Industria de los Productos y Subproductos de origen animal

Industria de los Productos y Subproductos de origen animal

Industria de los Productos y Subproductos de origen animal
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
Recinto Universitario Augusto C. Sandino
UNI – RUACS
Procesos de Manufactura
Objetivos.
Analizados la composición química de la lana y piel, destacando las operaciones
básicas en sus procesos, así como el uso de estos como MP, indicando los
principales productos obtenidos a nivel industrial.
Contenidos:
-
Lana y composición
Lanolina
Preparación de la piel
Curtido
.
La Lana.
La lana es el pelo de los animales ovinos que se esquilan
periódicamente. La calidad de la lana depende de la raza,
alimentación, época del año y su situación en el cuerpo del animal.
Una raza estimadísima de ovejas es la merina. Su producción ha
descendido a 24 000T/a. La lana sucia o bruta tiene gran cantidad
de impurezas, que en argot lanero son conocidas por “mugre”,
“suarda, juarda” o “churre”
- Composición de la lana sucia:
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Pelo seco y limpio
30%
Grasa
15%
Mat. Solubles en agua
18%
Humedad
15%
Tierra y sólidos
22%
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Químicamente, el pelo de lana está formado por queratina, una escleroproteina
polímera en la que predomina el tioaminoácido fundamental cistina. La cadena
molecular fundamental de la lana tiene en su estado natural la forma I (β queratina); estirada, adopta la forma II (α - queratina). Por tratamiento con agua, la
molécula se contrae, según la forma III (encogido de la lana)
La lana es ampliamente utilizada en diferentes campos. El más importante es el
terreno de las prendas de vestir, tanto femeninas como masculinas. Asimismo, es
muy frecuente la mezcla de la lana con fibras químicas (poliéster, poliamida,
acrílica,...)
Lanolina.
La lanolina es una sustancia aceitosa segregada por las glándulas sebáceas de
los animales que producen lana, en especial las ovejas (Ovis aries). Su
composición química es similar a la de la cera, se emplea como impermeabilizante
y como tratamiento para la piel.
La lanolina se segrega en las glándulas sebáceas de los animales lanudos,
actuando como impermeabilizante para proteger la lana y evitar que acumule
humedad. Algunas razas de oveja son particularmente generosas en su
producción. Se extrae de la lana antes de procesarla para elaborar tejidos,
simplemente prensándola entre rodillos
Está compuesta principalmente por colesterol y ésteres de varios ácidos grasos.
La forma sin refinar contiene varios alcoholes, que se eliminan para producir la
lanolina de grado medicinal.
Se utiliza como cubierta para prevenir la oxidación de materiales metálicos, o para
prevenir las adherencias. La forma refinada, hipoalergénica, se utiliza como
excipiente en cosmética, para afecciones de la piel, como eczemas, irritaciones,
pequeñas quemaduras, o como base de ungüentos. También tiene usos en la
fabricación de betunes, ceras, tintas, detergentes, pinturas, etc.
Preparación de la piel.
La piel debe de llegar en buen estado de conservación. Si el transporte desde el
matadero a las tenerías no es inmediato, hay que evitar la putrefacción
desecándola hasta el 10 – 15% de humedad bien por exposición al sol y al aire
seco, bien por impregnación en salmuera. Moderadamente se usa la refrigeración
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con hielo molido o cámaras, que permiten conservarla varias semanas. Este
tratamiento previene el deterioro de la flor, que disminuirá la calidad del cuero.
La primera operación es, por tanto, el reverdecimiento de la piel, que se realiza
lavando las pieles en tambores giratorios, al menos durante seis horas, donde se
humedecen y pierden la sal por lavado y disolución de esta en agua. Las pieles
frescas se someten también a esta operación para eliminar tierra y estiércol. Al
agua se añaden agentes bactericidas, humectantes y enzimas proteolíticas.
La segunda operación es la eliminación de todas las adherencias a la dermis; o
sea remoción de de la materia queratina – epidermis y pelo (salvo las de peleteria)
– y las materias grasa y musculares adheridas. La epidermis es una magnifica
pared protectora, debe de eliminarse para que las materias curtiembres penetren
por ambas caras, de lo contrario la absorción seria lenta e incompleta.
Los tejidos grasos y musculares se rebanan por acuchillado y pueden
aprovecharse para extraer grasa y colas o gelatina. La eliminación del pelo es el
depilado o apelambrado y puede hacerse biológicamente utilizando bacterias o
enzimas, o químicamente. El depilado químico es el más utilizado por la
sensibilidad de la queratina a los álcalis; se le llama encalado porque se hace con
cal, que es un álcali barato, y lejías viejas que aportan queratina degradada
indispensable o bien Na2S en proporciones de 25% respecto a la cal.
La solubilización de la queratina es una hidrólisis:
R – CH2 – S-S- CH2- R´ + H2O
(Queratina)
R – CH2 – SH-+R´ - CH2-SOH
(tiol)
( Ac. sufénico)
R- CHO + SH2
(Aldehído)
Los aldehídos reaccionan con grupos amínicos de proteína:
R – CHO + NH2- CH2- R´
CH2 – CH 2= N - CH2 - R´
Volviéndose a formar macro polímeros, pero con enlaces dobles, por ellos no
basta con cal.
Los caldos viejos tienen aminas de menor peso molecular, más reactivas con los
aldehídos que las proteínas, evitándose la “ inmunización” de la queratina.
El tratamiento con Na2S o NaSH tiene diferente acción por tres razones:
1. Degrada la queratina por mayor efecto hidrolítico de la sosa
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Na2S + Ca(OH)2
2 NaOH + CaS
2. Reduce la cistina o cisteína que se retiene por la cal
2SH-- + R –S-S-R
S22- + 2 RSH
3. Destruye los ácidos sulfénicos ayudando a la hidrólisis
R – SOH + 2SH-
R – SH + H2O + S22-
El tratamiento alcalino afloja los pelos porque destruye la grasa del bulbo piloso y
facilita la separación con raspadores.
La depilación con enzimas proteolíticas del páncreas ( pancretaina) o cultivo
bacterianos (Bacillus subtilis), que atacan la epidermis y las raíces del pelo, se usa
especialmente con pieles de cabra (cabritilla) de estructuras muy resistentes, pero
es inadecuada para los corderos porque ataca la flor. También se ha utilizado el
depilado con lactobacillus, que produce acido láctico, ayudando con algo de
enzimas proteolítica, aunque necesita un encalado para quitar los pelos más finos.
Los pelos preparados se emplean para fieltros y para recubrir superficies –
paredes, muebles, estuches – con la técnica del “flocage”, que consiste en
pulverizar el pelo, molido no muy fino, sobre las superficies a recubrir impregnadas
de un barniz secante recién aplicado.
Tercera operación, la purga, se hace a consecuencia del tratamiento anterior,
pues el tratamiento alcalino provoca una saturación de iones OH del colágeno (PH
= 12) , que impide la penetración del curtiente, taninos o sales de Cr, ya que éstos
precipitan al contacto con la cara externa de la piel bloqueando la penetración más
profunda. Como el lavado con agua es insuficiente, se hace con ácidos débiles
para no atacar el colágeno. La purga consiste por tanto, en un primer lavado con
agua y un segundo con ácidos orgánicos – débiles – tamponados.
La cuarta operación es el rendido, que facilita la penetración más profunda y la
acción mas intensa del curtiente. Se realiza por la acción simultánea o sucesiva de
los caldos de encalado y enzimas pancreáticas, como elastasa y tripsina, que
tienen una eficaz acción de limpieza, eliminando los componentes hidrolizados,
aunque pueden atacar la flor.
La quinta operación es el piquelado o adobado y tiene por objeto cambiar la
carga de los aminoácidos, haciéndolos electropositivos, lo que se consigue
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mediante ácidos fuertes. Así la piel queda lista para el curtido propiamente dicho,
ya que su carácter catiónico es compatible con la naturaleza de los productos
curtientes.
Curtido
El curtido es una artesanía antiquísima (el curtido con alumbre se remonta al
antiguo Egipcio. En la edad media eran célebres los árabes que preparaban el
cordobán de cabra en Córdoba y el marroquí o tatilete). Existen varios tipos de
curtidos, bien para los distintos tipos de pieles, bien para conseguir productos de
diferentes características. Según los agentes utilizados se clasifican en curtidos
vegetal, mineral o condensante.
Curtido vegetal: Los curtientes vegetales típicos son los taninos con dos tipos
principales: los derivados de ácidos gálico y los derivados de la catequina. El acido
gálico y sus derivados digálico y egálico son los taninos gálicos, bien libres o como
glucósidos esterificando los OH de glucosa. Los taninos dan pirogalol por
pirogenación. La catequina, tipo de los taninos catéquinos, produce la
pirocatequina.
Los taninos se extraen de maderas (quebracho, encina, castaño), de hojas
(zumaque, gambir), de corteza (pino, acacia, castaño), de frutos tipos bayas y de
agallas. Los taninos hidrolizables so ésteres o glucoderivados del acido gálico que
se hidrolizan dando componentes de menor peso molecular. Por ejemplo, el acido
quebulínico lo hacen en trigaloil . glucosa y acido quebulíco.
Los curtientes vegetales son hidrosolubles y pardos, dan al cuero su olor típico, al
oxidarse se obscurecen, floculan y sedimentan. Con sales de hierro forman
intensos colores negros: tintas de hierro; por este motivo las tenerías deben cuidar
mucho la eliminación de estos iones.
También hay curtientes sintéticos, que son productos sulfonados de condensación
con formol y fenoles. Resisten la formación de mohos, por esos se mezclan con
tatinos vegetales para evitar la oxidación y ayudan a dispersar y disolver sus
componentes insolubles.
El curtiembre se aplica en polvo, estando las pieles húmedas y apiladas o mejor
en disolución, en pequeños estanques llamados noques y con concentraciones
crecientes para evitar que el efecto astringente del producto cierre la superficie
impidiendo una penetración más profunda. Antiguamente se removían una vez al
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día y se cambiaba la casca curtiente después de varios meses y el proceso
duraba hasta un año. Actualmente, aplicando extractos taninos y productos
sintéticos sobre pieles tensadas en bastidores y calentadas, se consigue en pocas
semanas; incluso con productos centrados en batanes, puede acortarse a menos
de una semana.
El curtido vegetal hace aumentar enormemente el peso de la piel. Proporciona
cueros pesados, impermeables, resistentes a la abrasión, flexión y tracción por lo
que se emplea para curtir pieles de vacas y obtener suelas, correas de
transmisión, monturas y arneses, etc. La badana – piel de cordero – se suele curtir
también con polvo de zumaque, curtiente pirogálico.
Curtido mineral
Los curtidos minerales actúan ligándose a los radicales polares de las proteínas
colágenos, para formar complejos de adición a través de sus átomos metálicos. Lo
mas corriente son el ion cromo, como sulfato básico (curtido al cromo) y el
aluminio como alumbre (curtido blanco)
El Cr (III) por su capacidad de formar complejos con los aniniones carboxílicos se
anioniza y repele los ligandos aquo, que al basificarse se reemplazan por
oxhidrilos aumentando el tamaño del complejo. Los puentes de OH son muy
estables y resisten la disociación. Está es la ventaja del Cr frente al Al, FE, Ti, etc.
El efecto curtiente se consigue cuando la basificación del complejo alcanza el 30
al 50 % y cada molécula tiene de 2 a 4 átomos de Cr. La operación se realiza en
tambores rotatorios con sulfato de Cr3+ y para evitar que se hinche la piel se
piquela con NaCl y sulfúrico o fórmico. El proceso de curtido durara unas 6 horas,
se basifica con bicarbonato sódico y moderadamente con carbonato magnésico
que permite una basificación automática.
El agotamiento del baño no es completo y siempre queda cromo, de ahí el
carácter contaminante de los vertidos. El Cr 3+ no es toxico para las plantas y los
animales, sobre todo0 en condiciones neutras, ya que es insolubles, pero el Cr 6+
es irritante y carcinógeno. El cromo se oxida en medio alcalino y se reduce con
materia orgánica en medio acido, lo que sucede muy rápidamente durante el
curtido.
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Siguiendo las orientaciones de la docente, organícese y analice cada una de las
interrogantes y respondan en conjunto.
1. ¿Cuál es la composición química de la lana y que usos se le dan a esta?
2. ¿De donde se obtiene la lanolina, cual es su composición química? ¿Qué
aplicaciones tiene?
3. Expóngase y justifique las sucesivas operaciones que transforman la piel
en cuero.
4. ¿Qué es un curtido? ¿Cuál es la diferencia entre curtido vegetal o mineral?
5. Explique las inconvenientes de cada uno de los métodos de curtiembres de
piel.
6. ¿Por qué no basta el tratamiento con cal para eliminar la queratina
epidérmica?
Bibliografía
Ortuno Vian, A. (2006). Introducción a la Quimica Industrial. Barcelona, España: REVERTE.
http://www.quiminet.com/ar6/ar_hgsAhgsAzgt-que-es-la-lanolina.htm
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