OBTENCION Y EVALUACION DE EXTRACTOS ACUOSOS SOLUBLES DE CORTEZA DE LAPACHO (Tabebuia sp.) Y DE UNA MEZCLA DE AMBAY (Cecropia adenopus), JAGUARUNDÍ (Piper fulvescens) Y KA’A HE’E (Stevia rebaudiana). FUNDAQUIM – FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS/U.N.A – PY-TEAS SRL NOVIEMBRE 2008
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FONDO INTERNACIONAL
DE DESARROLLO AGRICOLA (FIDA)
PROGRAMA REGIONAL DE APOYO
A LA RED DE DESARROLLO
DE FITOTERÁPICOS EN EL MERCOSUR
(PLAMSUR)
PROYECTO DE INNOVACION DE PROCESOS Y TRANSFERENCIA DE
TECNOLOGÍA:
OBTENCION Y EVALUACION DE EXTRACTOS
ACUOSOS SOLUBLES DE CORTEZA DE LAPACHO
(Tabebuia sp.) Y DE UNA MEZCLA DE AMBAY
(Cecropia adenopus), JAGUARUNDÍ (Piper
fulvescens) Y KA’A HE’E (Stevia rebaudiana).
INFORME TECNICO FINAL F U N D A Q U I M
FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS, UNA
PY-TEAS, S.R.L.
NOVIEMBRE 2008
OBTENCION Y EVALUACION DE EXTRACTOS ACUOSOS SOLUBLES DE CORTEZA DE LAPACHO (Tabebuia sp.) Y DE UNA MEZCLA DE AMBAY (Cecropia adenopus), JAGUARUNDÍ (Piper fulvescens) Y KA’A HE’E (Stevia rebaudiana). FUNDAQUIM – FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS/U.N.A – PY-TEAS SRL NOVIEMBRE 2008
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PARTICIPANTES
FUNDAQUIM
Dr. Blás Vázquez
Lic. José Espínola
FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS, UNA
Dr. Esteban A. Ferro (Coordinador)
Dr. Nelson L. Alvarenga
Dr. Derlis Ibarrola
I.Q. Edelira Velásquez
I.Q. Juan Carlos Martínez
I. Q. Carolina Centurión
Q. F. Nancy Canela
Q. F. Rafael Gómez
Dra. María del Carmen Hellión-Ibarrola
Dra. María Luisa Kennedy
Dra. Jenny Montalbetti
Dra. Olga Heinichen
Q. F. Miguel Campuzano
PY-TEAS
Lic. Margarita Duarte
Lic. Liz Montiel
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COOPERATIVA KOGA POTY
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INTRODUCCION
El mercado de medicinas basadas en hierbas, los fitoterápicos, alcanza a nivel mundial un
volumen importante. La Organización Mundial de la Salud (OMS) estimó para el año 2004 que
la venta global de tales productos alcanzó la cifra de 21.000 millones de US$.
En nuestro país existe una larga tradición en el uso de plantas medicinales como recurso para
mantener o recuperar la salud. Este uso está apoyado por el uso ancestral de los recursos
naturales por los habitantes autóctonos y la interacción con las culturas europeas desde la
época de la colonización. Los recursos vegetales cuentan en nuestro medio con fuerte arraigo
y aceptación social, sin embargo, el tamaño relativamente pequeño de la población
potencialmente usuaria de tales recursos no estimuló el desarrollo agronómico y el diseño y
producción de preparados fitoterápicos a gran escala. Actualmente la mayor parte de las
plantas medicinales consumidas en el país proceden de extracción del medio sin reposición, lo
que en muchos casos compromete seriamente la sostenibilidad de dicho comercio. Esta
modalidad de explotación, además de sus consecuencias nocivas para la conservación de la
biodiversidad, atenta contra la homogeneidad de los lotes de plantas colectadas, con el
consiguiente impacto negativo en la calidad de la producción, más aun cuando la misma está
orientada a los mercados internacionales, que demandan grandes volúmenes y consistencia
en la calidad de lote a lote.
Algunas empresas del ramo exploran continuamente los mercados internacionales en busca
de nuevos compradores para sus productos. Este esfuerzo tropieza con algunas dificultades,
como la falta de instalaciones, recursos técnicos y humanos dedicados al desarrollo de
procesos y escalamiento en la producción dirigidos a ofrecer nuevos productos o
presentaciones de fitoterápicos basados en plantas de uso popular en el país..
Una manera eficaz de vencer dichas barreras consiste en asociar la visión comercial de las
empresas del sector con los recursos humanos y técnicos disponibles en el ambiente
académico nacional, configurando alianzas dirigidas orientadas hacia el desarrollo de
innovaciones con vistas a los mercados existentes y por desarrollar. Tal desarrollo tendría un
impacto positivo en el proceso de dar valor agregado a los productos nacionales,
tradicionalmente asociados a un bajo nivel de transformación.
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Nuestro país cuenta con condiciones ambientales favorables para la explotación agrícola,
como la disponibilidad de tierras cultivables, agua y un clima apropiado. Estas condiciones
están siendo aprovechadas, junto con una fuerte inversión, en emprendimientos agrícolas de
grandes superficies, que representan un fuerte y positivo impacto en la economía, pero del
que no participan los agricultores minifundiarios. Estos agricultores, sin embargo, enfrentan
dificultades en la comercialización de su producción fruti - hortícola, debido a diversos factores,
entre los que se cuenta la falta de inversión, la calidad irregular, la escasa diversidad de la
oferta, lo pequeño del mercado local, la escasa transformación en productos de mayor valor
agregado, o las dificultades emergentes del ingreso de productos procedentes de países del
MERCOSUR. En este contexto, la producción de plantas aromáticas y medicinales se revela
como un área de explotación agrícola manejable en terrenos de porte pequeño o mediano,
con gran utilización de mano de obra. El desarrollo de productos fitoterápicos de gran
demanda tendría un efecto estimulante en la diversificación de la producción agrícola en
parcelas de pequeño porte ofreciendo opciones al agricultor para su desarrollo económico.
El presente proyecto emerge como una propuesta de investigación para la innovación, a partir
del Comité Nacional de Fitoterápicos del Paraguay, organismo intersectorial vinculado a la
producción y desarrollo de plantas medicinales, coordinado por el Ministerio de Agricultura y
Ganadería de la República del Paraguay, en el marco del Programa Regional de Apoyo a la
Red de Desarrollo de Fitoterápicos en el MERCOSUR (PLAMSUR). Dicho Comité reúne a
representantes de los diferentes sectores (público y privado) cuyas actividades (agrícola,
comercial, productiva, académica, normativa, etc.) se vinculan a las plantas medicinales.
La feliz coincidencia dada por el concurso de proyectos de Innovación de PLAMSUR, el
interés manifestado por la empresa Py-Teas SRL por obtener ensayos de producción para
productos innovadores en su oferta y los antecedentes de investigación en el tema de plantas
medicinales de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Nacional de Asunción
facilitó la elaboración y puesta en marcha del presente proyecto. La Fundación de la Facultad
de Ciencias Químicas (FUNDAQUIM) es una entidad sin fines de lucro, reconocida por los
Poderes Ejecutivo (5.095/99) y Judicial (609/6.743/97) y operó en este proceso como
responsable del proyecto y articulador de las relaciones universidad – empresa.
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La Empresa Py-Teas SRL, que se dedica al acopio, acondicionamiento, formulación y
envasado de productos de origen vegetal con vistas a su comercialización como suplementos
alimenticios y productos nutracéuticos, orientados primariamente al mercado internacional,
gestionó la vinculación con los agricultores que son sus proveedores habituales de materia
prima.
Este proyecto de investigación se orientó al desarrollo de fitofármacos – nutracéuticos
innovadores, basados en productos que ya cuentan con mercado, pero con características
que los harían más atractivos en el mercado internacional, con la intención final de impactar
positivamente en el sector productivo agrícola mediante el aumento de la demanda de materia
prima y por consiguiente con la mejora de los ingresos de los agricultores.
OBJETIVOS DEL PROYECTO:
Objetivo general: Obtener y evaluar química, microbiológica y toxicologicamente
extractos acuosos solubles de lapacho (Tabebuia sp.) y una mezcla de ambay
(Cecropia adenopus), jaguarundí (Piper fulvescens) y ka á he é (Stevia rebaudiana).
Objetivos específicos:
a. Preparar extractos acuosos de corteza de lapacho (Tabebuia sp.) y de una mezcla
(SIMFRE®) de ambay (Cecropia adenopus), jaguarundí (Piper fulvescens) y ka á
he é (Stevia rebaudiana).
b. Obtener polvos solubles a partir de los extractos acuosos de corteza de lapacho
(Tabebuia sp.) y de una mezcla (SIMFRE®) de ambay (Cecropia adenopus),
jaguarundí (Piper fulvescens) y ka á he é (Stevia rebaudiana).
c. Determinar la toxicidad oral aguda y su efecto sobre el comportamiento en ratones
de los productos finales obtenidos.
d. Caracterizar químicamente los productos obtenidos.
e. Determinar las características microbiológicas de los productos obtenidos.
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f. Proveer información técnica para la producción de los nuevos preparados
fitoterapéuticos.
g. Apoyar a los productores con equipamiento destinado a soportar una mayor
demanda de sus cultivos incrementando sus ingresos.
METODOLOGÍA:
1. Provisión de la materia prima. Se realizó por los agricultores nucleados en la
Cooperativa Koga Poty, en forma de material vegetal homogéneo y seco.
2. Acondicionamiento y molienda del material. Se realizó por Py-Teas SRL, que realiza
las mezclas convenientes a sus fines y las muele en sus instalaciones para luego
proveerlas a la Facultad de Ciencias Químicas para su procesamiento ulterior.
3. Caracterización física de la materia prima. Se determinó el contenido de humedad
por secado en estufa a 100ºC hasta peso constante. La granulometría se determinó
estimando la masa que atraviesa un juego de tamices.
4. Rendimiento de la extracción acuosa, a 80ºC de dos preparaciones fitoterápicas a
escala de laboratorio. Se determinó la masa de extracto obtenida por contacto a
tiempos variables de una masa constante de materia prima con agua a 80ºC. Los
extractos obtenidos fueron congelados y posteriormente liofilizados, para determinar la
masa de extracto obtenida.
5. Condiciones de extracción óptimas para los parámetros tiempo de extracción y
proporción disolvente:material, a escala piloto. Se realizaron ensayos de extracción con
agua a 80º C por contacto en un percolador de lecho fijo en tres etapas en
contracorriente y en un extractor helicoidal de tres etapas en contracorriente, hasta
agotar el material extraíble. Se ensayaron condiciones variables de tiempo de
extracción y volumen de disolvente, utilizando como parámetro de rendimiento el peso
del extracto obtenido.�
6. Concentración de los extractos a escala piloto. Se realizó en un evaporador de
acero inoxidable con vacío (presión reducida), hasta obtener extractos con 50% de
contenido de sólidos totales. Se ensayaron condiciones variables de tiempo,
temperatura y presión.
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7. Obtención de polvo soluble a partir de los extractos mediante un proceso de secado
spray. El extracto concentrado en la operación anterior se puso en contacto con aire
caliente en un secador spray, hasta obtener un polvo seco a partir de cada preparación.
Los polvos obtenidos fueron sometidos a ensayos de determinación de humedad
residual y de solubilidad.
8. Determinación cualitativa del perfil fitoquímico de las preparaciones de polvo soluble
obtenidas. Se emplearon ensayos de solubilidad en disolventes orgánicos,
precipitación, coloración y cromatografía en capa fina a fin de reconocer la presencia
de grupos de metabolitos secundarios (alcaloides, taninos, flavonoides, antraquinonas,
terpenoides, saponinas, glicósidos cardiotónicos, sesquiterpenos y cumarinas) en los
productos terminados.
9. Determinación de los perfiles cromatográficos planos y en sistema líquido de alta
eficacia de los productos terminados. Se procedió a sembrar en cromatoplacas
comerciales de sílica gel muestras de los productos terminados. Las placas se
eluyeron con mezclas de solventes hasta obtener separaciones apropiadas, que fueron
examinadas con luz visible y UV (254 y 360 nm) y reactivos reveladores (ácido
acético:ácido sulfúrico:agua, Dragendorff). Soluciones de los productos terminados
fueron sometidas a análisis en un sistema líquido – líquido de alta eficacia dotado de
una columna con relleno de fase reversa (octadecilsilano) y eluidas con gradiente
continuo agua:acetonitrilo 95:5 � 5:95, con detección por absorción de luz ultravioleta,
a los efectos de establecer perfiles de componentes presentes en los extractos. Los
perfiles de componentes volátiles se examinaron por extracción con solventes de baja
polaridad (hexano, diclorometano) y posterior inyección en un sistema cromatográfico
gas-líquido dotado de columnas polares y apolares, detector de masas asistido por un
sistema informático conteniendo una biblioteca de espectros (NIST) y operado en
gradiente de temperatura.
10. Determinación de la toxicidad oral aguda en ratones de los productos terminados.
Indicador: valor de DL50 por vía oral en ratones de las dos preparaciones obtenidas.
Fueron utilizados procedimientos a dosis fija propuestos por la Sociedad Británica de
Toxicología en 1984 como método alternativo de refinamiento y reducción en el empleo
de animales de laboratorio y actualmente incluido en la Guías de la OECD
(Organization for Economic Cooperation and Development).
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Los productos finales fueron suspendidos en agua destilada y administrados por vía
oral, en niveles fijos de dosis de 5,0, 50,0, 300,0, 500,0 y 2000,0 mg/kg, a ratones
albinos suizos de ambos sexos y de pesos corporales entre 20 y 30 g. Un ensayo
piloto, iniciando con la dosis inferior y en un solo ratón, fue ejecutado de modo a
verificar la actividad de dicha dosis. Al no aparecer toxicidad evidente, se ensayó el
siguiente nivel de dosis en otro animal y así sucesivamente hasta la aparición de
signos evidentes de toxicidad o muerte. La dosis más baja en la que se noten
evidencias de toxicidad sin mortalidad se considera como dosis para el estudio
principal. El estudio principal fue ejecutado secuencialmente con grupos de 5 ratones.
El ensayo culmina cuando se encuentre la dosis que mata a no más de un animal por
grupo.
11. Determinación del efecto sobre el comportamiento general de ratones de los
productos terminados. Este efecto fue determinado por el procedimiento hipocrático
(modificado). Grupos de cinco ratones albinos adultos recibieron oralmente: A) el
vehículo (control), y B) dosis inferiores al DL50 de cada muestra. Después de la
administración del extracto, se observaron los animales durante 4 h y luego cada 24 h,
por un periodo total de dos semanas. El perfil de comportamiento de los ratones
albinos bajo la influencia de los extractos ensayados se estudió ubicando
individualmente a los animales dentro de la caja de observación. La modificación del
humor, la conciencia, la actividad motora y la actividad autonómica se registró por
observación simple y directa y mediante medios de registro digitales.
12. Determinación de las características microbiológicas de los productos terminados.
Se determinó la carga bacteriana total y número de organismos saprófitos (bacterias y
hongos) y ausencia de organismos patógenos, mediante cultivo en medios apropiados.
13. Informe final.
Actividad 13.1 Redacción del informe final del trabajo de investigación
14. Productos nuevos para ofrecer al mercado.
15. Mayor producción agrícola de las especies utilizadas
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Flujograma del proceso de obtención y evaluación de los productos
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�
Colecta y secado del material vegetal
Molienda y mezclado Caracterización del material
Extracción a escala de laboratorio
Extracción a escala de planta piloto
Concentrado de los extractos por evaporación
Obtención de extractos en polvo por proceso spray
Caracterización química (fitoquímica) y perfiles cromatográficos
Caracterización microbiológica
Caracterización toxicológica (LD50) y farmacológica (comportamiento)
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RESULTADOS A continuación se describen los resultados del proyecto, con la nomenclatura empleada en la
presentación original. Se describe la metodología precisa empleada en cada fase, así como sus
resultados y las conclusiones de cada componente del proyecto.
RESULTADOS 1 y 2. PROVISIÓN DE LA MATERIA PRIMA
Para el efecto se recurrió a la empresa Py-Teas, S.R.L. que cuenta con los contactos pertinentes
entre agricultores proveedores, como los agrupados en la Cooperativa Koga Poty, del Distrito de
Juan Manuel Frutos, Departamento de Caaguazú. Además, esa empresa dispone de material en
depósito. La empresa Py-Teas, S.R.L. cuenta con un molino de gran porte para el procesamiento
del material vegetal. La empresa a la fecha la corteza de lapacho y la mezcla SIMFRE® (ambay-
jaguarundí – ka’a he ê), para los ensayos de caracterización y las pruebas de extracción a escala
de laboratorio, en dos granulometrías, gruesa y polvo. La empresa acondicionó las muestras para
análisis a partir de lotes disponibles para el envasado comercial.
RESULTADO 3. CARACTERIZACIÓN DEL MATERIAL PARA EXTRACCIÓN
RESPONSABLES: Ing. Edelira Velázquez, Ing. Juan Carlos Martínez, Ing. Carolina Centurión
Evaluación del contenido de humedad de la materia prima
Metodología. Para la determinación de la humedad residual de muestras de corteza de lapacho y
en mezcla de hierbas SIMFRE® (yaguaraundi, ambay, ka’a he’é) se realizó por el método
gravimétrico
Método gravimétrico.
Materiales y equipos: Estufa de secado con temperatura regulable, balanza analítica con
precisión de 0,0001g, desecador con silicagel, capsulas de porcelana con tapa, espátula.
Procedimiento: Se pesaron por triplicado, alícuotas de 1 a 2 g del materia en cápsulas de
porcelana previamente taradas. Se calentaron en estufa a 35 ºC por 3 horas, retirándolas de la
estufa, y dejándolas enfriar en un desecador para luego pesarlas. La operación se repitió cada
una hora hasta que el material alcanzó peso constante. Se calculó la humedad por la pérdida de
peso y se expresó en porcentaje.
Evaluación de la densidad aparente
Equipos y materiales: Balanza con precisión de 0,1 g, probeta graduada de 100 mL, embudo,
espátula, reservorio de muestra.
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Procedimiento
Se seca el material en estufa a 35 ºC hasta peso constante. Se coloca una muestra representativa
del material en el reservorio y se descarga en una probeta previamente tarada, a través del
embudo cuidando de no execeder 1 mL/s hasta llenar 100 mL. Se pesa la probeta con su
contenido. Se calcula la diferencia de peso y se refiere a un volumen de 100 mL.
Análisis granulométrico
Equipos y materiales: Serie de tamices, agitador-vibrador mecánico de tamices, balanza,
espátula.
Procedimiento.
Se coloca una serie de tamices previamente tarados, en orden creciente de abertura de tamaño
desde el fondo al tope y se dispone el colector debajo de toda la serie de tamices. Se pesan entre
100 y 200g de muestra secada previamente y la misma se coloca en el primer tamiz ubicado en el
tope. Se ubica la serie de tamices en el agitador-vibrador y se hace funcionar el agitador por
periodos de 15 minutos. Se verifica la existencia del material en el colector y se repite la acción
hasta que no se verifique presencia de material en el colector. Se pesa cada tamiz con el material
retenido en cada uno y en el colector, para calcular el porcentaje retenido en cada tamiz.
RESULTADOS OBTENIDOS
Tabla 1. Densidad aparente de la materia prima. Material molido tipo polvo
MUESTRA DENSIDAD
APARENTE
(g/mL)
HUMEDAD
( % EN PESO)
CORTEZA DE LAPACHO
0,51
5,3
SIMFRE®
0,29
2,5
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Tabla 2. Granulometría de la materia prima. Material molido tipo polvo.
Abertura de tamices
Mm
Diámetro
medio
mm
Corteza de Lapacho
% Retenido
SIMFRE®
% Retenido
+ 0,500 + 0,500 0,4 67,0
-0,500 + 0,400 0,450 6,0 15,6
-0,400 + 0,355 0,3775 4,0 1,4
-0,355 + 0,280 0,3175 24,6 5,2
-0,280 + 0,250 0,2650 18,4 2,2
0,25 0+ 0,224 0,2370 7,6 1,2
-0,224 + 0,200 0,2120 26,2 5,8
-0,200 + 0,100 0,1500 10,4 1,8
-0,100 + colector -0,1000 4,4 1,4
Total 100 100
RESULTADO 4. RENDIMIENTO DE LA EXTRACCIÓN A ESCALA DE LABORATORIO.
RESPONSABLES: Dr. Nelson Alvarenga, Qca. Fca. Nancy Canela, Dr. Esteban Ferro
A fin de determinar el máximo de solutos extraíbles en condiciones compatibles con la
preparación fitofarmacéutica tradicional (infusión) se diseñó un esquema de extracción con agua a
80ºC en “batch”, empleando recipientes de vidrio dotados de refrigerantes para minimizar las
pérdidas de disolvente. Los conjuntos fueron sometidos a calefacción en baño de agua mantenido
a 80ºC.
En esta etapa se ensayaron como variables el tiempo de extracción y la relación polvo vegetal :
disolvente.
Metodología
Se determinaron por triplicado los rendimientos de extracción a tres tiempos: treinta minutos, una
hora y dos horas, contados desde que se pone en contacto el agua precalentada a 80ºC, medida
con una probeta, con el polvo vegetal.
Se emplearon balones de vidrio de fondo redondo de 250 mL de capacidad y cuello esmerilado,
provistos de condensadores refrigerados con agua corriente.
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Se mantuvo la temperatura con un baño de agua ajustado a 80ºC, con agitación manual de los
recipientes, cada 10 minutos.
Terminado el tiempo de extracción, el contenido de cada balón se decantó y filtró a través de papel.
Los extractos así obtenidos fueron transferidos a recipientes de plástico de boca ancha,
previamente tarados e identificados.
Se agregó a cada balón de vidrio conteniendo el material vegetal un volumen igual al inicial de
agua a 80ºC, repitiendo todo el proceso tres veces más. Cualquier material vegetal retenido en los
filtros fue devuelto al balón respectivo antes de reiniciar el proceso extractivo.
Se completó un mínimo de 4 extracciones sucesivas del mismo material.
Los filtrados se dejaron enfriar y se congelaron a –20ºC, por separado.
Los filtrados congelados provistos de una cubierta perforada de lámina de aluminio se liofilizaron a
20ºC y 100 mTorr hasta sequedad, y se pesaron.
Tabla 3. Resumen del procedimiento de extracción a escala de laboratorio
Material vegetal Disolvente
(agua 80ºC)
Número de
extracciones
Tiempos de extracción
2 g 200 mL 4 (+1) 30 min 1 h 2 h
5 g 200 mL 4 (+1) 30 min 1 h 2 h
RESULTADOS OBTENIDOS
Las muestras ensayadas, que corresponden a la granulometría tipo polvo, resultan para ambas
muestras convenientemente extraídas a los 30 minutos, sin cambios apreciables a mayores
tiempos de extracción.
Con relación a la eficiencia en función de la relación masa de material vegetal:volumen de
disolvente, se aprecia como conveniente la proporción menor.
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Tabla 4. Resultados de la extracción a escala de laboratorio
Material vegetal Proporción
muestra:
agua (80ºC)
Tiempo de
extracción
(minutos)
Peso promedio
de extracto
(g)
Rendimiento
(%)
Corteza de lapacho 2 g : 200 mL 30 0,5455 27,3
Corteza de lapacho 2 g : 200 mL 60 0,5393 27,0
Corteza de lapacho 2 g : 200 mL 120 0,5393 27,0
Corteza de lapacho 5 g : 200 mL 30 1,1319 23,0
Corteza de lapacho 5 g : 200 mL 60 1,4437 28,8
Corteza de lapacho 5 g : 200 mL 120 1,4808 29,6
SIMFRE® 2 g : 200 mL 30 0,4172 21,0
SIMFRE® 2 g : 200 mL 60 0,3861 19,3
SIMFRE® 2 g : 200 mL 120 0,4465 22,3
SIMFRE® 5 g : 200 mL 30 1,0486 21,0
SIMFRE® 5 g : 200 mL 60 1,0813 21,6
SIMFRE® 5 g : 200 mL 120 1,1203 22,4
RESULTADOS 5, 6 Y 7. GENERAL. CONDICIONES DE EXTRACCIÓN ÓPTIMAS EN PLANTA
PILOTO (R 5), OBTENCIÓN DEL EXTRACTO CONCENTRADO (R 6) Y OBTENCIÓN DE
EXTRACTOS ACUOSOS SOLUBLES EN POLVO (R 7).
RESPONSABLES: Ing. Qca. Edelira Velázquez, Ing. Qco. Juan Carlos Martínez
Para lograr este conjunto de resultados se diseñó, construyó y puso en funcionamiento una unidad
extractora a escala piloto, inexistente en el mercado.
Los equipos para obtener los resultados 5 y 6 fueron diseñados por la Ing. Qca. Edelira Velázquez
y el Ing. Qco. Juan Carlos Martínez y consta de los siguientes componentes:
8 extractor de lecho fijo en tres etapas en contracorriente
8 extractor helicoidal de tres etapas en contracorriente
8 evaporador de vacío
8 condensador de superficie
OBTENCION Y EVALUACION DE EXTRACTOS ACUOSOS SOLUBLES DE CORTEZA DE LAPACHO (Tabebuia sp.) Y DE UNA MEZCLA DE AMBAY (Cecropia adenopus), JAGUARUNDÍ (Piper fulvescens) Y KA’A HE’E (Stevia rebaudiana). FUNDAQUIM – FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS/U.N.A – PY-TEAS SRL NOVIEMBRE 2008
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Con la incorporación de dos tipos de extractor al conjunto se agrega la posibilidad de evaluar dos
modalidades de extracción a fin de disponer de mayor información transferible al sector productivo.
El principal escollo que se afrontó en esta oportunidad fue la no disponibilidad local de
componentes para la construcción del equipo extractor, además de la falta de experiencia en el
medio local en la construcción de equipos a esta escala.
La construcción fue posible, a un costo reducido, gracias a los contactos de los docentes de
Ingeniería Química de la Facultad de Ciencias Quimicas vinculados al proyecto, con empresas
locales del sector químico. El proyecto proveyó los materiales y de las empresas se obtuvo a modo
de colaboración la construcción de parte de los componentes. (Anexo 1)
Si bien el diseño, construcción, montaje y puesta en operación del extractor concentrador a escala
piloto no figura entre los resultados del proyecto, se constituye en un resultado tangible del
proyecto, que se hizo público durante la Exposición Tecnológica y Científica ETYC 2007,
organizada por la Facultad Politécnica de la Universidad Nacional de Asunción (Ver Anexo 2).
Las tareas realizadas concernientes a este resultado experimentaron algunas dificultades que
retrasaron su ejecución (Ver Anexo 3).
RESULTADO 5. DISEÑO DE EQUIPO DE EXTRACCIÓN SÓLIDO – LÌQUIDO.
Responsables: Ing. Edelira Velázquez, Ing. Juan Carlos Martínez
En base a las características del material a ser tratado y a los mejores desempeños en la
extracción, se diseñan dos modelos de equipos de extracción en contracorriente:
a) extractor helicoidal de tres etapas (Fig 1) y
b) batería de extracción de lecho fijo de tres etapas (Fig 2).
El conjunto terminado se esquematiza en la figura 3.
Imágenes fotográficas de los equipo se observan en los anexos al final de este informe.
OBTENCION Y EVALUACION DE EXTRACTOS ACUOSOS SOLUBLES DE CORTEZA DE LAPACHO (Tabebuia sp.) Y DE UNA MEZCLA DE AMBAY (Cecropia adenopus), JAGUARUNDÍ (Piper fulvescens) Y KA’A HE’E (Stevia rebaudiana). FUNDAQUIM – FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS/U.N.A – PY-TEAS SRL NOVIEMBRE 2008
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Fig. 1: Esquema extractor helicoidal de tres etapas en contracorriente
El equipo consiste en una artesa de acero inoxidable de 2 metros de longitud y 12 cm de diámetro.
En el interior lleva una placa perforada que separa la zona de extracción y el colector, de donde se
recircula el extracto mediante bombas.
Calentador de agua
Entrada de materia
Extracto concentrado Bomba de recirculación
Salida de material agotado
Tornillo sin fin
18
Disolvente
Fig 2: Esquema de batería de extracción de lecho fijo, de tres etapas en contracorriente: consiste en
tubos cilíndricos de acero inoxidable de 60 cm de altura y 12 cm de diámetro, con soporte para hojas de
malla de acero inoxidable, conectadas por uniones desmontables
OBT
ENCI
ON
Y E
VALU
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CTOS
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19
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or
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Bom
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Des
carg
a de
m
ater
ial
sólid
o
Tab
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se
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Cañ
o pe
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ado
Fig
3: C
onju
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acto
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E
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LF)
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F E
LF
20
RESULTADO 6. DISEÑO DE EQUIPO DE CONCENTRACIÓN DE LOS EXTRACTOS.
Responsables: Ing Edelira Velázquez, Ing. Juan Carlos Martínez
Con base en las características del material a ser concentrado, consistente en extractos
vegetales cuya composición podría alterarse por calentamiento prolongado, y
considerando la necesidad de incorporar al secador spray una extracto concentrado se
diseñó un equipo concentrador en acero inoxidable, calentado eléctricamente y conectado
a una bomba destinada a reducir la presión para disminuir el punto de ebullición del
disolvente (agua) (Ver figura 4.)
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Figura 4. Esquema del concentrador de los extractos obtenidos del material vegetal.
Bomba de vacío
Bomba de agua
Condensador
Evaporador
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CONDICIONES DE EXTRACCIÓN, CONCENTRADO Y EVAPORACIÓN A ESCALA
DE PLANTA PILOTO. (RESULTADOS 5, 6 Y 7).
Para los procedimientos y extracción y concentración se utilizó el equipamiento
descrito en este informe.
Para la obtención de los polvos solubles se utilizó un secador spray (Spray dryer) Lab
Plant Technology Ltd. (UK), modelo SD05, disponible en las instalaciones de la
Facultad de Ciencias Químicas (UNA) (Ver fotografía en Anexos).
Se utilizó material vegetal provisto por la empresa Py-Teas.
RESULTADO 5. CONDICIONES OPTIMAS DE EXTRACCIÓN EN PLANTA PILOTO.
RESULTADOS PARA CORTEZA DE LAPACHO
RESPONSABLES: Ing. Qcos. Edelira Velázquez y Juan Carlos Martínez
Fueron utilizados los dos tipos de extractores diseñados, de lecho fijo y helicoidal, y dos
tipos de granulometría del material vegetal, correspondientes a corteza de lapacho en
polvo (0,500 a 0,100 mm) y gruesa (virutas de 0,6 mm a 2,82 mm). La cantidad de soluto
extraído se determinó por liofilización de los extractos y el rendimiento se calculó en base
a los datos obtenidos en laboratorio correspondiente a la siguiente relación:
Material
vegetal
Relación material
vegetal :agua
Tiempo
Minutos
Peso de soluto
extraído g
Rendimiento
sobre material
sólido
Corteza de
lapacho
5 g : 200 mL 120 1,4808 29,6
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Tabla 5. Rendimiento de las extracciones en planta piloto variando la granulometría
del material vegetal (lapacho) y el tipo de extractor
Tipo de
extractor
Granulometría Relación
Disolvente (L):
Material vegetal
(kg)
Concentración
del extracto
% en peso
Rendimiento
% en peso
0,500 a 0,100 mm 50 :1 0,56 90,0
0,500 a 0,100 mm 36:1 0,76 85,0
0,500 a 0,100 mm 11:1 2,74 81,5
0,500 a 0,100 mm 7,4:1 3,76 70,0
Lecho
fijo
0,500 a 0,100 mm 6,3:1 3,03 49,0
0,500 a 0,100 mm 11:1 2,30 74 Extractor
helicoidal Gruesa 11:1 2,05 40,6
Conclusión: Se presenta mayor eficiencia de extracción con el sólido en polvo respecto a
las virutas y la relación disolvente: material vegetal, que presenta mayor concentración en
el extracto con un rendimiento razonable es el que corresponde a la relación 7,4:1.
En cuanto al comportamiento de los extractores, el de lecho fijo, no ha presentado
inconvenientes en la operación del material vegetal en polvo. El extractor helicoidal
presentó inconvenientes en el funcionamiento debido al arrastre de sólidos, en cambio
presenta muy buen desempeño para el de granulometría gruesa.
RESULTADO 6. OBTENCION DEL EXTRACTO CONCENTRADO PARA LAPACHO.
RESPONSABLES: Ing. Qcos. Edelira Velázquez y Juan Carlos Martínez
Para la concentración del extracto obtenido en el extractor fueron utilizados: a) EV1: un
evaporador de 50 litros, que cuenta con dos resistencias de 1500 W cada una, conectado
a un condensador de superficie y una bomba de vacío. La capacidad de evaporación es 3
litros/h de agua y b) EV2: un evaporador de 2,5 litros con capacidad de evaporación de
250 cc/h, calentado con plancha eléctrica, conectado a condensador de superficie y
bomba de vacío.
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Tabla 6. Condiciones de operación en ambos evaporadores. Corteza de lapacho
Parámetros de operación EV1 EV2
Temperatura de ebullición del líquido 78 a 80 ºC 77 a 80 ºC
Presión absoluta 320-360 mm Hg 290-360 mm Hg
Temperatura de entrada agua de condensación 25 - 29 ºC 25 - 29 ºC
Relación de volumen inicial a volumen final 3:1 5:1
Concentración obtenida (% en peso) 6,06 % 23,65 %
RESULTADO 7. OBTENCIÓN DE EXTRACTOS ACUOSOS SOLUBLES EN POLVO.
PARA LAPACHO
RESPONSABLES: Ing. Qcos. Edelira Velázquez y Juan Carlos Martínez
Para la obtención del polvo soluble fue utilizado un secadero spray con capacidad de
regular las siguientes variables: presión del aire del atomizador, caudal de aire,
temperatura de entrada de aire, caudal de alimentación del extracto, concentración del
extracto y tiempo de operación. Para la determinación de humedad residual en el
producto seco se empleó una balanza para análisis de humedad Sartorius, modelo MA35,
exponiendo la muestra a radiación infrarroja.
Tabla 7: Condiciones de operación del secadero spray. Corteza de lapacho
Temperatura de entrada de aire ºC 190 180 180 180 150 150
Temperatura de salida de aire ºC 110 108 108 108 90 90
Caudal de alimentación del extracto.
(cc/min)
012 010 012 005 012 012
Caudal de aire (m3/hora) 54 54 54 54 54 50
Tiempo de operación (min) 10 20 7 3 2 2
Presión del aire del atomizador (bar) 1,6 1,6 1,6 0,4 1,2 1,6
Concentración del extracto (% en
peso)
9 % 9 % 9 % 9 % 9 % 9 %
Se obtuvo polvo No No No No No No
Observación: Se adhiere a la pared
de la cámara de secado
Si Si Si Si Si Si
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Tabla 7 (Continuación). Condiciones de operación del secadero spray. Corteza de
lapacho
Temperatura de entrada de aire ºC 180 140 120 120 130 125
Temperatura de salida de aire ºC 110 80 70 70 80 90
Caudal de alimentación del extracto.
( cc/min)
005 010 010 006 006 012
Caudal de aire (m3/hora) 54 54 54 54 54 50
Tiempo de residencia (min) 5 2 3 2 3 4
Presión del aire del atomizador (bar) 1,7 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6
Concentración del extracto (% en
peso)
23,6 23,6 23,6 23,6 23,6 23,6
Se obtuvo polvo No Si Si Si Si Si
Observación: Se adhiere a la pared
de la cámara de secado en forma
de una película fina
Si No No No No No
Se adhiere el polvo a la pared
fuertemente
No No No Un
poco
Si
Se observa líquido en la entrada al
ciclón
No No Si No No No
Solubilidad del polvo en agua a
temperatura ambiente (%)
---- 100 100 100 100 100
Conclusión: de las condiciones de operación evaluadas, se obtiene polvo soluble en
agua en un 100 %, en las condiciones y con los resultados que se resumen en la tabla 8:
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Tabla 8. Condiciones de operación del secadero spray. Corteza de lapacho
Temperatura de entrada de aire ºC 120 a 130
Temperatura de salida de aire ºC 70 a 80 ºC
Caudal de alimentación del extracto.( cc/min) 006
Caudal de aire (m3/hora) 54
Tiempo de residencia máximo (min) 2
Presión del aire del atomizador (bar) 1,6
Concentración del extracto (% en peso) 23,6
Contenido de humedad del producto (% en peso) 4,0
Cantidad de polvo obtenido 50 g
Solubilidad en agua a 25ºC (%) 100
RESULTADO 5. CONDICIONES OPTIMAS DE EXTRACCIÓN EN PLANTA PILOTO.
RESULTADOS PARA MEZCLA SIMFRE®
RESPONSABLES: Ing. Qcos. Edelira Velázquez y Juan Carlos Martínez
Determinación de condiciones de extracción óptimas en extractor de planta piloto de lecho
fijo de una mezcla de hierbas compuesta por jaguarundi (Piper fulvescens), amba’y
(Crecopia adenopus) y ka’a hee (Stevia rebaudiana), identificado como SIMFRE®.
Actividades
1. Ajustes en la operación de extractor de lecho fijo.
2. Obtención de extracto acuoso y determinación de parámetros de operación (tiempo de
retención, relación disolvente/alimentación, densidad del lecho, tiempo de retención,
concentración de soluto en el extracto)
3. Obtención de técnicas analíticas adecuadas para realizar los controles en el proceso
de extracción.
Fue utilizado el extractor de lecho fijo y dos tipos de granulometría del material vegetal,
correspondiente a la mezcla SIMFRE®.
a) Granulometría fina de 0,500 a 0,100 mm y
b) Granulometría gruesa de 0,6 mm a 3 mm.
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Fueron estudiadas diferentes relaciones Disolvente/alimentación, Caudal de flujo de
alimentación y densidad del lecho. Como disolvente se utilizó agua a 80 ºC. La cantidad
de soluto extraído se determinó por liofilización de los extractos. Como referencia para la
extracción se utiliza el dato proveído por laboratorio.
Material
vegetal
Relación material
vegetal:agua
Tiempo
Minutos
Peso de soluto
extraído g
Rendimiento sobre
material sólido
SIMFRE® 5 g : 200 mL 120 1,1203 22,4
Tabla 9. Pruebas en extractor de lecho fijo. Material: mezcla SIMFRE®
Granulo-metría
Relación Disolvente:
Material vegetal
(L/kg)
Caudal de
disolvente L/min
Tiempo de
contacto
Densidad del
lecho (g/cm3)
Observaciones
Gruesa 6:1 0,6 Flujo continuo
0,19 El lecho presenta zonas no mojadas por el disolvente, la extracción es incompleta
Gruesa 6:1 0,6 10 min 0,19 El lecho presenta zonas no mojadas por el disolvente, la extracción es incompleta
Gruesa 13,5 0,082 10 min 0,11 La extracción es completa. La temperatura en el ultimo extractor desciende a 50 ºC La Concentración del primer extracto es de 2,5 % en peso
Gruesa 13,5 0,260
10 min 0,09 La extracción es incompleta. La temperatura en el último extractor desciende a 40 ºC
Gruesa 13,5 0,182 10 min O,09 La extracción es incompleta. La temperatura en el último extractor desciende a 40 ºC
Gruesa 15,7:1 0,182 10 min 0,09 La extracción es incompleta. La temperatura en el último extractor desciende a 40 ºC
Fina
6:1 0,4 10 min 0,15 Compactamiento del lecho impide continuar con la extracción
Gruesa 13,5:1 0,182
10 min 0,09 La extracción es completa. La temperatura se mantiene constante a 80 °C
Gruesa 13,5:1 0,182 15 min 0,09 La extracción es completa. La temperatura se mantiene constante a 80 °C
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Conclusión: La densidad del lecho que favorece la extracción es aproximadamente 0,09
g/cm3. El caudal que permite buena penetración de disolvente en el lecho se encuentra en
el rango comprendido entre 82 mL/min a 182 mL/min
En cuanto a la granulometría, la gruesa tiene mejor comportamiento para la extracción,
pues el compactado del lecho es inferior, en las condiciones probadas.
En cuanto al tiempo de retención se observa que aumenta la concentración manteniendo
10 a 15 min de contacto en cada extractor frente al flujo continuo. En cuanto a la
granulometría, la gruesa tiene mejor comportamiento para la extracción, pues el
compactamiento del lecho es inferior en las condiciones ensayadas. �
RESULTADO 6. OBTENCION DEL EXTRACTO CONCENTRADO PARA MEZCLA
SIMFRE®
RESPONSABLES: Ing. Qcos. Edelira Velázquez y Juan Carlos Martínez
Determinación de condiciones establecidas para la concentración del extracto acuoso de
una mezcla de hierbas compuesta por jaguarundi (Piper fulvescens), amba’y (Crecopia
adenopus) y ka’a hee (Stevia rebaudiana), identificado como SIMFRE®.
Actividades
1. Ajustes y puesta en marcha y operación de un evaporador de vacío de planta piloto y
uno de laboratorio.
2. Obtención de extracto acuoso concentrado y determinación de parámetros de
operación (presión. temperatura, agitación)
Para la concentración del extracto obtenido en el extractor fueron utilizados:
a) EV1: un evaporador de 50 litros, que cuenta con dos resistencias de 1500 W
cada una, conectado a un condensador de superficie y una bomba de vacío. La capacidad
de evaporación es 3 litros/h de agua, y
b) EV2: un evaporador de 1 litro con capacidad de evaporación de 330 cm3/h,
conectado a condensador de superficie y bomba de vacío y calentado con plancha
eléctrica con agitador magnético.
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Tabla 10. Condiciones de operación en ambos evaporadores. Mezcla SIMFRE®
Parámetros de operación EV1 EV2 Observación
Temperatura de ebullición
del líquido
78 a 80 ºC 77 a 80 ºC Elevada formación de
espuma
Presión absoluta (mm Hg) 320 a 360 290 a 360
Temperatura de entrada
agua de condensación
20 a 25 ºC 20 a 25 ºC
Relación de Volumen inicial
a Volumen final
Primera etapa
Segunda etapa
2:1
5:1
16:1
Concentración obtenida
Primera etapa
Segunda etapa
2,9 %
17 %
22,5 %
Agitación No Si
50 rpm.
Aumenta la formación
de espuma con la
agitación.
Temperatura de la plancha
calefactora
---- Mayor a 350ºC
para concentracio-
nes menores a
18 % y menor a
350ºC para
concentraciones
superiores a 18 %
CONCLUSION: las condiciones de operación en el evaporador son: presión absoluta de
290 a 360 mm de Hg, temperatura de 77ºC a 80 ºC. No se puede mantener agitada la
solución en la última etapa de concentración debido a la eleva la formación de espuma
llegando a una tasa de evaporación muy baja.
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RESULTADO 7. OBTENCIÓN DE EXTRACTOS ACUOSOS SOLUBLES EN POLVO.
PARA MEZCLA SIMFRE®
RESPONSABLES: Ing. Qcos. Edelira Velázquez y Juan Carlos Martínez
Obtención de polvo soluble de extracto acuoso concentrado de una mezcla de hierbas
compuesta por jaguarundi (Piper fulvescens), amba’y (Crecopia adenopus) y ka’a hee
(Stevia rebaudiana), identificado como SIMFRE®. y determinación de parámetros de
operación en secadero spray de planta piloto.
Actividades
1. Obtención de polvo soluble
2. Determinación de parámetros de operación.
Para la obtención del polvo soluble fue utilizado un secadero spray con capacidad de
regular las siguientes variables: presión del aire del atomizador, caudal de aire,
temperatura de entrada de aire, caudal de alimentación del extracto, concentración del
extracto, tiempo de operación.
Para la determinación de humedad residual en el producto seco se empleó una balanza
para análisis de humedad Sartorius, modelo MA35, exponiendo la muestra a radiación
infrarroja.
OBTENCION Y EVALUACION DE EXTRACTOS ACUOSOS SOLUBLES DE CORTEZA DE LAPACHO (Tabebuia sp.) Y DE UNA MEZCLA DE AMBAY (Cecropia adenopus), JAGUARUNDÍ (Piper fulvescens) Y KA’A HE’E (Stevia rebaudiana).
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Tabla 11: Condiciones de operación del secadero spray. Mezcla SIMFRE®
Temperatura de entrada de aire
ºC
140 120 120 130 125 140 140
Temperatura de salida de aire
ºC
90 70 70 80 80 89 89
Caudal de alimentación del
extracto.
(cc/min)
06 06 06 06 06 07 08
Caudal de aire (m3/hora) 54 54 54 54 54 54 54
Tiempo de operación (min) 6 2 2 2 2 1 1
Presión del aire del atomizador
(bar)
1,6 1,6 1,6 1,8 1,8 1,9 1,9
Concentración del extracto (%
en peso)
17 % 17 % 17 % 17 % 17 % 17 % 17 %
Se obtuvo polvo en el colector
final
Muy
poco
Muy
poco
Muy
poco
Muy
poco
Muy
poco
Muy
poco
Muy
poco
Se adhiere a la pared de la
cámara de secado
No No No No No No No
Se produce taponamiento del
atomizador frecuentemente
Si Si Si Si Si Si Si
Se adhiere polvo a la pared del
colector y del ciclón
No No No No No No No
Se observa líquido en la
cámara
No No No No No No No
Solubilidad del polvo en agua a
temperatura ambiente (%)
100% 100% 100% 100% 100% 100% 100%
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Tabla 11 (Continuación). Condiciones de operación del secadero spray. Mezcla
SIMFRE®.
Temperatura de entrada de aire
ºC
140 120 120 130 125 140
Temperatura de salida de aire ºC 90 70 70 80 80 89
Caudal de alimentación del
extracto. ( cc/min)
06 06 06 06 06 06
Caudal de aire (m3/hora) 54 54 54 54 54 54
Tiempo de residencia (min) 5 2 3 2 3 2
Presión del aire del atomizador
(bar)
1,9 1,9 1,9 1,9 1,9 1,9
Concentración del extracto (%
en peso)
22,5 22,5 22,5 22,5 22,5 22,5
Se obtuvo polvo en el colector
final
Si Si Si Si Si Si
Se adhiere a la pared de la
cámara de secado
No No No No No No
Se produce taponamiento del
atomizador frecuentemente
Si Si Si Si Si Si
Se adhiere polvo a la pared del
colector y del ciclón
No No Si No No No
Solubilidad del polvo en agua a
temperatura ambiente
100% 100% 100% 100% 100% 100%
Influencia de la humedad del aire
atmosférico
Eleva
-da
Elevada Eleva
da
Eleva-
da
Elevada Eleva
da
Conclusión: de las condiciones de operación evaluadas, se obtiene polvo soluble en
agua en un 100 %, en las siguientes condiciones; se presentan problemas de
taponamiento del atomizador debido a los mucílagos de la muestra.
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Tabla 12. Resumen de las condiciones de operación para el secador spray para el
extracto de la mezcla SIMFRE®
Temperatura de entrada de aire ºC 120 a 140
Temperatura de salida de aire ºC 89 a 90 ºC
Caudal de alimentación del extracto.( cm3/min) 06
Caudal de aire (m3/hora) 54
Tiempo de residencia máximo (min) 2 a 5
Presión del aire del atomizador (bar) 1,9
Concentración del extracto (% en peso) A partir de 22,5 %
Cantidad de polvo obtenido 50 g
Contenido de humedad en el producto (% en peso) 1,3
Solubilidad en agua a 25ºC (%) 100
RESULTADO 8. PERFIL FITOQUIMICO CUALITATIVO DE LAS PREPARACIONES DE
POLVO SOLUBLE OBTENIDAS
RESPONSABLES: Dr. Nelson Alvarenga y Fco. Rafael Gómez
Se realizó el análisis fitoquímico preliminar de los polvos solubles obtenidos, utilizando la
metodología descrita por Sanabria-Galindo y colaboradores (Universidad Nacional de
Colombia- Departamento de Farmacia, 1983). Los extractos fueron sometidos a diversas
reacciones de precipitación y coloración, a fin de detectar grupos de metabolitos
secundarios. Los resultados obtenidos se detallan en la tabla 13.
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Tabla 13. Resultados de los ensayos fitoquímicos preliminares practicados con los
extractos solubles de corteza de lapacho y la mezcla SIMFRE®
Resultados
Metabolitos
secundarios
Lapacho Simfre®
Reacción
Alcaloides Positivo (+) Negativo Dragendorff, Mayer,
reineckato de amonio,
Valser
Saponinas Positivo (++) Positivo (+++) Prueba de la espuma
Flavonoides Positivo (++) Positivo (+++) Shinoda
Naftoquinonas y/o
antraquinonas
Negativo Negativo Bornträger-Krauss
Esteroides y/o
triterpenoides
Positivo (++) Positivo (+) Vainillina – ácido
ortofosfórico
Taninos Positivo (+) Positivo (++) Gelatina-sal; FeCl3
(+++) = precipitación abundante o coloración intensa.
(++)= precipitación regular o coloración claramente observable.
(+) = precipitado escaso o coloración débil.
Conclusión: el extracto en polvo de lapacho no detecta lapachol en las condiciones de
análisis, al no dar positivo el ensayo para naftoquinonas/antraquinonas. La presencia de
este compuesto, de haberse registrado en cantidades apreciables, podría comprometer su
uso masivo.
La presencia de alcaloides, con débil reacción, puede deberse a una reacción de carácter
inespecífico de metabolitos primarios nitrogenados, dado el disolvente empleado en la
obtención del extracto.
No se ven hallazgos notables que configuren riesgos en la muestra del extracto en polvo
de SIMFRE ®. La presencia de flavonoides, saponinas y taninos es de esperar dada la
naturaleza de las materias primas empleadas en las preparaciones.
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RESULTADO 9. PERFILES CROMATOGRÁFICOS DE LOS PRODUCTOS OBTENIDOS.
CROMATOGRAFIA DE CAPA FINA (TLC)
RESPONSABLE: Dr. Nelson Alvarenga
Se desarrollaron perfiles cromatográficos planos, en cromatografía de capa fina de gel de
sílice, con diferentes mezclas eluyentes, para ambas preparaciones, con el objeto de
obtener adecuada separación de componentes.
Las placas fueron observadas con luz UV (254 y 360 nm) y marcadas las manchas
visibles. Luego las cromatoplacas fueron rociadas con solución “Oleum” (ácido acético-
ácido sulfúrico-agua 80:4:16) y calentadas a 100 ºC.
Estos perfiles están destinados a tareas de comparación, en el caso que se demanden en
el futuro comparaciones de lotes de producción.
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Figura 5. Perfil por cromatografía de capa fina de los extractos de corteza de lapacho y mezcla SIMFRE® . Eluyente: n-hexano: acetato de etilo 4:6
Comentarios: en el extracto de lapacho se observan varias manchas con valores de
relación de frente (rf) que van desde 0,1 hasta 0,9. No se observa un producto
mayoritario.
En el extracto de SIMFRE® se observa que los productos quedan retenidos en la línea
de base con esta polaridad, menos uno con valor de rf 0,3, el cual se observa muy
débilmente (indicado por una flecha) y también uno con rf cercano a 0,7
Lapacho SIMFRE®
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Figura 6. Perfil por cromatografía de capa fina de los extractos de corteza de lapacho y mezcla SIMFRE® . Eluyente: cloroformo-metanol 9:1
Comentarios: Como en el caso anterior, en el extracto de lapacho se observan varias
manchas, sin que se note un producto claramente mayoritario.
En el extracto de SIMFRE® se observa que todos los productos quedaron retenidos
en la línea de base. No se observa ninguna mancha a valores superiores de rf.
Lapacho SIMFRE®
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Figura 7. Perfil por cromatografía de capa fina de los extractos de corteza de lapacho y mezcla SIMFRE® . Eluyente: hexano-acetato de etilo 1:1
Comentarios: Se observan varias manchas cuyos rf se detallan a continuación:
Lapacho: 0,25; 0,32; 0,43; 0,56; 0,65; 0,70
SIMFRE®: 0,16; 0,24; 0,32; 0,40; 0,51; 0,63
Lapacho SIMFRE®
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Figura 8. Perfil por cromatografía de capa fina de los extractos de corteza de lapacho y mezcla SIMFRE® . Eluyente: cloroformo - metanol 1:1
Comentarios: Como en el caso anterior, en el extracto de lapacho se observan varias
manchas, sin que se note un producto claramente mayoritario. Lo mismo ocurre con el
SIMFRE®.
Los valores de rf se detallan a continuación:
Lapacho: 0,13; 0,3; 0,37; 0,44; 0,48; 0,56; 0,63; 0,76
SIMFRE® 0,13; 0,20; 0,28; 0,41; 0,50; 0,63; 0,70
Lapacho SIMFRE®
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RESULTADO 9. PERFILES CROMATOGRÁFICOS DE LOS PRODUCTOS
OBTENIDOS- CROMATOGRAFIA LÍQUIDO – LÍQUIDO DE ALTA EFICACIA (HPLC).
RESPONSABLE: Dr. Nelson Alvarenga
Con vistas a establecer características que faciliten la comparación de lotes de producción
se procedió a establecer el perfil cromatográfico de los componentes que se visualizan en
un sistema líquido – líquido de alta eficacia.
Las muestras se disolvieron en agua a razón de 0,1 mg/mL y se inyectaron volúmenes de
20 µL en un sistema Shimadzu, compuesto por dos bombas LC-10AD, un detector UV-
Visible SPD-10AV y un programa Lab-Solutions / LC-Solutions
Se empleó una fase estacionaria reversa de octadecilsilano de 5 µm de diámetro,
contenida en una columna de acero de 15 cm de largo y 4,6 mm de diámetro interno
(NovaPack, Waters).
La fase móvil consistió en un gradiente de acetonitrilo-agua que pasó de la proporción
10:90 a 90 : 10 en 18 minutos, con un tiempo total de corrida de 20 minutos a un flujo de 1
mL/min. La riqueza de acetonitrilo se incrementó en la fase móvil tal como se muestra en
el siguiente esquema:
Tiempo
(minutos)
Riqueza en acetonitrilo de la
fase móvil (%)
0 10
5 35
10 50
15 75
18 90
Las fracciones eluidas de la columna se examinaron en cuanto a su absorbancia a
254 nm.
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RESULTADOS
1. Corteza de lapacho.
Se observan tres picos principales con tiempos de retención 2,023; 2,744 y 4,284 min. en
el inicio del cromatograma. Estos picos corresponden a compuestos de elevada polaridad,
los cuales se retienen poco en la fase estacionaria reversa. Se observan luego varios
picos pequeños entre los 5 y 15 minutos y luego un pico a 16,287 min., que
correspondería a un compuesto de polaridad intermedia que eluye casi al final de la
corrida (Figura 9).
Figura 9. Cromatograma de alta eficacia del extracto soluble de corteza de lapacho.
Detección UV 254 nm.
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2. Mezcla SIMFRE®.
Se observan dos picos al inicio de la corrida, uno de ellos mayoritario con tiempo de
retención 2,068 min. y el segundo con tiempo de retención 2,761 min. Posteriormente no
se observan picos relevantes hasta los 12,254 y 16,140 min., respectivamente, con dos
picos bien resueltos. Como en el caso del lapacho, los primeros picos corresponden a
compuestos de elevada polaridad (situación esperable, ya que el extracto es acuoso) y los
últimos dos picos corresponderían a compuestos de polaridad intermedia (Figura 10).
Figura 10. Cromatograma de alta eficacia del extracto soluble de la mezcla SIMFRE®.
Detección UV 254 nm.
Conclusiones: se dispone de perfiles cromatográficos que permitirían identificar por
comparación los extractos obtenidos y hacer estandarización entre lotes de producción.
Las condiciones ensayadas se consideran apropiadas para los fines propuestos.
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RESULTADO 9. PERFILES CROMATOGRÁFICOS DE LOS PRODUCTOS
OBTENIDOS- CROMATOGRAFIA GAS – LÍQUIDO (GC).
RESPONSABLE: Dr. Nelson Alvarenga
Este examen es complementario al anterior, aunque enfocado a los componentes volátiles
presentes en las preparaciones.
Las muestras se disolvieron en agua a razón de 0,1 mg/mL y se inyectaron volúmenes de
1 µL, usando la técnica “split” en una relación 1:240, en un sistema Shimadzu, modelo
QP5050-A, operado con el programa Lab-Solutions / GC Solutions.
Se emplearon dos tipos de fases estacionarias:
-Polar, contenida en una columna capilar ZB-WAX (Zebron ZB-Waxplus,
Phenomenex) de 30 m de longitud, 0,25 mm de diámetro y 0,25µ de espesor de
capa de fase estacionaria.
- Apolar de tipo fenilo, contenida en una columna capilar DB-5 (Supelco) de 30 m
de longitud, 0,25 mm de diámetro y 0,25µ de espesor de capa de fase estacionaria.
La elución se realizó con helio como gas portador a un flujo de 35,0 cm/seg, con un
gradiente de temperatura que siguió el patrón: Temperatura del horno: 450 C durante 3
min., rampa de 45 a 2400C a 40C/min., 3,25 min. Temperatura del inyector: 150º C y 250º
C en el detector.
La detección se realizó por espectrometría de masas con un detector de cuadrupolos con
trampa de iones, operado en modo barrido (scan). La comparación de señales se hizo
utilizando la base de espectros NIST.
RESULTADOS
1. Corteza de lapacho.
Con la columna polar se observan principalmente compuestos poco volátiles que
eluyen casi al final de la corrida. No se ha podido identificar la naturaleza de esos
compuestos, pero por comparación con las estructuras contenidas en las librerías del
cromatógrafo gaseoso, se estima que son compuestos de naturaleza terpenoide
(diterpenos y triterpenos). Sobresalen de un cromatograma complejo 2 picos a 20,2 y
22,0 minutos (Figura 11).
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Figura 11. Cromatograma de volátiles del extracto soluble de corteza de lapacho.
Columna polar. Detección de masas.
Con la columna apolar se obtiene un cromatograma prácticamente plano hasta los 45
minutos, con una elevación de picos agrupados entre 48 y 52 minutos y entre 53 minutos
y el final de la corrida (55 min.). No se ven señales aisladas (Figura 12).
Figura 12. Cromatograma de volátiles del extracto soluble de corteza de lapacho.
Columna polar. Detección de masas.
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2. Mezcla SIMFRE ®
Para la columna polar, se observan compuestos relativamente volátiles que aparecen al
inicio de la corrida, aunque en pequeña cantidad. No se han podido identificar ya que no
existen estructuras similares en la base de datos. Posteriormente se observan algunos
picos correspondientes a compuestos de alto punto de ebullición con estructura
terpenoide y un poliol que eluye a los 43 min., aproximadamente (Figura 13).
Figura 13. Cromatograma de volátiles del extracto soluble de mezcla SIMFRE®.
Columna polar. Detección de masas.
Con la columna de fase apolar se obtienen resultados similares a los obtenidos del
lapacho con la misma columna (Figura 14).
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Figura 14. Cromatograma de volátiles del extracto soluble de mezcla SIMFRE®.
Columna polar. Detección de masas.
Conclusiones: Los cromatogramas de gases, si bien resultaron de mayor sensibilidad, no
resultarían útiles en las condiciones ensayadas para fines comparativos. Las condiciones
(temperatura, presión, tiempo, etc) de los procedimientos de extracción, concentración y
secado disminuyen grandemente el contenido de sustancias volátiles fácilmente
identificables.
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RESULTADO 10. ESTABLECIMIENTO DE LA TOXICIDAD ORAL AGUDA EN
RATONES DE LOS PRODUCTOS OBTENIDOS
RESPONSABLES: Dr. Derlis Ibarrola, Dra. Ma. Del Carmen Hellión-Ibarrola, Dra. Ma.
Luisa Kennedy, Dra. Olga Heinichen, Dra. Jenny Montalbetti, Fco. Miguel Campuzano
Metodología
Fue utilizado el procedimiento a dosis fija propuesto por la Sociedad Británica de
Toxicología en 1984 como método alternativo de refinamiento y reducción en el empleo
de animales de laboratorio y actualmente incluido en la Guías de la OECD (Organization
for Economic Cooperation and Development).
Un ensayo piloto, iniciando con la dosis inferior y en un solo ratón, fue ejecutado de modo
a verificar la actividad de dicha dosis. La no aparición de toxicidad evidente fue empleado
como parámetro para incrementar el nivel de dosis en otro animal y así sucesivamente.
Se completa el estudio piloto cuando aparezcan signos evidentes de toxicidad o muerte.
La dosis más baja en la que se noten evidencias de toxicidad sin mortalidad fue
considerada como dosis para el estudio principal.
El estudio principal fue ejecutado secuencialmente con grupos de 5 ratones. Las muestras
de extractos acuosos de lapacho (F1) y la mezcla SIMFRE® de jaguarundi, ambay y ka’a
he’� (F2) fueron suspendidas en agua destilada y administrado por vía oral, en niveles
fijos de dosis de 5.0, 50.0, 300.0, 500.0, 2000.0 y 3000.0 mg/kg, a diferentes grupos de
ratones albinos suizos de ambos sexos y de pesos corporales entre 20 y 30 g.
En el periodo de observación de 24h no se apreció ningún signo de toxicidad aguda en las
dosis utilizadas. La observación fue prolongada por 15 días más, para detectar la
aparición de efectos tóxicos retardados o subagudos (Ver tabla 14).
El ensayo culminó sin la aparición de síntoma alguno de intoxicación ni en la fase aguda
ni en la subaguda, por lo que se concluye que las muestras en estudio son seguras, de
muy baja toxicidad para la población en estudio y demostrada por el valor de la LD50 oral
superior a 3000,0 mg/kg.
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Tabla 14. Ensayo de DL50 oral del extracto de lapacho (F1) la mezcla SIMFRE® (F2)
Dosis mg/kg p.o. (N=5 por
grupo) 5,0 50,0 500,0 1000,0 3000,0
Síntomas generales de
intoxicación F1 F2 F1 F2 F1 F2 F1 F2 F1 F2
Locomoción 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
Actividad exploratoria 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
Sedación 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
Estimulación 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
Piloerección 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
Lagrimeo o signos oculares 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
Otros signos autonómicos (orina,
heces) 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1 0,0 1 0,0
Muerte 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
Clave: 0= ausencia de efectos; 1= leve; 2= moderado; 3= fuerte
CONCLUSIONES:
A. Las muestras en estudio (extracto acuoso de corteza de lapacho: F1 y extracto
mezcla SIMFRE®: F2) son seguras, de muy baja toxicidad aguda y subaguda
en ratones.
B. No hubo respuesta letal hasta la máxima dosis utilizada por lo que se concluye
que el valor de la LD50 oral es superior a 3000.0 mg/kg.
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RESULTADO 11. EFECTO EN EL COMPORTAMIENTO DE RATONES DE LOS
PRODUCTOS TERMINADOS.
RESPONSABLES: Dr. Derlis Ibarrola, Dra. Ma. Del Carmen Hellión-Ibarrola, Dra. Ma.
Luisa Kennedy, Dra. Olga Heinichen, Dra. Jenny Montalbetti, Fco. Miguel Campuzano
a. Comportamiento general
Este efecto fue determinado por el procedimiento hipocrático (modificado). Grupos de
cinco ratones albinos adultos fueron administrados oralmente con: A) el vehículo (control),
y B) dosis de 5.0, 50.0 y 500.0 de extracto de corteza de lapacho (F1) y mezcla SIMFRE®
de jaguarundi-amba-y-ka’a he’� (F2). El perfil de comportamiento de los ratones albinos,
bajo la influencia de las diferentes dosis de F1 y F2, fueron evaluados ubicando
individualmente a los animales dentro de la caja de observación durante 2 h y luego cada
24 h y por un periodo total de dos semanas. La modificación del humor, la conciencia, la
actividad motora y la actividad autonómica, por observación simple y directa fueron
anotadas apropiadamente (Tabla 15).
Tabla 15. Perfil de comportamiento de los productos terminados (F1: corteza de
lapacho; F2: mezcla SIMFRE®)
Dosis mg/kg p.o. (N=3 por grupo) 5,0 50,0 500,0 Comportamiento general F1 F2 F1 F2 F1 F2
Locomoción � � � � � � Actividad exploratoria � � � � � �
Sedación � � � � � � Estimulación � � � � � � Piloerección � � � � � �
Lagrimeo o signos oculares � � � � � � Otros signos autonómicos (orina, heces) � � � � � �
Clave: Aumento (�); disminución (�); Nulo (-); + (leve), ++ (moderado), +++ (fuerte), ++++
(muy fuerte)
b. Comportamiento exploratorio.
b.1 Ensayo de campo abierto (open-field)
El ensayo consiste en la utilización de una caja cuadrada de acrílico transparente (16 cm
de alto x 30 cm. de ancho x 30 cm largo), con fondo oscuro y líneas blancas pintadas
cada 10 cm., debajo del fondo, dando 9 cuadros de 10 cm cada una como área de
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exploración. Grupos de 8 ratones machos y de peso corporal aproximado entre 18 y 30 g
fueron tratados con a) F1 y F2 (100.0; mg/kg p.o.), b) volumen del solvente (Agua
destilada), en secuencia individual. Una hora después de los tratamientos, los animales
fueron colocados individualmente en la caja y se registró, durante 5 minutos, la actividad
motora espontánea de los animales (número de cruzamientos en la periferia o el centro
del equipo), número de levantamiento por las patas delanteras (rearing), auto limpieza
(grooming) y número de bolos fecales. (Ver figuras 15 y 16). El análisis de los datos fue
realizado mediante ANOVA univariante no parámetrico de Kruskal- Wallis seguido de la
comparación múltiple de Dun’s. Niveles de P menores a 0.05 fueron considerados
significativos estadísticamente.
Figura 15. Efecto de la administración oral del extracto acuoso de la corteza de lapacho (F1) sobre el desempeño exploratorio de ratones en el ensayo de campo abierto (open-field). No se apreció efecto significativo comparado al control (agua destilada).
VpF1p Vc
F1c VrF1r Vg
F1g VbfF1b
f
V-total
F1-total
0
50
100
150
Parámeros en campo abierto: V= vehículo; F1= corteza de lapacho; p= periferia;c= centro; r= levantamiento en dos patas; g= autolimpieza; bf= bolos fecales;v-total y t-total represeta la suma total de conductas
Perfil de conductas bajo influencia de 100 mg/kg
Inte
nsid
ad d
e co
nduc
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OBTENCION Y EVALUACION DE EXTRACTOS ACUOSOS SOLUBLES DE CORTEZA DE LAPACHO (Tabebuia sp.) Y DE UNA MEZCLA DE AMBAY (Cecropia adenopus), JAGUARUNDÍ (Piper fulvescens) Y KA’A HE’E (Stevia rebaudiana).
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Figura 16. Efecto de la administración oral del extracto acuoso de la mezcla SIMFRE® (F2) sobre el desempeño exploratorio de ratones en el ensayo de campo abierto (open-field). No se apreció efecto significativo comparado al control (agua destilada).
Ensayo de caja perforada (Hole board) y barra giratoria (rota-rod)
El ensayo consiste en la utilización de una caja cuadrada de acrílico transparente (16 cm
de alto x 40 cm. de ancho x 40 cm largo), con fondo oscuro y líneas blancas pintadas
cada 10 cm., debajo del fondo, dando 16 cuadros de 10 cm cada una como área de
exploración. Además, se dispone de un orificio de 2.0 cm de diámetro en el centro de
cada área de 100 cm2 para exploración adicional. El ensayo de la barra giratoria consistió
en determinar el desempeño motor (coordinación) de los animales dispuestos, en
secuencia individual durante 1 min, sobre una barra que gira (12 rpm), previamente
administrados con diferentes dosis de las preparaciones la para fitofármacos. Grupos de 8
ratones machos y de peso corporal aproximado entre 18 y 30 g fueron tratados con a) F1
y F2 (100.0; mg/kg p.o.), b) volumen del solvente (Agua destilada) y c) diazepan 0.5
mg/kg i.p. (patrón de validación del método), en secuencia individual. Una hora después
de los tratamientos, los animales fueron colocados individualmente en la caja y se
registró, durante 5 minutos, la actividad motora espontánea de los animales (número de
cruzamientos en la periferia o el centro del equipo), número de levantamiento por las
VpF2p Vc
F2c VrF2r Vg
F2g VbfF2b
f
V-total
F-total
0
50
100
150
Perfil de conductas bajo influencia de 100 mg/kg
Parámeros en campo abierto: V= vehículo; F2= jaguarundi-amba'y-ka'a he'è; p=periferia; c= centro; r= levantamiento en dos patas; g= autolimpieza; bf= bolosfecales; v-total y t-total represeta la suma total de conductas
Inte
nsid
ad d
e co
nduc
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patas delanteras (rearing), auto limpieza (grooming), número de hurgonadas (Head
dipping=HD) y tiempo gastado en los orificios y número de bolos fecales. (Ver Fig 17, 18,
19, 20, 21, 22 y 23). Posteriormente estos animales fueron sometidos al ensayo de barra
giratoria y la influencia del tratamiento sobre la coordinación motora se muestra en la Fig.
9. Análisis de los datos fue realizado mediante ANOVA univariante no parámetrico de
Kruskal- Wallis seguido de la comparación múltiple de Dun’s. Niveles de P menores a
0.05 fueron considerados significativos estadísticamente.
Figura 17. Influencia de la
administración oral de F1 (1.0, 10.0 y
100.0) sobre el tiempo de hurgonada
(HD) de ratones sometidos al ensayo de
la caja perforada. No se apreció efecto
significativo comparado al control
(agua destilada)
Figura 18. Influencia de la
administración oral de F1 (1.0, 10.0 y
100.0) sobre el número de hurgonada
(HD) de ratones sometidos al ensayo
de la caja perforada. No se apreció
efecto significativo comparado al
control (agua destilada)
Ensayo en caja perforada
agua d
estil
ada
BDZ 0.5 m
g/kg
F1 1m
g/kg
F1 10m
g/kg
F1 100
mg/kg
0
20
40
60
tratamientos
tiem
po d
e H
D (
seg)
Ensayo en caja perforada
agua d
estil
ada
BDZ 0.5 m
g/kg
F1 1 m
g/kg
F1 10 m
g/kg
F1 100
mg/kg
0
10
20
30
40
Tratamientos
No.
de
HD
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Figura 19. Influencia de la
administración oral de F1 (1.0, 10.0 y
100.0) sobre el número de cuadros
recorridos por ratones sometidos al
ensayo de la caja perforada. No se apreció
efecto significativo comparado al control
(agua destilada)
Figura 20. Influencia de la
administración oral de F1 (1.0, 10.0
y 100.0) sobre el tiempo de
inmovilidad de ratones sometidos
al ensayo de la caja perforada. No
se apreció efecto significativo
comparado al control (agua
destilada)
Ensayo en caja perforada
agua d
estila
da
BDZ 0.5m
g/kg
F1 1mg/kg
F1 10 m
g/kg
F1 100
mg/kg
0
50
100
150
Tratamientos
No.
de
cuad
ros
reco
rrid
os
Ensayo en caja perforada
agua d
estil
ada
BDZ 0.5 m
g/kg
F1 1 m
g/kg
F110 m
g/kg
F1 100
mg/K
g0
20
40
60
Tratamientos
tiem
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Figura 21. Influencia de la
administración oral de F1 (1.0, 10.0 y
100.0) sobre el número de cuadros
recorridos de ratones sometidos al
ensayo de la caja perforada. No se
apreció efecto significativo comparado
al control (agua destilada)
Ensayo en rota rod
agua d
estila
da
BDZ 0.5
F1 1.0
F1 10.0
F1 100
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F2 1.0
F2 10.0
F2 100
.00
20
40
60
80
Tratamientos (mg/kg)
Tiem
po d
e pe
rman
enci
a(se
g)
Figura 22. Influencia de la administración oral de F1 y F2 (1.0, 10.0 y 100.0)
sobre el desempeño en el ensayo de la barra giratoria. No se apreció efecto
significativo comparado al control (agua destilada)
Ensayo en caja perforada
agua d
estila
da
BDZ 0.5m
g/kg
F1 1mg/kg
F1 10 m
g/kg
F1 100
mg/kg
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50
100
150
Tratamientos
No.
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Extracto mezcla SIMFRE®
Recorri
do total
Perife
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Centro
HD(husm
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Tiempo de H
D
Lev. p
atas
Estira
miento
Autolim
pieza
Tiempo de i
nmov.0
50
100
150
200agua destilada
BDZ 0.5 mg/kg
jaguarundi mezcla 1.0 mg/kg
jaguarundi mezcla 10.0 mg/kg
jaguarundi mezcla 100.0 mg/kg
Parámetros etológicos
Inte
nsid
ad d
e co
nduc
tas
en c
aja
perf
orad
a
Figura 23. Influencia de la administración oral de F2 (1.0, 10.0 y 100.0) sobre las
conductas etológicas globales de ratones sometidos al ensayo de la caja perforada.
No se apreció efecto significativo comparado al control (agua destilada)
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Conclusiones
1- Las muestras en estudio (extracto acuoso de corteza de lapacho: F1 y extracto
mezcla SIMFRE®: F2) son seguras, de muy baja toxicidad aguda y subaguda
en ratones. No hubo respuesta letal hasta la máxima dosis utilizada por lo que
se concluye que el valor de la LD50 oral es superior a 3000.0 mg/kg.
2- En los ensayos comportamentales agudos, tanto generales como específicas
en ratones albinos Suizos, no denotaron actividad significativa en ninguno de
los parámetros analizados.
3- Lo anterior refuerza la seguridad de los preparados dada la no ocurrencia de
efectos sedantes o estimulantes ni afectar la coordinación motora, en las
condiciones de estudio.
RESULTADO 12. CARACTERÍSTICAS MICROBIOLÓGICAS DE LOS PRODUCTOS
OBTENIDOS
RESPONSABLE: Lic. Liz Montiel, Py-Teas S.R.L.
Determinación de la carga microbiana de los productos terminados en términos de
microorganismos totales, saprófitos y patógenos.
Las determinaciones de la carga microbiana se realizaron por separado en las dos
muestras de productos terminados, polvo soluble de corteza de lapacho y polvo soluble
de la mezcla SIMFRE®, proveídas por el grupo de trabajo de la Facultad de Ciencias
Químicas.
Para las determinaciones se utilizó el sistema Petrifilm ® de la empresa 3M, siguiendo las
indicaciones de dilución, inoculación, incubación y recuento sugeridas por el fabricante.
Al final del periodo de incubación se determinó el número de unidades formadoras de
colonias (UFC) por cada gramo de producto en ensayo. Se empleó como parámetro de
comparación para los límites permitidos lo establecido en el Reglamento Nº 7442/00 del
Ministerio de Salud Pública y Bienestar Social (MSP y BS) de la República del Paraguay.
A continuación se describen los resultados obtenidos (Ver tabla 16)
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Tabla 16. Características microbiológicas de los polvos solubles de corteza de
lapacho y de la mezcla SIMFRE ®
Microorganismos Corteza de
lapacho
Contenido en
UFC/g
Mezcla SIMFRE
®
Contenido en
UFC/g
Límites
permitidos
Reg.
Nª7442/00
MSP y BS
Aerobios mesófilos totales 2.000 4.000 � 107 UFC/g
Escherichia coli 0,0 0,0 Ausencia en
1 g de
muestra
Coniformes totales 0,0 0,0 No
especificado
Hongos y levaduras 1.200 3.000 � 104 UFC/g
Enterobacteriaceae 0,0 0,0 � 104 UFC/g
Staphylococcus aureus 0,0 0,0 Ausencia en
1 g de
muestra
Conclusiones: Ambas preparaciones muestran un contenido de microorganismos
mesófilos totales que se encuentra muy por debajo del límite establecido en las
especificaciones del MSP y BS. Las preparaciones mostraron niveles en el orden de
magnitud de 103, unas diez mil veces inferiores a lo admitido.
En cuanto al contenido de hongos y levaduras (saprófitos) ambas preparaciones cumplen
con las especificaciones, mostrando contenidos aceptables, correspondientes al 12% y
30% del límite tolerado, para los polvos de corteza de lapacho y la mezcla SIMFRE ® ,
respectivamente.
Los exámenes no demostraron la presencia de coniformes, ni de microorganismos cuya
presencia no se permite como Escherichia coli, Enterobacteriaceae y Staphylococcus
aureus.
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En resumen, las preparaciones de polvos solubles ensayadas presentan características
microbiológicas aceptables para el consumo humano.
RESULTADO 13. INFORME FINAL.
RESPONSABLE: Dr. Esteban A. Ferro, Facultad de Ciencias Químicas, UNA.
El presente informe técnico fue elaborado con las aportaciones de investigación y acción
provistas por los diferentes componentes que participaron del proyecto. Para su
elaboración se siguió la secuencia de resultados establecida en el proyecto.
Una copia del presente informe fue entregada a la Dirección de Planificación del Ministerio
de Agricultura y Ganadería (26 de noviembre de 2008) y un resumen del mismo fue
presentado por los Dres. Esteban A. Ferro y Nelson L. Alvarenga al Comité Nacional de
PLAMSUR (17 de diciembre de 2008)
RESULTADO 14. PRODUCTOS NUEVOS PARA OFRECER AL MERCADO.
RESPONSABLE: Lic. Margarita Duarte, PY-TEAS S.R.L.
A la fecha se encuentran en fase de producción, por parte de la Facultad de Ciencias
Químicas, de un nuevo lote de cada preparación fitoterapéutica, a fin de que la empresa
Py-Teas SRL proceda a los ensayos de aceptabilidad. Los resultados de dichos ensayos
estarán disponibles durante el próximo año. La novedad de los productos es relativa, ya
que ambas preparaciones tienen aceptabilidad y están establecidas en el mercado
internacional bajo la presentación de polvos vegetales para infusiones, sin embargo, las
preparaciones disponibles a partir de la ejecución del presente proyecto son
absolutamente novedosas.
La demanda de materia prima que se generaría está supeditada fundamentalmente a las
ventas del producto en el mercado americano. No podemos estimar esto ya que aún no
hemos podido enviar muestras a los interesados.
Una estimación preliminar permite establecer, por lo menos, para el primer año,
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unos 100 kg de cada preparación. Asumiendo un rendimiento de extracción y secado a
nivel de planta productora del 15%, se demandaría aproximadamente 670 kg de planta
seca, que se adquiere de los productores a Gs. 5000 por kg. (aproximadamente 1 US$).
Un producto establecido en el marcado podría demandar aproximadamente 1000 kg de
producto terminado, que requerirían para su elaboración unos 6.700 kg de material
vegetal (6700 US$).
RESULTADO 15. MAYOR PRODUCCION AGRICOLA DE LAS ESPECIES UTILIZADAS.
RESPONSABLE: Lic. Margarita Duarte, PY-TEAS S.R.L.
A este resultado se consignó la instalación de un secador solar en una comunidad
campesina cuyos pobladores se dedican al cultivo y explotación de plantas medicinales, si
bien el resultado productivo debería verse recién después de la introducción en el
mercado del o los productos innovadores.
Se consideró para este fin la compra e instalación de un secador solar de plantas
medicinales, cuya ejecución estuvo a cargo de Py-Teas SRL. Para la adquisición del
secador se destinaron – previa autorización de PLAMSUR/UNOPS – recursos que
estaban destinados originalmente a la adquisición de bibliografía para el sector
Fitoquímica.
Este equipo impactará directamente en la capacidad de los productores por ofrecer
plantas medicinales y aromáticas secas de mayor calidad
Características del equipo.
Secadero solar tipo túnel indirecto, construido en chapa metálica, de 7,3 m de largo, 1,2 m
de ancho y 1,2 m de altura máxima. Colector solar de 3 m2 de apertura transparente y
colector adicional de 6 m2 con cobertura negra. Contiene 5 bandejas metálicas removibles
de 1 m2 de superficie y está equipado con dos extractores de aire eléctricos. El equipo fue
fabricado y montado por la empresa CEDESOL Ingeniería, Capiatá, Paraguay.
Ubicación.
El equipo fue instalado en la localidad San Isidro, del distrito de Juan Manuel Frutos,
Departamento de Caaguazú, y quedó a cargo de los productores agrícolas nucleados en
la Cooperativa Koga Poty (Sr. Idel Cáceres, Presidente), baja la supervisión de la
empresa Py-Teas SRL. Ver fotografías en anexos.
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60
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CONCLUSIONES
La producción a gran escala de plantas aromáticas y medicinales se percibe como una
alternativa importante para los ingresos del sector agrícola de pequeño porte, atendiendo
a la gran variedad de especies medicinales nativas e introducidas que existen, la gran
aceptabilidad de su uso y a un mercado creciente interesado en los productos naturales.
Estos rubros constituirán en una fuente importante de recursos económicos diversificados
para el agricultor, siempre que se logren vencer ciertos obstáculos como conocer las
cualidades culturales de dichas especies, su contenido en principios activos, su
efectividad y su inocuidad para seres humanos o animales, entre otras. Esta información
es clave para la comercialización de lotes con calidad estable.
La demanda más importante de especies medicinales o aromáticas se debería esperar de
las empresas que procesan masivamente estos productos, transformándolos en otros de
mayor valor agregado. Sin embargo, este uso demanda el conocimiento cuali y
cuantitativo de por lo menos grupos de compuestos presentes en las especies de interés
a fin de monitorizar su producción por los vegetales y permitir que los potenciales
consumidores, ya sean estos del público general o productores de formas transformadas
con alto valor agregado, cuenten con información suficiente para una explotación con
calidad.
La situación económica en el medio rural y el riesgo de pérdida de biodiversidad por
procedimientos como monocultivos, justifican que se ponga también atención en otros
rubros agrícolas, como las plantas medicinales y aromáticas para paliar tales necesidades.
Esto se respalda por el conocimiento que poseen los agricultores de estas especies, su
valor como fuente de ingresos y los relativamente simples y económicos cuidados
culturales que demandan su producción, rentable a escalas menores que las de los
productos masivos.
La interacción entre productores de materia prima, las empresas transformadoras y los
grupos de investigación y desarrollo demostró en este proyecto su alta eficacia en el
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sentido de producir y evaluar productos con valor agregado a partir de recursos de la flora
medicinal,
Los resultados obtenidos en este proyecto contribuye positivamente a uno de los
enfoques utilizados para la erradicación de la pobreza en zonas rurales de países en
desarrollo, integrando capacidades propias de los PRODUCTORES RURALES, la
UNIVERSIDAD y la EMPRESA, desarrollando dos productos absolutamente
innovadores, basados en plantas medicinales de cultivo y/o colecta local.
Además de los productos tangibles obtenidos, tales como las dos preparaciones
fitoterapéuticas, el diseño y construcción del equipamiento para extracción –
concentración de los extractos, los protocolos de evaluación (química, toxicológica y
microbiológica), y la instalación de un secadero de plantas en una comunidad rural, la
contribución más importante de este proyecto es que sirve como modelo de gestión para
el desarrollo.
Atendiendo toda la cadena productiva, los productores rurales de plantas medicinales
fueron beneficiados directamente mediante la instalación de un secadero en la zona de
producción, y capacitación de los usuarios Esto les permitirá mejorar la calidad del
producto comercializado actualmente. Para un futuro de corto – mediano plazo, el
beneficio llegará a las zonas rurales cuando la empresas comercialicen los productos
desarrollados por la Universidad, incrementando la demanda de las plantas medicinales
que los componen.
También es apreciable el clima de fructífera colaboración entre la Universidad y la
Empresa que el proyecto ha generado, así como la saludable proyección del trabajo
académico hacia el sector agrícola, al valorizar la producción.
Finalmente con este modelo se contribuirá a generar mayor ingreso económico al país,
posibilitando otorgar mayor valor agregado a los productos comercializados actualmente.
En síntesis:
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1. El proyecto logró los resultados técnicos propuestos, disponiéndose al presente de
de dos productos fitoterapéuticos absolutamente novedosos para los mercados
nacional e internacional.
2. Para los productos obtenidos se dispone de protocolos de preparación a escala de
planta piloto.
3. Los productos obtenidos han sido evaluados preliminarmente en cuanto a sus
perfiles fitoquímicos, cromatográficos, disponiéndose de información útil para la
verificación de calidad de lotes de producción.
4. Los productos obtenidos han sido evaluados preliminarmente en cuanto a sus
características microbiológicas y fármaco – toxicológicas, demostrando que los
mismos son seguros.
5. Los agricultores de una comunidad de productores de materia prima para
fitofármacos recibió beneficio directo con el suministro e instalación de un
secadero para sus plantas medicinales.
6. Las preparaciones obtenidas, una vez evaluadas en cuanto a su aceptabilidad,
elevarán la demanda de las materias primas que se requieren en su preparación.
7. Se demanda mayor tiempo para evaluar el verdadero impacto de este proyecto en
la producción y rentabilidad de las comunidades.
29 de diciembre de 2008
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A N E X O S
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Anexo 1. Lista de materiales y equipos empleados para la construcción e
instalación del sistema de extracción y concentración de extractos
Descripción Empresa
proveedora
seleccionada
Cantidad
Evaporador - Tanque termocalefón de 50 litros en chapa de
acero de inoxidable de 3 mm de espesor con una resistencia
de 1500 W horizontal
Aeroven 1 unidad
Calentador de disolvente - Tanque termocalefón de 80 litros
en chapa de acero de inoxidable de 1,5 mm de espesor con
dos resistencia de 1500 W
Aeroven 1 unidad
Motobomba de ½ HP, marca Pedrollo modelo PK60
procedencia italiana, con sello mecánico de Vitón para
100 °C
Comagro 5 unidades
Motor trifásico de ¾ Hp marca WEG , con brida A mod 80
c/ret 0208914
Record
Electric
1 unidad
Reductor marca Motovario, procedencia italiana, relación
1;100
Record
Electric
1 unidad
Convertidor, 1 HP marca WEG Record
Electric
1 unidad
Materiales de construcción para extractor y condensador
Chapa de acero inoxidable AISI 304 2mm de espesor, 1,20
m de ancho
Inoxpar 2 m
Tubo inoxidable AISI 304 de 26,6 mm de diámetro, 2,77 mm
de espesor de pared
Inoxpar 2,5 m
Tubo inoxidable AISI 304 de 21,34 mm de diámetro, 2,11
mm de espesor de red
Inoxpar 17 m
Tubo inoxidable de 10 mm de diámetro Inoxpar 10 m
Codo de 90 acero inoxidable 316 diámetro nominal ½ “ Inoxpar 40 unidades
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Descripción Empresa
proveedora
seleccionada
Cantidad
Tee de acero inoxidable 316 diámetro nominal ½ “ Inoxpar 10 unidades
Válvula esférica Monobloc, inoxidable diámetro nominal ½ “ Inoxpar 16 unidades
Chapa inoxidable AISI 430 de 0,40 mm de espesor x 1 m de
ancho
Inoxpar 2 m
Barra de acero AISI 304 de Diâmetro 28,6 mm Inoxpar 0,30 m
Niple de acero inoxidable AISI 304 diámetro nominal ½ “ Inoxpar 10 unidades
Unión doble de acero inoxidable AISI 304, diámetro nominal
½ “
Inoxpar 6 unidades
Chapa perforada de acero inoxidable de 1,20 mm Acirón 1 m
Electrodo inoxidable 304 Acirón 5 kg
Tubo de acero inoxidable de 115 mm de diámetro, 3 mm de
espesor
Hierro
Martínez
2 m
Tubo de acero inoxidable de 130 mm de diámetro Hierro
Martínez
0,680 m
Servicio de corte y cilindrado Rosano, Ind
Metalúrgica
1
Malla de acero inoxidable, Número de malla 200 x 1m Everest 1,5 m
Bomba de vacío, Roarfi 1
Lana de vidrio para aislación 5 unidades
Acoplamiento flexible 1 unidad
Rulemán y soporte 1 unidad
Rociadores (ducha de plástico) 5 unidades
Reducción de 1” a ½ “ de acero inox 5 unidades
Pintura, material de pulido de acero
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Anexo 2. Fotografías de los equipos
Extractor helicoidal y extractor de lecho fijo y tanque de disolvente en proceso de montaje.
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Extractor helicoidal y extractor de lecho fijo, tanque de disolvente, evaporador de vacío, condensador con sus respectivas bombas, durante la Exposición Científica y Tecnológica ETyC 2007, Facultad Politécnica de la UNA. Desde la izq.: IQ E. Velázquez, Decano de FCQ, Presidente. de CONACYT, Miembros de CONACYT
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Fotografía del equipo de extracción y concentración diseñado y construido para
el proyecto. El equipo se encuentra en el Laboratorio de Operaciones Unitarias
de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Nacional de Asunción.
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Fotografía del equipo de sacado tipo spray, empleado en el proyecto. Este
equipo se encuentra en el Laboratorio de Operaciones Unitarias de la Facultad
de Ciencias Químicas de la Universidad Nacional de Asunción, y no fue
adquirido por el proyecto
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Fotografías de equipos y materiales obtenidos con los fondos del proyecto para
el componente de Farmacología (Ensayos de toxicidad y comportamiento de
animales)
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Un Computador personal configurado para captación y edición de videos de trabajos experimentales (Procesador Core 2Duo 2.2/800, 2 Gb/DDR2, 500 Gb de disco duro y monitor LCD) Impresoras: HP 1460 y HP multifunción F 4180
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Equipos de grabación de DVD Philips y dos cámaras digitales Sony con accesorios para acople con los grabadores de DVD y el Computador personal.
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Las cajas de aluminio en pleno uso dentro del bioterio del departamento de farmacología de la FCQ
Jaulas metálicas para cria y observación de animales y una unidad de aspiradora Polvo/líquido de 20 L marca Tokyo de 1200W
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Instalación del secadero de plantas
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7��$���!� Principales problemas encontrados en la fabricación de los equipos y
las soluciones aportadas�
ACTIVIDADES PROBLEMAS Y SOLUCIONES
Gestión de búsqueda de empresas para construir el equipo diseñado
Fueron consultadas las principales empresas dedicadas a construcción de equipos en acero inoxidable, pero no se tuvo la respuesta esperada, especialmente, porque lo solicitado no se encuentra entre las actividades normales de las empresas, requiriéndose adaptaciones que en muchos casos no son atractivos por la escala/tamaño de los equipos. La escala que se requiere para el proyecto, es pequeño si se mira la escala industrial y es grande si se atiende la escala laboratorial, resultando una estimación en costos de construcción muy elevada. Por esta razón no se pudo encargar a una empresa la responsabilidad de entregar el equipo construido y se optó por construir por partes y luego armar el conjunto.
Gestión para adquisición de materiales y equipos componentes del equipo en construcción.
Los materiales de acero inoxidable, especialmente accesorios de tuberías como así también la bomba de vacío, no se encuentran fácilmente en el mercado local y además son costosos. Se tuvo que hacer adaptaciones y depender de importaciones que ya escapan a nuestro control.
Construcción de un extractor helicoidal de tres etapas en contracorriente
Construcción de un extractor de lecho fijo de tres etapas en contracorriente
Construcción de un condensador de superficie
En vista de las dificultades para encontrar un proveedor de servicios de construcción de los tres equipos, los mismos fueron construidos por gentileza de la empresa Inca Industrial y Comercial, en el taller de mantenimiento con que cuenta la empresa. Esto permitió abaratar los costos, pues la empresa ha donado los servicios de mano de obra y uso de sus instalaciones.
Mediante éste ahorro relativo se pudo construir dos modelos de extractores, el helicoidal y el de lecho fijo, que fueron instalados en un soporte de hierro que permite compartir las mismas bombas y conexiones del sistema.
Construcción de un evaporador al vacío con calentamiento eléctrico
Se recurrió a un fabricante de termocalefones y el equipo fue construido bajo la responsabilidad de los diseñadores.
Montaje de tablero eléctrico
Se optó por un tablero con llaves termomagnéticas y pulsadores de encendido y apagado, cables de taller. No se pudo instalar sistemas de relé y contactores por el alto costo que representa para el conjunto.