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PROPUESTA DE DISEÑO DEL PROCESO PARA LA EXTRACCIÓN DE ÁCIDOS GRASOS INSATURADOS Y OTROS PRODUCTOS A PARTIR DE LA PIEL DEL CAPIBARA LAURA CASTAÑO GARRIDO DIEGO FERNANDO VILLABONA TIRADO JUAN RICARDO ZAPATA JORGE LEONARDO SUAREZ PRESENTADO A PEDRO J. BEJARANO MARIO E. VELASQUEZ Propuesta de proceso para el aprovechamiento de la piel del capibara. UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIA
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PROPUESTA DE DISEO DEL PROCESO PARA LA EXTRACCIN DE CIDOS GRASOS INSATURADOS Y OTROS PRODUCTOS A PARTIR DE LA PIEL DEL CAPIBARA

LAURA CASTAO GARRIDODIEGO FERNANDO VILLABONA TIRADOJUAN RICARDO ZAPATAJORGE LEONARDO SUAREZ

PRESENTADO APEDRO J. BEJARANOMARIO E. VELASQUEZ

Propuesta de proceso para el aprovechamiento de la piel del capibara.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA QUIMICA 2015

INTRODUCCINEl capibara es un roedor muy comn en zonas de pantano en zonas llanas y hmedas que son las condiciones tpicas climticas y geogrficas de los departamentos de Guaviare, Vaups y Amazonas se presentan para que este animal conviva en el ecosistema y pueda reproducirse. Gracias a las condiciones climatolgicas este roedor se puede encontrar en gran parte de Sudamrica y en la amazonia. La geografa de la regin se ha prestado como hbitat de esta especie y el conflicto en este pas se ha prestado para que cazadores ilegales cacen esta especie y comercialicen su carne en condiciones que no cumplen estndares de calidad para el consumo. Su caza ha provocado que este animal este en va de extincin grado LC[1] que es un grado de preocupacin menor en donde las autoridades tuvieron que prohibir la caza y comercializacin de este animal. Este animal se presta para reproducirse en cautiverio ya que es fcilmente domesticable. Los criaderos que existan de capibara, la piel de chigiro se desperdiciaba ya que no se contaba con la tecnologa ni con la calidad para procesarla y adems en el pas no cuenta con un mercado para los productos del cuero de capibara debido a altos costos comparados con el cuero vacuno y los otros componentes presentes en la piel como los diferentes tipos de grasas saturadas e insaturadas, disminuyendo el desarrollo del pas al negarse en medida por desconocimiento de las riquezas existentes y el negocio rpido y la actuacin separada del estado, empresa y academia. La contaminacin de los residuos es un grave problema ambiental en donde proponemos un posible esquema de tratamiento de aguas residuales derivadas de los procesos.

ANLISIS DE MERCADO.El mercado de productos oleoqumicos en Colombia es bastante grande ya que muchos productos como el cido palmtico, oleico, linoleico son extrados a partir del aceite de palma y muchas comunidades en el norte del pas estn viendo cada vez ms espacios para el cultivo de especies oleosas, por ejemplo soya, y se encuentran estudios de mercado hecho en el 2002 por el Ministerio de Agricultura revela la importancia de la industria de aceites de origen vegetal y animal en la oferta y rescata la importancia en grasas y aceites comestibles debido a que inciden directamente en la dieta de los colombianos y que adems genera derivados alimenticios, cosmticos y farmacolgicos para diferentes industrias. Este mismo estudio revela los productos que se derivan de estas grasas y en la figura 4 se puede observar la produccin y comercio de productos oleoqumicos en Colombia.Figura 1. Productos comerciales oleoqumicos en Colombia.[7][8]

En la figura 4 se puede ver la variedad de productos derivados de las grasas, sin contar con la produccin de biodiesel que es un tema de gran polmica en el pas debido a su enorme demanda y el impacto ambiental. Segn este estudio el 62% del mercado de oleoqumica es de produccin de glicerina que queda como residuo en la saponificacin de jabones. Actualmente el mercado es muy competitivo debido a que grandes empresas procesan en grandes cantidades estos productos.La produccin de glicerina ocupaba en el ao 2000 el 62% del mercado de productos oleoqumicos en Colombia y un 23% lo ocupaba la produccin de cidos grasos, un 10 % en sales y esteres, un 3% en tensoactivos y solo un 2% en alcoholes grasos. La gran mayora proveniente de aceite de palma. Tambin describe las importaciones de productos oleoqumicos ya que la oferta generada en el pas es insuficiente para suplir la cantidad de productos que este mercado necesita. En las figuras 5 y 6 se observa las importaciones de productos oleoquimico en el pas. Se puede observar que las importaciones de productos oleoquimicos han aumentado cada ao y las exportaciones han disminuido como su produccin. Figura 2. izquierda: produccion de productos oleoquimicos en colombia.Derecha: importaciones de productos oleoquimicos en colombia. Abajo: exportaciones de productos oleoquimicos en colombia.[7]

Las importaciones de productos oleoquimicos son levemente menores a las exportaciones de estos productos por lo que las grasas de capibara podria ser una excelente opcion en la fabricacion de productos oleoquimicos para diferentes industrias ya que la produccion nacional es mucho menor a la importaciones de estos productos. Figura 3. Importaciones de oleoqumicos en Colombia [7]

Anlisis de un posible mercado en la curtiembre de piel de chigiro.Para el diseo de un producto y su respectivo proceso de produccin se tiene que contemplar muchos factores como el mercado a que ha previsto. La piel de chigiro es una materia prima til en muchos procesos manufactureros como por ejemplo la marroquinera de alta calidad en bolsos, guantes, zapatos y dems artculos de cuero en los cuales el cuero de chigiro es considerado como un artculo de lujo y tiene un valor agregado alto.en un pas como Colombia donde el gobierno tiene una postura de prohibicin del producto por aspectos ambientales y de proteccin de peligro de extincin es importante conocer que a pesar de estas medidas hay un comercio ilegal de productos relacionados con el chigiro y sus productos, adems es importante conocer que el cuero de este roedor es considerado como desecho ya que su carne es comercializada en el pas y en pases vecinos. Las investigaciones de piel de chigiro en el mbito internacional se realizaron a partir de sus partidas arancelarias en Argentina , Brasil e Italia y se puede ver en ms detalle en la figura 4.

Figura 4. Partidas arancelarias de cuero de chigiro en argentina, Brasil e Italia. [2]

Estos datos son hallados en una consultora del ao 2004 [2]. Aqu se puede observar la posicin arancelaria, las exportaciones de cuero e importaciones de artculos de cuero de chigiro al mercado de estos pases. En la anterior figura se puede observar que Argentina tiene su mercado nacional de consumo cubierto y que sus exportaciones de piel de chigiro es que corresponde al 0,036% del PIB de argentina en ese momento [3]. En el caso de Brasil este pas no produce este producto por lo que se ve obligado a importarlo de argentina. Caso contrario pasa en Italia en donde el mercado italiano importa la piel cruda y salada y la procesa para satisfacer su mercado interno e incluso exportar este producto, pero tambin se observa que sus importaciones son considerables.En el mercado nacional no se tiene ni idea de datos ya que este producto no es hecho en Colombia ni siquiera es importado de otros pases ya que no existe ni demanda y ni oferta de este producto debido al poco conocimiento de aplicacin y comercializacin que este tiene. el mercado nacional todava es un mercado inexplorado en caso de que se puede generar una demanda y en consecuencia su posible oferta de productos de marroquinera. Para hacerse una idea del mercado marroquinero en Colombia se consult los datos reportados por PROPAIS [4] en donde afirma que el mercado de la marroquinera aporta un 0,27% del PIB nacional y un 2,17% del PIB manufacturero. La tendencia en el mercado marroquinero en Colombia es de un decrecimiento para el periodo del junio de 2013 del 7,3% con respecto a las ventas realizadas en el semestre anterior y esto se debi a la competencia de importaciones de calzado de China y otros pases. El estudio de mercado para nuestro pas realizado por Bancoldex nos dice que al pas en el 2013 ingresaron al pas aproximadamente unos 23,5 millones de zapatos de cuero comparado con los 19,3 millones de zapatos que ingresaron en el 2012. Cifras del DANE nos dicen que las exportaciones de productos de cuero incrementaron del 82 millones de dlares en el periodo de enero-abril de 2012 a 104 millones de dlares para el mismo periodo de 2013, para el procesamiento de pieles nos dice que el procesamiento de esta materia prima cay un 1% en el periodo de enero a abril de 2013 con respecto al mismo periodo del ao anterior.Las siguiente grafica muestra el comportamiento del mercado de cuero en el territorio nacional de importadores de cuero y los pases de procedencia [4].

Figura 5. Pases Importadores de cuero al mercado colombiano.Como se puede observar Italia y China son exportadores de cuero muy importantes en el mercado nacional. Para las exportaciones de cuero y los pases a donde se distribuyen los productos colombianos se representan en la siguiente figura.

Figura 6. Pases de destino de productos de cuero colombiano.Por lo tanto, podemos tener una base de la industria de cueros en nuestro pas, conociendo cuanto exportamos y cuanto importamos en el periodo de 2013 y por ende tener una idea de una posible demanda de productos de cuero de chigiro que competira con la marroquinera bovina nacional y la internacional. Es importante una buena publicidad ya que es vital para que se genere una demanda del producto y as poder competir con el mercado nacional e internacional y con productos fabricados con cuero bovino. Para disear el proceso de nuestro producto tambin es vital conocer con que materia prima tenemos disponibles en nuestro pas y ms especficamente en nuestra regin de desarrollo. Por lo tanto es de vital importancia conocer la disponibilidad de las materias primas para poder as satisfacer la demanda que en un futuro prximo tenga este producto. Adems hay que tener en cuenta que debemos ser responsables con el medio ambiente ya que la regin de desarrollo que estamos estudiando es una regin con la mayora de ecosistemas vrgenes que deben ser cuidados sin interrumpir con el desarrollo de la regin. El diseo del proceso debe cumplir que sea sostenible con el medio ambiente y que las materias primas para la operacin sean de fcil adquisicin.

PROCESO DE EXTRACCION Y PROCESAMIENTO PIEL DE CAPIBARA.En la definicin del proceso, cuenta como eje fundamental la naturaleza de la piel de chigiro con la que vamos a trabajar tales como: espesor, cantidad de grasa presente, cualidades y cantidades de las tipos de grasa en la piel, disposicin de cada componente y tejido dentro de la matriz histolgica.Hicimos una bsqueda de las caractersticas que engloban la piel y la cantidad de informacin disponible es poca y poco precisa, pero encontramos que en un estudio realizado, los investigadores en los chigiros resaltan: El carpincho, de pelo muy escaso, no contena cidos grasos libres en el sistema de capas de la crnea, pero exhibi una acumulacin de estas sustancias en la epidermis vitales, la cantidad de cidos grasos libres debajo de la epidermis del chigiro es notable en una ubicacin especfica y, aunque no se encuentren estudios con resultados con la composicin de los tipos de grasas bajo la epidermis, recalcan tambin que usan esas reservas de grasa para suplir necesidades de reparacin de heridas y combate de infecciones que contraen con mayor facilidad al tener permanente contacto con el agua y que la composicin puede ser parecida a la ubicada en tejidos musculares. Fig 7. Distribucin de cidos grasos en la piel del capibara B [10]

Debido a que por varios factores no se pudo hacer la experimentacin, se consult al profesor Jairo Lpez (director del ICTA y especialista en carnes) para indagar si las grasas que se encuentran en animales es diferente en cantidades a la alojada en capas subctaneas, la respuesta es desconocida en estos momentos y que vara segn la especie animal. Pero tomando por cierto que la distribucin porcentual de grasas bajo la epidermis debido a la fotografa, ya que muestra una cantidad apreciable de cidos grasos subcutneos, puede ser parecida a la contenida en el tejido muscular, un anlisis realizado a esta carne nos da luces de lo que podemos encontrar. La tabla 1 es extrada de un estudio realizado al capibara, donde se muestra la composicin y perfil de cidos grasos prxima de carpincho joven semiconfinado.Fig 1. Distribucin de cidos grasos en la piel del capibara B [1]

Tabla 1. Composicin de las grasas en el capibara [2].

Las cantidades de cidos grasos saturados y monosaturados estn dentro de valores tpicos de composicin de grasas de origen animal, pero el cido linoleico C18:2n-6 y el cido alfa-linoleico C18:3n-3 tienen valores altos en comparacin a otras grasas de origen animal e incluso vegetal.Con esta informacin podemos precisar un par de cosas en el proceso: 1. Las cantidades de cidos grasos dentro de la matriz de grasa de la piel del capibara tiene un valor alto debido a la presencia diferencial de cidos grasos que presentan insaturaciones.2. A partir de la imagen del tejido de la piel de capibara se vislumbra la posibilidad de obtener la piel y la grasa por separado sin afectar ostensiblemente ninguno de los dos productos, para nuestro caso sern cidos grasos mono y poliinsaturados y un proceso de curtiembre de la piel.

EXTRACCIN CIDOS GRASOSPara la extraccin de la grasa se puede pensar en el siguiente proceso general.Fig 8. Proceso extraccin grasa de la piel de capibara.

A continuacin se esbozan las operaciones del proceso productivo de la extraccin de la grasa:

Almacenamiento: Las materia prima que van a constituir el material del cual se va a obtener grasa y los subproductos, llegan en camiones refrigerados lo ms rpido posible y se descargan, en lo posible a una lnea de proceso donde se separe con cuidado por medios mecnicos la epidermis del resto de la piel, esta se llevar a la seccin de curtiembre.

Acondicionamiento: El siguiente paso es una reduccin de tamao de la grasa raspada a la piel, para que la grasa encapsulada entre los tejidos pueda salir ms fcilmente y se funda con ms facilidad en la etapa siguiente. Un buen picado previo de la grasa facilita enormemente la posterior separacin de fases (aceite, agua y slidos). Adems, actualmente es obligado por ley realizar un picado en que el rea de una de las caras tenga menos de 50 mm2.

Coccin: La coccin es el punto ms importante del proceso mediante el cual se somete a la materia prima a un calentamiento para provocar que la grasa animal contenida se fluidifique y pueda separarse de la parte slida. La produccin de grasas y harinas estn sujetas a una normativa sanitaria que restringe sus condiciones de produccin. Todos los mtodos anteriormente citados son vlidos siempre y cuando en la obtencin de harina, como subproducto, se haya alcanzado unas condiciones de temperatura superiores a 133 C y una presin absoluta de 3 bares durante un perodo de tiempo no inferior a 20 minutos, con el fin de inactivar los agentes patgenos. Las dos tipos principales para la coccin son la fusin en hmedo y la fusin seca discontinua, en las que no precisan de esterilizacin final de la harina, al haberse cumplido las condiciones fijadas por la normativa durante la fase de fusin de los subproductos. En las fases iniciales de calentamiento, la temperatura de la masa debe ser de 50 C y posteriormente se debe ir calentando hasta la mxima fusin de la masa inicial evitando que el calentamiento sobrepase la temperatura crtica de la operacin determinada por el la temperatura de descomposicin del (los) componente(s) de inters, en nuestro caso los cidos grasos mono y poli insaturados con un porcentaje en peso relevante para la comercializacin, pero a su vez, se debe verificar que se apliquen las unidades de pasteurizacin suficientes para la seguridad de las personas que los utilicen y la estabilidad del producto.

Prensado y filtrado: En esta operacin se separan la fase slida y la fase fundida. Esta operacin se realiza generalmente con prensas de tornillo y tamices tales que se retengan las impurezas (partes de tejido, slidos no disueltos, etc.), que afecten los productos y procesos siguientes.

Esterilizacin de los slidos: En el caso de que la fusin se haya realizado mediante sistema seco continuo o a baja temperatura, en donde no se ha sometido a la fraccin slida a las condiciones especificadas en la legislacin (133C, 3 bares, 20 minutos), el chicharro debe someterse a una operacin de esterilizacin en la que se alcancen los parmetros exigidos.

Molienda: El objetivo de la molienda es obtener el mximo de harina a partir del residuo seco obtenido en la desecacin. La harina obtenida debe ser lo ms fina posible y estar lo ms exenta posible de humedad, para mejorar su conservacin.

Purificacin de la grasa: Consiste en la eliminacin de los slidos de la grasa obtenida mediante percolacin y prensado. Tras esta operacin se obtiene el sebo o manteca final en los que se encuentran los cidos grasos insaturados de inters acompaados de otros compuestos insaturados y saturados.

Se refinan las grasas para eliminar en mayor o menor medida las sustancias extraas que perjudican el color, el olor y el sabor (acidez) del aceite. Estas sustancias extraas aparecen por factores tales como el estado de conservacin de la materia prima (muy propicia a la fermentacin y consiguiente alteracin de sus constituyentes), el sistema de extraccin utilizado y el grado de agotamiento alcanzado en el mismo. A continuacin se presentan cules son estas sustancias extraas y el modo de eliminarlas:

Materias slidas libres: pequeas partculas de semillas, si es el caso, y harinas muy finas, insolubles. Eliminacin: se separan (desfangando) antes del almacenamiento del aceite a tratar mediante una centrfuga con descarga intermitente de las impurezas.

Sustancias slidas en estado coloidal: muclagos, fosftidos, pectinas, protenas, resinas, etc. Eliminacin: son responsables de la turbiedad del aceite. Su eliminacin, desgomado, se lleva a cabo por coagulacin de la dispersin coloidal con ayuda o no de un floculante. Superados los mtodos discontinuos con H2SO4, que en ocasiones daban lugar a la sulfonacin irreversible del aceite, HCl o vapor de agua en presencia de NaCl en disolucin, el desgomado se realiza en continuo a 65-75C con agua o disoluciones sumamente diluidas de cidos (fosfrico, oxlico, ctrico, etc.) como agentes floculantes. El procedimiento se completa con la decantacin o centrifugacin del slido precipitado. El aceite se lava con agua hasta neutralidad. Cuando la separacin de cidos libres es de tipo qumico, la neutralizacin del aceite resultante del desgomado se efecta por saponificacin con hidrxido sdico. Es importante respetar el intervalo de temperaturas citado para esta operacin; por debajo de 65C la viscosidad del aceite es demasiado elevada, mientras que por encima de 75C se favorece la solubilidad de las gomas que se pretenden separar.

Sustancias colorantes: Eliminacin: La decoloracin de las sustancias requiere una deshidratacin previa del aceite. Para ello, se trata, ya sea en continuo o por cargas, a 60-80C y 50-70 mm de Hg, para luego proceder a su decoloracin a 100-110C, por adsorcin sobre carbn activo durante aproximadamente 30 minutos.

Sustancias odorantes: aldehdos, cetonas, xidos y cidos de bajo peso molecular, procedentes todas ellas de la oxidacin de las cadenas de cidos grasos. Tambin contribuyen al olor la presencia de hidratos de carbono insaturados. Eliminacin: Para separar el olor del sabor se aprovecha la gran diferencia de volatilidad entre los glicridos y sus productos de degradacin, precisamente los responsables de las propiedades citadas. La separacin, desodorizacin en este caso, se realiza por arrastre con vapor de agua. La temperatura no debe ser elevada -de hecho se opera a vaco (200-230C a 4-6 mm de Hg)- para evitar la destilacin parcial de glicridos, fenmenos de polimerizacin o hidrlisis de parte de la grasa. La baja presin tambin est justificada por otras razones: de lo contrario se aumentaran los riesgos de oxidacin atmosfrica del aceite caliente y de hidrlisis por efecto del vapor. Un tiempo de desodorizacin superior a 3 horas da lugar, por su parte, a la aparicin de fenmenos de polimerizacin, asociados a su vez al deterioro del color del aceite refinado (estos datos estn referidos para el proceso en continuo).

cidos grasos libres: provenientes de la hidrlisis y del desdoblamiento enzimtico -a cargo de las lipasas- de las grasas. Extraccin: se basa en tres propiedades diferenciales del cido libre respecto a los glicridos:

1. Diferente reactividad de los cidos grasos y los steres (neutralizacin qumica). Esta actividad se manifiesta, por ejemplo, ante las disoluciones de sosa diluida, que pueden neutralizar el cido libre sin saponificar la grasa neutra. La adicin de sosa forma, pues, jabn (sal sdica) con el cido libre; el jabn formado, insoluble, absorbe colorantes y odorantes, lo que contribuye al refino. Pero hay el inconveniente, si la acidez inicial es elevada, que el mucho jabn formado favorece la aparicin de emulsiones y el arrastre de grasa neutra en cantidad. Esto ltimo impone una extraccin posterior del jabn con disolvente (benzol). Otra manera de aprovechar la diferente actividad reactiva de los cidos libres consiste en esterificarlos con glicerina, con lo que el cido se recupera en la forma ms noble posible, como glicrido. La operacin es cataltica (C activo, MgO, Sn coloidal, NO, HCl, etc.). No es frecuente que la deficiencia de un aceite se deba slo a la presencia de cidos grasos libres. Cuando stos existen en cantidades que justifiquen la citada "neutralizacin sinttica" es porque el proceso de enranciamiento ha sido demasiado intenso, y hay que pensar entonces en una desodorizacin, que tambin es desacidificante.

2. Diferencias de volatilidad (neutralizacin fsica). La temperatura perjudica a la grasa, el proceso de separacin por volatilidad se practica en vaco y con arrastre mediante vapor inerte (H2O, C6H6, etc.). Es el mtodo introducido por Wecker. Al tiempo que se desacidifica el aceite, se desodoriza, pues las sustancias odorantes del aceite son de peso molecular an menor que los cidos grasos. Si la operacin se prolonga mucho la grasa se colorea por descomposicin seguida de polimerizacin. La destilacin se practica ventajosamente por sistema "flash", para reducir la intensidad acortando el tiempo. La destilacin molecular se ha propuesto tambin como medio de separar los cidos grasos de los glicridos. En realidad, esta tcnica puede recoger en fracciones separadas: materias voltiles (aldehdos, etc.); las vitaminas y principios antianmicos; los cidos grasos; los glicridos no saturados; los glicridos saturados (los menos voltiles).

3. Diferencias de polaridad (neutralizacin fsico-qumica). La diferencia de polaridad se traduce en distinta solubilidad de los cidos libres y los glicridos en ciertos alcoholes como el metlico y el etlico. Estos disuelven los cidos grasos, pero no son disolventes de la grasa neutra, en cierto dominio de bajas temperaturas. La dificultad de estos mtodos es que a medida que el alcohol se carga de cido graso, esta disolucin s disuelve a la grasa neutra. Por eso su campo de aplicacin es limitado y en el mejor de los casos su empleo se limita a la desacidificacin previa de aceites de orujo, por ejemplo, con ms de 25 % de cido libre, para rebajarla a un 7%, completando luego la eliminacin del cido libre con NaOH, que es la tcnica insustituible cuando la acidez no es superior a un l0%.

4. Obtencin cidos grasos: Mtodos de alta presin. Caractersticas: Idneos para grandes producciones. Son continuos. No emplean catalizador, por lo que la pureza de los productos es mejor, y menos laborioso el acabado de calidad. Entre ellos destacan: el procedimiento de Emery-Colgate y el mtodo Dow. 1_ Procedimiento Emery-Colgate (Fig. 9): Columna (25 m de altura y 1 m de dimetro) en la que se inyecta vapor, grasa y agua a unas 60 atm. El desdoblamiento llega al 99%, con tiempos de residencia de dos horas. 2_ Mtodo Dow: Necesita an menores tiempos de residencia para operar a mayor turbulencia. La calefaccin de la emulsin agua/ grasa se efecta en retorta tubular, y los productos de la reaccin se separan por "flashes" sucesivos al descomprimir escalonadamente. En varias aplicaciones, una sola columna de destilacin no es suficiente debido a que se deben manejar diferentes temperaturas principalmente para la correcta separacin de los cidos grasos, para esto, es posible disponer una serie de columnas para extraer cada componente por separado, esto se muestra en la figura 10.

Fig 9. Proceso de Emery-Colgate [13]

Fig 10. Esquema planta destilacin, Sulzer Corp. [13]

Empaque y Transporte: Luego del visto bueno del rea de calidad, se debe empacar en envases lo ms hermticos posible para evitar el contacto con el aire o cualquier sustancia o material biolgico que pueda afectar la calidad del producto. Se puede transportar a granel.

PROCESO DE CURTIEMBRE.Curtiembre es el proceso de transformar la piel de un animal en cuero apto para la industria de la marroquinera y moda de tal forma que este no se degenere, descomponga o se vea afectado por factores externos. Esto se logra esto se logra lixiviando las pieles, las principales etapas del proceso de curtido son limpieza, curtido, recubrimiento y acabado. En este trabajo se hace una pequea revisin debido a que es uno de los principales subproductos de la piel de capibara. Se plantearan las distintas forma de produccin en cuero teniendo en cuenta el riesgo ambiental que este produce en el ambiente y cul es la mejor forma de aprovechar el cuero despus del proceso de curtido. Se escogi el material como piel de capibara debido a que por ser bastante porosa, tener alta elasticidad, grosor, resistencia y calidad (80,7 m2 son extrados de una piel de 5,3 kg y 5,5 mm de espesor)Cadena de produccin de la curtiembre:1) Piel cruda: este paso es de vital importancia ya que del estado de la piel inicial va a depender la calidad del producto terminado ya que las cicatrices marcas entre otros se hacen visibles al finalizar el proceso bajando la calidad del cuero hay que tener en cuenta los siguientes factores Manejo del capibara desde el nacimiento Transporte de hasta el matadero Matanza Tratamiento de las pieles despus del desuelloSalado: es el tratamiento ms comn para conservar las pieles despus de la extraccin evita el deterioro bacteriano en ellas se basa en la deshidratacin de la piel y se debe tener en cuenta que el grano de sal sea lo suficientemente grueso (1-3 mm) Transporte de las pieles

2) Lavado: consiste en la entrada y salida de agua (sin qumicos) en el tambor donde se ha echado las pieles para poder eliminar los agentes residuales como estircol, sangre, barro y sal este proceso normalmente se hace en tombos con ranuras para poder extraer los residuos por los costados o en tinas agitadas a 15-30 rpm.

3) Remojo: busca devolver las pieles a su estado de hidratacin natural las pieles que llegan ya que al no estar hidratadas no reaccionan de manera adecuada con los productos de curtiembre. Se puede realizar en menor tiempo por el medio de un acelerador de humectacin y bacteriosttico Se usan factores ablandadores como el sulfuro de sodio, poli sulfuro de sodio o carbonato de sodio. El tiempo utilizado normalmente para lavado y remoo es de aproximadamente 18 horas.4) Pelambre: la operacin de pelambre se realiza en fulones con soluciones de sulfuro de sodio y agitado durante 24 horas existen varios tipos de pelambre (embadurnado, por fermentacin, enzimtico, oxidativo, usando compuestos sulfhdricos orgnicos) con este proceso se busca La remocin de pelo de la epidermis Favorecer un hinchamiento de la piel que permita un aflojamiento de la estructura reticular para asi poder ser descarnada y/o ser dividida. Ablandamiento de las fibras de colgeno aumenta los puntos de reactividad de la piel al mismo tiempo la estructura sufre desmoronamiento de sus enlaces Saponificacin parcial de las grasas de la piel Extraccin de protenas que puedan intervenir en el proceso de curtido es decir que no sean beneficiosas en un medio alcalinoEs importante controlar la temperatura, el pH, el tiempo, efecto mecnico, olor densidad, efectos organolpticos del pelaje entre otros5) Encalado: es la adiccin al bao cal apagada en una solucin de aproximadamente 10-12% esta temperatura se realiza en promedio a 21C nunca debe sobrepasar los 27C debido a que la cal reaccionaria con el colgeno de la temperatura depender a mayor temperatura la piel tendera a ser ms flexible y menso turgente. Algunas pieles necesitan un proceso de reencalado pero ah q tener en cuenta que este proceso se debe tener muy bien controlado para no daar el cuero.6) Calero: el calero consiste en poner en contacto con productos alcalinos como el hidrxido de calcio, sulfito de sodio, aminas entre otros tenso activos en estado de agitacin hasta conseguir el ataque fisicoqumico recomendado con el objetivo de lograr un buen efecto mecnico, favorecer la penetracin de la piel y homogenizar concentraciones.7) Descarnado: este proceso se realiza en una maquina con cuchillas en espiral lo cual le permite extraer la carne , la grasa y la piel en mal estado dejando la piel limpia y uniforme esto se hace para evitar el desarrollo de bacterias y degeneracin de la piel.8) Desencalado: este proceso sirve para retirar la cal aadida durante el proceso de pelambre este proceso sirve para deshinchar la piel dndole morbidez y ajustar le pH para el proceso de purga, para este proceso se usan esteres cclicos, cidos fuertes, cidos dbiles o sales amnicas.9) Piquelado Purga: es el proceso enzimtico en el cual se promueve el aflojamiento de fibras de colgeno deshinchamiento de las pieles y na disociacin de las grasas naturales de la piel entre ms fino deba ser el cuero ms intenso debe ser este procesoya que la grasa impide un buen curtido causando manchas y erupciones es importante estas grasas deben ser eliminadas este proceso se pede hacer con sal, sin sal y el corto Curtido: el curtido es la transformacin de cualquier piel en cuero sin embargo cada proceso de curtiembre tiene un fin para el cual es mejor por ejemplo las curtiembre vegetales son usadas comnmente para calzado mientras el curtido por minerales se usa para cueros finos , delgados muy flexibles y suaves, con este proceso se busca impedir la putrefaccin del cuero mejorar su apariencia y propiedades fsicas Curtido por cromo: el 80% del curtido que se realiza en el mundo es realizado por cromo a que este proceso es muy econmico, mantiene una produccin de cuero constante y uniforme; se le conoce como wet blue y en este proceso se debe tener en cuenta el pH y la alcalinidad.a) Curtido de un solo bao: este proceso consiste en curtir con una sola operacin con sales bsicas como cromo trivalenteb) Curtido a dos baos: se usa comnmente para pieles de cabritilla puede ser una buena idea para la piel del capibara para obtener un buen efecto rellenante a travs de la incorporacin de azufre reduciendo el CR +6 durante el bao en este proceso las pieles se impregnan en el primer bao con cido crmico que se ha obtenido a travs de bicromato de potasio o sodio en el segundo bao; en el segundo bao se transforma el cido en sal de cromo verdeLos principales problemas son manchas despus del proceso, distribucin uniforme de la piel del cromo entre otros. Curtido por aluminio: es uno de los procesos ms antiguos se caracteriza porque las pieles curtidas bajo este proceso son de un color claro y opaco y un tacto suave, pero con un simple lavado se descurte con facilidad sin embargo el curtido por aluminio es usado porque sus sales son incoloras se usa para la peletera actualmente se mezcla con procesos de curtido vegetales Dadas las condiciones en las que se encuentra la piel del capibara el proceso de curtido que usaremos ser el curtido a dos baos. En este procedimiento (curtido en dos baos), las pieles se impregnan en el primer bao con cido crmico que se ha obtenido a partir del bicromato (K2Cr2O7 Na2Cr2O7) de potasio (K) (Na).En el segundo bao se transforma el cido crmico en sal de cromo verde (reduccin).El curtido propiamente dicho de la piel tiene lugar en el segundo bao con el concurso de la sal verde de cromo, lo mismo que en el procedimiento de curtido en un bao.Como medio reductor para la transformacin del cido crmico (que se liga muy frgilmente a la piel sin llegar a curtir) en la sal de cromo verde (valencia +3, de carcter curtiente), se emplea la mayora de las veces o por lo menos antiguamente hiposulfito (procedindose as a un tipo de reduccin inorgnica).Tambin puede obtenerse una sal de cromo medianamente enmascarada reduciendo el dicromato conmelaza o glucosa{(100 kg de dicromato + 100 kg. De c. sulfrico (H2SO4) + 25-30 kg. Glucosa + 100-200 litros de agua)}.Todo lo anterior da un licor de cromo con basicidad del orden del 33 %. Aproximadamente para cada kilogramo de H2SO4, que se aade o se quita a estos 100 kg. Se baja o se sube 1 % en la basicidad , obtenindose a su vez, diversos enmascaramientos segn el orden de adicin de productos, lo ms corriente es aadir glucosa al final, disuelta y despacio.Veamos un ejemplo que evidencia cantidades relativas de reactivos y pieles:-para 100 kg de pieles en tripa piqueladas se emplean: 5-6 kg de bicromato sdico o potsico 1,5-2,5 kg de cido clorhdrico (al 30 %) 3-4 kg de sal comn (cloruro de sodio)Esta ltima debe impedir un hinchamiento de la piel por el cido. En las pieles no piqueladas es necesario ms cido.Despus del bao crmico(1er. Bao) se dejan, en lo posible, durante uno o dos das sobre caballete.Aqu hay que protegerlas de la luz, pues en las partes muy iluminadas se pueden formar manchas pardas de xido. Estas manchas no desaparecen por completo en el segundo bao e impiden un teido homogneo de las pieles.Durante este reposo se favorece la distribucin uniforme del cido crmico, el que se fija fuertemente a las fibras.Antes del tratamiento en el segundo bao se pasan las pieles cromadas por la mquina de escurrir y estirar para eliminar el sobrante de bicromato sin ligar. El cido crmico fijado en la piel no es expulsado si la presin es moderada. El estirado asegura, adems, una superficie de flor de piel lisa y sin dobleces.En el segundo bao (bao de reduccin) tiene lugar la transformacin del cido crmico unido a las fibras de cromo curtiente verde.En este segundo bao se desarrolla propiamente el proceso de curtido.El curtido del segundo bao tiene lugar tambin en el batn o fuln.El bao de reduccin consista, generalmente, en 150 % de agua y 15 a 18 % de hiposulfito de sodio. Se recomendaba por muchos curtidores el aadir a este bao un 3-4 % de sal comn.Antes de meter las pieles, sea aada a esta solucin una tercera parte de cido necesario para la reduccin.Cuando todos los componentes estn bien mezclados, se llevan las pieles al batn. Para la cantidad de hiposulfito citada anteriormente es necesario el empleo de 5-6 % de cido clorhdrico (al 30 %) para el proceso de reduccin; es digno de notar que en el bao de reduccin se trabaja intencionalmente con un gran exceso de hiposulfito y uno pequeo en cido. Mediante la adicin de cido se forma cido sulfuroso a partir del hiposulfito y que transforma el cido crmico en sal de cromo verde (curtiente).En este tipo de proceso el resultado del curtido dependa principalmente de la velocidad con que se aade el cido y de la cantidad del mismo. De esa manera el tcnico curtidor tena en sus manos, hasta cierto grado, el curtir en cido o en bsico. El curtido cido en e procedimiento a dos baos da tambin un grano de piel fino y resistente; el curtido bsico da un grano tosco y tacto ms suave y no tan resistente. Generalmente, se aada el primer tercio de cido antes de introducir las pieles en la solucin de hiposulfito; despus de unos 15 a 20 minutos, se aade el segundo tercio de cido, 30 minutos despus el resto. A las pieles en el batn o fuln, se les da ms movimiento o rotacin hasta que muestran en el corte una coloracin verde uniforme.Cuando est terminada la transformacin del cido crmico en sal de cromo verde a travs de toda la piel, se hace la prueba de resistencia a la ebullicin en agua. Si esta prueba no era positiva al cabo de una hora de haber aadido la ltima parte de cido, se puede insensibilizar el bao con una pequea cantidad de soda para fijar ms el cromo a la piel, curtir ms la fibra, hacer ms resistente el curtido a la coccin.

.Fig 11. Proceso de curtiembre

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES.La obtencin de cidos grasos animales y la curtiembre son procesos que generan cuantiosas aguas residuales a travs de varias etapas llevadas a cabo en estos. Dichas aguas residuales con cargas orgnicas, slidos en suspensin y elevados niveles de aceites y grasas precisan ser tratadas para no generar impactos ambientales negativos, por medio de tratamientos residuales que eliminan estos contaminantes hasta alcanzar los valores mximos permitidos de acuerdo a las normas nacionales.Por otro lado los residuos slidos derivados en ciertas etapas de estos procesos no son generalmente tan importantes ya que son reutilizados en la misma cadena y tambin suelen utilizarse como fertilizantes.Los diferentes procesos de eliminacin existentes se deben a la diversidad de contaminantes. Para el caso de las soluciones coloidales que se caracterizan por estar constituidas por una dispersin de partculas slidas o lquidas en agua y que son difciles de eliminar utilizando procedimientos como pueden ser gravedad, filtracin y otros, se logran desestabilizar y lograr su posterior aglomeracin mediante el proceso de coagulacin y floculacin que es un proceso en dos etapas.En la primera etapa de coagulacin se elimina la doble capa elctrica que caracteriza a los coloides, y la floculacin se da a continuacin y consiste bsicamente en la aglomeracin de los coloides mediante la atraccin de las partculas con el aglutinamiento que se logra por la presencia de sustancias conocidas como floculantes.El tratamiento para la eliminacin de residuos en un proceso de curtiembre est sujeto a las siguientes normativas que establece la ley:1. Llevar a cabo la oxidacin de sulfuros para evitar, por un lado, que se generen malos olores en el alcantarillado y, por el otro,que el H2SO4 .2. Llevar a cabo la eliminacin del cromo, ya que no se desea que las aguas residuales municipales tengan metales pesados. 3. Al tratarse de un vertido directo, de adems de la eliminacin de sulfuros de cromo es necesario degradar las sustancias orgnicas. Para esto, el proceso tendr las siguientes etapas: a. Precipitacin:En el tratamiento convencional para la primera etapa de tratamiento precipitaba la totalidad de los efluentes utilizando sales de hierro, en este proceso el sulfuro se precipita como sulfuro de hierro y al mismo tiempo, se precipita el cromo y las protenas. No obstante, este proceso genera una cantidad enorme de Iodos que son muy propensos a la putrefaccin y estn altamente contaminados por compuestos de cromo (unos 10 a 50 g por kg de materia seca), lo que significa que nicamente pueden depositarse en un relleno sanitario.La eliminacin de sulfuros suele hacerse mediante la oxidacin cataltica, la que, a su vez se lleva a cabo a travs del oxgeno presente en el aire ambiental. Este proceso permite alcanzar fcilmente concentraciones de sulfuro inferiores a 1 mg/l. El uso de xido de manganeso como catalizador ha demostrado ser muy eficaz. La gran ventaja de este sistema es que no produce residuos slidos que luego deben ser eliminados. En plantas modernas, generalmente, se incorpora esta alternativa de tratamiento, pero solamente en aquellos casos de descarga indirecta.b. Recuperacin de cromo:La recuperacin cromo empleado en el curtido y recurtido ha dado buenos resultados, ya que ha llevado a una reduccin tanto de los gastos para obtener dicha materia, as como de sus efectos contaminantes. Se estima que la reduccin de gastos que se logra de este modo equivale en forma aproximada a los costos del proceso de recuperacin. La precipitacin del cromo se hace mediante soda (xido de sodio) o cal, sustancias que actan como agentes neutralizadores. El siguiente paso es la deshidratacin mecnica del lodo escamoso que se produce, antes de volver a disolverlo y retornarlo a la produccin.No obstante, la precipitacin puede hacerse igualmente con xido de magnesio. Sin embargo, requiere el empleo de una tcnica de precipitacin especial, debido a que dicho compuesto no es propenso a disolverse. La ventaja de este proceso consiste en que permite un espesamiento mecnico del lodo, de manera que durante su redisoIucin se produzca una concentracin de cromo suficientemente elevada.En cualquier proceso de recuperacin, sin embargo, habr que cumplir con ciertos requisitos bsicos:a. Enjuagar bien el cuero en tripa antes de aadir el piquelado. b. Aadir curtientes de cromo que no contengan ningn enmascante o aditivo. c. Utilizar bajas cantidades de grasas

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