolgono nella piantache si svolgono nella pianta
Terpeni - C, H terpeni alifatici ed aromatici
azulene pineneC, O, N
- alcoli: linalolo, mentolo, nerolo- aldeidi citrale, citronellale- chetoni tuione, carvone, canfora- fenoli eugenolo, carvacrolo- eteri eucaliptolo- esteri acetato di linalile- ac. organici benzoico, salicilico
Fenoli -OHtimolo anetolo eugenolo
C, H, O, N, Hsolforati
isotiocianato di allile, mirosina
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metabolismo degli oli essenziali
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Fotosintesi
produzione degli zuccheri
acido scichimico
fenoli
metabolismo carboidrati
acido piruvicomevalonato
terpeni
Caratteristiche degli oli essenziali
• caratteristiche organolettiche aromatiche• liquidi a temperatura T CT C°°ordinaria• consistenza fluida - oleosa• volatili• lipofili• gran parte dei componenti non miscibili con acqua• punto di ebollizione elevato• densità 0,7 – 1,18 (0,8-0,9)• non lascia macchie oleose• proprietà ottiche• incolori o colorati
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l’Olio essenziale
Prodotto naturale ottenuto a partire da una materia Prodotto naturale ottenuto a partire da una materia prima di origine vegetale, sia per trattamento con prima di origine vegetale, sia per trattamento con
vapore dvapore d ’’acqua sia con procedimenti (mezzi) acqua sia con procedimenti (mezzi) meccanici, sia con distillazione a seccomeccanici, sia con distillazione a secco
Norme AFNOR NF T 75Norme AFNOR NF T 75 --006 ottobre 1987006 ottobre 1987Association FranAssociation Fran ççaiseaise de de NormalisationNormalisation
Olio essenziale di LavandaOlio essenziale di LavandaOE ottenuto per distillazione in corrente di vapore delle OE ottenuto per distillazione in corrente di vapore delle
sommitsommit àà fiorite recentemente tagliate e raccolte, fiorite recentemente tagliate e raccolte, di di Lavandula angustifoliaLavandula angustifolia P. P. MillerMiller
della famiglia delle della famiglia delle labiataelabiatae ,,spontanea o coltivataspontanea o coltivata
Norma AFNOR 75Norma AFNOR 75 --301301
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l’Olio essenziale
F. U. I.F. U. I.Miscele complesse di sostanze organiche per lo pi ù volatili, contenute in diverse piante, localizzate in partico lari tessuti.Si ottengono mediante distillazione in corrente di vapore o per estrazione con solventi o per mezzo di procedimenti meccanici idonei.Sono prodotti generalmente liquidi con odore e sapo re che ricordano la pianta e il frutto da cui provengono.Vengono purificate dai componenti terpenici per mig liorarne stabilit à e conservabilit à o per eliminare tossicit à
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nel vacuolo della cellulanel vacuolo della cellulatessuti epidermici o tessuti epidermici o parenchimaticiparenchimatici
Localizzazione nella piantaLa distillazione delle piante officinali Giorgio Voltolina
geranio, verbenasteli
pinogemme
arancio, limone, anice, cumino, finocchio, ginepro
frutti
angelica, pastinacaradici
calamo, giaggiolorizomi
sandalolegno
menta, melissa, salviafoglie
PiantaOrgano
cannellacorteccia
lavanda, arancio, salviafiori
Identificazione Botanica
OMS – WHOGinevra, ottobre 1978
Arctium lappaArctium lappa L., L., radixradixChamomilla recutita (L.) Rauschert, flos
Chamomilla recutita (L.) Raus. aetheroleum flosMenta x piperita (L.) Hudson, aetheroleum
Menta x piperita (L.) Hudson, jeaf oil
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ICBN - International Code of Botanical NomenclatureVienna, 2005 Melbourme, 2011
International Code of Nomenclature for Cultivated Pla nts Wageningen, 2009
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Chemiotipi di rosmarino
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• camphoriferum (canfora > 20%), canfene, cineolo, punene per il mercato farmaceutico dei prodotti neuromuscolari e decongestionanti venosi
• cineoliferum (cineolo > 30%), pinene cariofillene, per il mercato farmaceutico e fitoterapico prodotti anticatatrrali e aereosol
• verbenoliferum (verbenone > 15-37%), pinene borneolo, cimene per il mercato profumiero, alimentare e degli aromi
• pineliferum alta presenza di pinene per mercato degli aromi e fitoterapico
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EINECSEuropean Inventory of Existing
Commercial Chemical Substanceshttp://esis.jrc.ec.europa.eu/
CASChemical Abstract Service Number
American Chemical Society
CTFAThe Cosmetic Toiletry and Fragrance AssociationNormativa FDA - Food and Drug Administration
INCIInternational Nomenclature of Cosmetic Ingredients
Identificazione degli oli essenzialiattraverso i repertori
nomenomenumeronumero
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Sistemi di estrazione degli oli essenziali
• Spremitura (pelatrici, spremitrici, centrifughe)
• Adsorzione , ovvero enfleurage
• Soluzione mediante solventi fissi , ovvero mediante oli e grassi vegetali o animali
• Soluzione mediante solventi volatili , ovvero con sostanze come esano
• Distillazione
• Estrazione con gas-solventi o fluidi supercritici (CO 2 Tetrafluoroetano.
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Enfleurage
AdsorzioneAdsorzionediffusione ambientalediffusione ambientale
ImmersioneImmersione-- a freddoa freddo-- a caldoa caldo
Trattamento della Trattamento della ““ pommadepommade ””Separazione mediante alcoolSeparazione mediante alcool
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Estrazione con solvente
Immersione o percolazioneImmersione o percolazione
Solvente + matrice
Concreta
concentrazioneconcentrazionesoluzione in alcoolsoluzione in alcool
separazioneseparazioneevaporazioneevaporazione
Assoluta
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Estrazione con fluidi gassosi
COCO22 -- supercriticasupercritica
70%
TFE TFE –– tetrafluoroetano tetrafluoroetano -- subcriticasubcritica
allo stato di alta densitallo stato di alta densit àà un gas si comporta un gas si comporta come un fluido solventecome un fluido solvente
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grazie all ’azione osmotica che esso eservitail vapore passa attraverso la matrice vegetale,
“prelevando ” i composti aromatici volatiliL’acqua allo stato di vapore, funge da
veicolo del calore
La temperatura di ebollizione di una miscela di 2 l iquidi immiscibili fra loro è più bassa del punto di ebollizione
del componente più volatile
L'aggiunta di acqua o l’immissione di vapore all'i nterno della colonna di distillazione, abbassa il punto di eboll izione delle
sostanze, permettendone la separazione per distilla zione
Distillazione in corrente di vapore
• componenti non miscibili con acqua• punto di ebollizione elevato• densità inferiore all’acqua
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Struttura di un impianto di distillazione
• Bruciatore + caldaia (generatore di vapore)• Alambicco (caldaia, camera di carico, griglia)• Capitello con colonna di distillazione (condensator e)• Refrigerante a serpentina• Decantatore o Essencier (vaso fiorentino)
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Tipi di impianto e processo• Fuoco diretto
• Vapore indiretto (acqua nell’alambicco, idrodistill azione)
• Vapore diretto
• Vapore a immissione duplice
• Vapore indiretto con “ coobage ”
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Idrodistillazione con cohobage
alambicco
generatoredi vapore
Condensatore
serpemtina
essenziere
cohobagecohobage
NONOcohobagecohobageraccolta idrolato
ricicloidrolato
AA
BB
ricircolodel vapore
© Copyright Giorgio Voltolina
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Idrodiffusione
entrataacqua dredda
idrolato
olio
sysrema raffreddanento
sistema di irrorazione del vapore
arrivo del vapore
materia prima
condensatore tubulare
cassone di carico
uscita acqua dredda
origano, timo camomilla rosmarinolentisco, eucalipto,
angelica elicriso
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Soluzioni tecnologiche - Sistema a cassoni
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Soluzioni tecnologiche carro-distillatore
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Soluzioni tecnologiche: distillatore a rimorchio
• per poter essere noleggiati• per aree difficilmente accessibili
per il trasporto
• bassa capacità di lavoro• disponibilità di acqua e energia• rischio di incendio
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Soluzioni tecnologiche: i piccoli impianti
a fuoco direttoa bagno d’olio
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Soluzioni tecnologiche: i piccoli impianti
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• carico dell’impianto• chiusura degli alambicchi• avvio del processo• Ferma dell’impianto e chiusura delle valvole• Apertura degli alambicchi• scarico
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Fasi del processo
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Fase di carico
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Fase di scarico
alambicco da 1.000 litri
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Parametri di processo
- Impianto 5-6 mq- Area di lavoro 150 mq x 5 m
Ingombri
1,5 – 2 h Durata del processo
da 50 a 180 – 200 kg/h Consumo di vapore a 105 °C
8 – 13 €/kg di OE25 – 40 €/kg di OE
Costi fissiCosti variabili
100 – 250 kg/mcCapacità di carico
5-7 volte il carico di prodottoQuantità di acqua(idrodistillazione)
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Le rese
12-2040-500.3 - 0,3-0,35 salvia
10-1540-500,4 - 0,8rosmarino
7-850-600,6-0,9-1,2lavanda
25-3060-750,3-0,5menta
8-1550-1201,5-2,3lavandino
1-1,5
6-10-25
8-15
35-40
Rese kg/ha
0,025
0,025-0,05 – 0,1
0,04 – 0,3
0,2-0,4
Resa g per 100 kg
5rosa
Biomassa t/ha
Pianta
16-18timo
20-25melissa
4-8camomilla
il prodotto viene lasciato “a riposo”per un certo tempo
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Trattamenti a oli essenziali e Trattamenti a oli essenziali e idrolatiidrolati
Distillazione frazionata chre elimina la frazione te rpenica (idrocarburi più pesanti e poco odorosi) o altre com ponenti, per motivi di stabilità, miglioramento delle caratteris tiche organolettiche (più odorosi) tossicità
RettificazioneDeterpenazione
Impurezze, flocculi proteici, pectine, mucillagini, cere, carotenoidi, torbidità
Filtrazione
Stagionaturamaturazione
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Conservazione di oli essenziali e idrolati
in contenitori di vetro o acciaioal riparo da luce, aria, temperatura
Bagno di azoto liquido
Gli oli essenziali sciolgono la gomma e reagiscono con
plastiche e alcuni metalli
F.I.P.P.O.Federazione Italiana
Produttori Piante Officinali
LA DISTILLAZIONE delle PIANTE OFFICINALIPrincipi e impianti
Bologna Fiere, 10 settembre 2011
Giorgio Voltolinagiorgio.voltolina@tin.it
23* Salone internazionaledel naturale
grazie dell’attenzioneFINE