Valorización de virutas de cuero mediante la recuperación de hidrolizado de colágeno y sales de cromo por hidrólisis

Abstract

El presente trabajo de investigación se desarrolló con el objetivo de valorizar las virutas de cuero mediante la recuperación de hidrolizado de colágeno y sales de cromo por hidrólisis. Para ello, se evaluó 3 métodos de hidrólisis y se determinó cuál de ellos presentó los mejores resultados en la recuperación de proteína y cromo, el cual fue optimizado mediante un diseño experimental para escalar el proceso a nivel piloto. Inicialmente se determinó, entre otros, el contenido de proteínas y cromo de una muestra de virutas de cuero obtenida de una curtiembre de la ciudad de Lima. A continuación, se realizó la hidrólisis de la muestra mediante 3 métodos a escala de laboratorio: hidrólisis alcalina, hidrólisis enzimática e hidrólisis mixta, determinándose que la hidrólisis alcalina presenta los mejores resultados en recuperación de proteína y remoción de cromo. La optimización de este método se dio mediante la aplicación de un diseño factorial con 2 variables de respuesta: Porcentaje de Proteína Colagénica Recuperada y Porcentaje de Cromo Residual presentes en el hidrolizado de colágeno producido. Como resultado se obtuvo que a 70ºC, 0.47 M de NaOH y 90 minutos de tiempo de reacción se dan las mejores condiciones para la hidrólisis alcalina, así mismo se estableció la relación entre ambas variables de respuesta. Finalmente, el proceso fue llevado a escala piloto, donde se recuperó 45 L de hidrolizado de colágeno con 87.16% de proteína colagénica recuperada y 1.17% de cromo residual, además se obtuvo 750.80 g de torta de cromo, constituida principalmente por hidróxido de cromo. La presente tesis fue desarrollada en conjunto con la Unidad de I+D de CITEccal Lima, en marco de sus líneas de investigación.

The present research was developed with the purpose of valorize chrome leather shavings through the recovering of collagen hydrolysate and chromium salts by hydrolysis. In order to do that, 3 hydrolysis methods were evaluated to identify which of them presents the best results in protein and chromium recovery. Following, the identified method was optimized through an experimental design to carry the process at pilot scale. Initially, the amount of protein and chromium of a chromium leather shavings sample obtained from a tannery factory was determined. After that, the hydrolysis of the sample was realized, through 3 methods at laboratory scale: alkaline hydrolysis, enzymatic hydrolysis and alkaline-enzymatic hydrolysis, where alkaline hydrolysis was determined as the one which presented better results in protein and chromium recovery. The optimization of this method was developed through a factorial design with 2 response variables: recovered collagen protein percent and residual chromium percent in the collagen hydrolysate. As result, the optimum alkaline hydrolysis conditions were obtained: 70ºC, 0.47 M NaOH and 90 minutes for the reaction, as well as the relation between the response variables. Finally, the process was carried out in pilot scale, where 45 L of collagen hydrolysate were recovered, with 87.16% of recovered collagen protein and 1.17% of residual chromium. In addition, 750.80 g of chrome cake were obtained, which is substantially composed by chromium hydroxide. This thesis was developed with the collaboration of the “Unidad de I+D” from CITEccal Lima, according to their research lines.