Destilação de óleos em plantas aromáticas

MAIA NB. 2012. Destilação de óleos em plantas aromáticas – geração de emprego e renda no
campo. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE OLERICULTURA, 52. Horticultura Brasileira 30.
Salvador: ABH. S8435-S8445.
Destilação de óleos em plantas aromáticas – geração de emprego e
renda no campo
Nilson Borlina Maia1
1
Pesquisador Científico, IAC/APTA, Campinas, SP, email: [email protected]
A destilação dos óleos das plantas aromáticas tem um enorme potencial para
gerar novas opções de renda e emprego no campo, seja como uma nova atividade ou
como uma atividade complementar à atividade agrícola já estabelecida. Para tanto, além
dos aspectos comerciais, o melhor conhecimento técnico dos elementos envolvidos será
importante para uma produção eficiente e lucrativa de um produto cuja principal
característica é o elevado valor que agrega.
Os óleos essenciais são obtidos por diferentes processos físicos a partir de
plantas designadas como aromáticas. O principal processo é a “Destilação por Arraste
de Vapor de Água”. Tanto o processo como o produto e até mesmo as plantas chamadas
aromáticas, são desconhecidos por um grande número de agricultores e pesquisadores.
Na Holericultura costuma-se estudar somente uma parte das plantas aromáticas com
capacidade de produção de óleos essenciais, normalmente as de pequeno porte. Árvores
como os eucaliptos e gramíneas que também são importantes espécies aromáticas
produtoras de óleo essencial costumam ser excluídas ou ignoradas na área. Por este
motivo a definição de planta aromática é importante.
Plantas Aromáticas
Muitas plantas são empregadas no preparo de alimentos, bebidas, perfumes,
entre outros, com o objetivo de levarem ao produto final seu aroma característico (Franz
& Novak, 2010). São plantas com capacidade de estimular com mais intensidade o
olfato humano e por este motivo são chamadas de “plantas aromáticas”, ou seja, plantas
que conseguimos cheirar bem.
O aroma, ou cheiro, que percebemos dessas plantas é o efeito de inteirações
bioquímicas e fisiológicas que ocorrem entre um conjunto de moléculas voláteis da
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planta, que estimulam terminações neurais em nosso epitélio olfativo no interior do
nariz, por sua vez conectado diretamente ao córtex cerebral, que nos dá consciência do
cheiro. Todas as plantas têm a habilidade de produzir e concentrar moléculas voláteis,
porém nem toda substância nos estimulam ou ocorrem em concentrações significativas
(Barret, et al, 2010). De modo geral chamamos de plantas aromáticas somente aquelas
que concentram substâncias com grande concentração de voláteis perceptíveis aos
humanos ou de interesse comercial.
Porém os óleos essenciais, ou condensados de plantas, também são importantes
fontes de princípios ativos utilizados em diferentes indústrias, como na produção de
fármacos, antioxidantes , biocidas, desengraxante, e outra infinidade de produtos na
indústria de química fina, sem interesse necessariamente no cheiro associado.
Assim o conceito de planta aromática deveria ser mais elástico, em função da
capacidade de produzir voláteis condensados ou óleo essencial. O conceito se estenderia
também a outras espécies que ainda não são consideradas aromáticas, mas podendo ser
assim reclassificadas em função de seu uso em novos produtos comerciais que usem
seus princípios voláteis pela capacidade de estimular tanto o olfato como causar outros
efeitos biológicos tanto do Homem como de outras espécies.
Óleo essencial
Muita confusão e desentendimento são causados pela imprecisão do termo “Óleo
essencial”. A complexa mistura de substâncias que costumam compor esse produto
chamado de óleo essencial, não é fundamental nem ou essencial para a planta (Sell,
2010). A Bioquímica considera como metabólitos secundários, ou produtos gerados
pelo metabolismo, as substâncias que não estão diretamente relacionados aos processos
de crescimento ou reprodução vegetal. Os óleos essenciais também não podem ser
quimicamente definidos como óleo, ou lipídio. Essas moléculas raramente ocorrem nos
“óleo essenciais”, onde prevalecem, fenóis, terpenos, sesquiterpenos, álcoois e outras
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classes de moléculas químicas. Por este motivo é importante uma breve consideração
sobre o termo.
Diferente de muitos outros insumos industriais produzidos agronomicamente, os
óleos essenciais não são, nem podem ser definidos pelas características produtivas de
uma única espécie vegetal ou o órgão utilizado, como grãos de café ou frutos de
pêssego. Também não é possível definir como uma classe química específica como
ocorre com os óleos vegetais lipídicos da soja ou amendoim, nem se trata de um
produto específico como a celulose das florestas de eucalipto, muito menos uma
molécula como o açúcar sacarose da cana de açúcar.
Provavelmente a consagração do termo “óleo” para designar essa mistura de
substâncias deriva do modo que o óleo essencial é repelido e flutua quando misturado à
água. Devido às propriedades eletroquímicas de polaridade e densidade, a mistura de
água e “óleos essenciais” se comporta de modo semelhante ao da água e dos óleos
lipídicos ou fixos. Quando misturados os óleos essenciais com a água, a imiscibilidade e
a coalizão de pequenas gotículas em gotas maiores, resulta um empuxo que mantêm o
líquido mais leve flutuando completamente separado sobre a água. A imagem dos
líquidos se separando são tão semelhantes que mesmo com o conhecimento químico
atualmente disponível não foi suficiente para abandonar o uso equivocado da palavra
“óleo” para a mistura de substâncias que são os óleos essenciais.
A antiguidade da origem do segundo termo do “óleo essencial” contribui mais
ainda para as confusões e dificulta uma sistematização mais criteriosa. Acredita-se que
o uso da palavra “Essencial” venha da concepção Aristotélica da matéria, a qual seria
composta tão somente por quatro elementos: fogo, ar, água ou terra. Acreditava-se que
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diferentes combinações de proporções desses quatro elementos seriam capazes de
definir todos os tipos de matéria existente.
Reis, poderosos e outros mecenas, na busca de uma Pedra Filosofal capaz de
transformar matéria comum em matérias preciosas como o ouro, tentaram descobrir
como a combinação desses elementos seriam capazes de produzir os diferentes
materiais e como seria possível a transmutação. Os magos, alquimistas ou protocientistas buscaram durante muito tempo um quinto elemento que tal como a alma
também seria essencial para viabilizar aquela concepção e talvez possibilitar a
transmutação da matéria.
A percepção da existência da matéria na forma de plantas como o alho, menta,
etc, mesmo depois de muito tempo terem sido retiradas do recinto, motivou alquimistas,
já mais próximos da ciência do que magia, a desenvolverem um método de destilação
para separarem esse quino elemento, ou quinta essência da matéria. Foi desenvolvido
um processo primitivo de destilação, porém eficaz, para mostrar que mesmo após a
completa eliminação da matéria das folhas, raízes e ramos de uma planta aromática, o
condensado resultante apresentava claramente os aromas originais. Se a planta não se
encontrava mais materializada na sua forma completa, sua essência, ou alma, era
claramente percebida no “espírito” dos condensados que exalavam o mesmo aroma da
planta viva e inteira. Por isso até hoje, algumas línguas, como a inglesa, designam as
bebidas alcoólicas obtidas por destilação como “spirits”.
Destilação
Se a destilação da infusão de plantas aromáticas com grandes teores de voláteis e a
separação do líquido condensado, então batizado como óleo essencial, se não foi útil
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para esclarecer a composição da matéria, ou possibilitar sua transmutação, não tardou
para ser empregada em outras finalidades. A princípio de forma artesanal, o óleo
essencial foi incorporado no processamento de remédios, bebidas, alimentos,
cosméticos, perfumes e produtos de limpeza. Com o surgimento das indústrias no
Século XIX na Europa e com enorme intensidade em todo o mundo na segunda metade
do Século XX, a demanda por óleos essenciais cresceu de modo vertiginoso.
Agora as modernas destilarias de óleos essenciais utilizam grandes
equipamentos de aço inoxidável e geradores de vapor com capacidade de atender um
mercado crescente, porém o princípio de produção continua a ser o mesmo daquele
desenvolvido nos laboratórios dos alquimistas: as substâncias voláteis das plantas são
arrastadas pelo do vapor de água em ebulição e posteriormente são separados os
condensados imiscíveis por diferença de densidade.
Outros processos para isolamento dos voláteis vegetais foram desenvolvidos,
como a extração com gás carbônico no estado supercrítico, ou outros solventes
orgânicos líquidos. Porém o produto obtido por esses métodos têm qualidades diferentes
dos tradicionais que o mercado demanda, o que faz com que o método de extração por
arraste de vapor continue sendo o mais aplicado.
Equipamentos de destilação
Os destiladores de óleo essencial podem ser fabricados com diferentes
capacidades produtivas, dependendo da necessidade. Podem ter o tamanho necessário
para ser acomodado numa pequena bancada de laboratório ou uma indústria com
capacidade de processar dezenas de toneladas de folha por hora.
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Em qualquer que seja o tamanho do equipamento, a presença dos seguintes
elementos são obrigatórios: um gerador de vapor de água, uma dorna ou recipiente para
acondicionar as folhas ou raízes a serem destiladas, um condensador de vapor e um vaso
separador do óleo da água ou hidrolato. A capacidade de cada um desses elementos e a
fonte de energia para gerar vapor dependerá do tamanho e da finalidade do destilador.
Nos laboratórios foi muito usado o aparelho de Clevenger, (Guenther, 1948),
mostrado na Figura 1, normalmente fabricado em vidro, para se obter pequenas
alíquotas de óleo essencial para fins de análise de qualidade ou rendimento. Apesar da
boa capacidade de extração desse equipamento, o grande volume de vapor de água em
relação à amostra da planta produz um óleo essencial normalmente com uma qualidade,
ou perfil cromatográfico, muito diferente do obtido nas extrações comerciais. Em
algumas configurações, diferente do método industrial, o equipamento faz a extração do
óleo com a planta completamente imersa na água (hidrodestilação), aumentando ainda
mais as diferenças qualitativas.
A dificuldade de se descarregar, limpar, carregar o equipamento entre as
destilações, muitas vezes demandando mais tempo do que a própria destilação e a
fragilidade do vidro, são as principais limitações do equipamento.
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Figura 1. Aparelho de Clevenger modificado pela Seção de Plantas Aromáticas do
Instituto Agronômico.
Buscando uma melhoria de qualidade do óleo e uma maior eficiência
operacional sem perder a capacidade de extração, foi desenvolvido (Maia et. all, 2005)
um aparelho elétrico em aço inoxidável, já em produção comercial, onde a relação entre
o volume de vapor de arraste e o volume de planta a ser destilada guardam uma
proporção semelhante aos dos equipamentos industriais. Dessa forma os resultados
quantitativos e qualitativos obtidos no laboratório são mais próximos aos dos
industriais, diminuindo significativamente a necessidade, ou até mesmo dispensando,
estudos complementares para a produção comercial. Devido às dimensões, fundo de
dorna móvel a robustez do aço inoxidável do equipamento mostrado na Figura 2,
viabiliza um ciclo de descarga, limpeza e recarga da ordem de 5 minutos, viabilizando
várias destilações diárias e trabalhos científicos com as necessárias repetições.
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Figura 2. Destilador de óleos essenciais para laboratório modelo Linax D2 ®.
Para atender a necessidade dos laboratórios de desenvolvimento de produtos e de
produtores artesanais de óleos essenciais, por volumes ainda pequenos, porém
suficientes para uso em pequenas bateladas de produção ou pilotos industriais, foi
desenvolvido (Maia, et all, 2012) um equipamento de maior porte, apresentado na
Figura 3, capaz de gerar vapor por eletricidade ou gás GLP, com as mesmas
características do aparelho anterior.
Figura 3. Destiladores de óleos essenciais para laboratório e produção artesanal modelo
Linax D20 ®.
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Devido à natural baixa concentração de óleo essencial nos tecidos vegetais,
exige que a extração comercial seja quase sempre feita muito próxima ao local de
cultivo das plantas. Do contrário o transporte dos grandes volumes de folhas ou raízes
limita ou anula a lucratividade da atividade. Assim a extração comercial de óleo
essencial é tipicamente feita por uma agroindústria e o equipamento industrial está
fisicamente próximo ou até dentro da lavoura, e diretamente sujeito às sazonalidades e
condições agronômicas. Essa agroindústria pode ter diferentes portes e configurações
tecnológicas. Existem antigos exemplos de destilarias de pequenos agricultores como na
Figura 4, e de grandes unidades modernas (Figura 5), explorando a mesma menta no
Estado do Paraná.
Figura 4. Antiga destilaria de menta de pequeno agricultor.
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Figura 5. Destilaria de óleo essencial de grande porte
Unidades intermediárias também têm sido desenvolvidas para contemplar
agroindustrias de médio porte como os modelos apresentados na Figuira 6, que atendem
lavouras de 5 a 20 ha, que necessitam de um gerador de vapor, ou caldeira, de pequeno
porte.
Figura 6. Destiladores de óleo essencial para pequenas agroindústrias molelo Linax
D200 e D100®.
Conclusão
A destilação de óleos essenciais, devido ao seu alto valor agregado, a facilidade
de extração e o grande número de espécies com potencial de exploração agronômica e
comercial, pode ser uma excelente fonte de renda tanto para o horticultor como para os
agricultores interessados em diversificação ou verticalização da produção.
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