coprodutos de origem animal
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Talita Macedo dos SantosDoutoranda em Engenharia Química
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁCENTRO DE TECNOLOGIADEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICAPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA - PGEQ/UFCDISCIPLINA: PROCESSOS QUÍMICOS INDUSTRIAIS
Sumário da aula
1. Gado –Curtume
2. Colágeno, Gelatina
3. Pescado –Quitina, Quitosana
4. Farinha, Hidrolisado Protéico do Pescado
Resíduos industriais
Indústrias de processos químicos
Resíduos sólidos,líquidos e gasosos;
Menor impacto possível para o meio ambiente.
Efluente urbano: encaminhamento a um corpo deágua.
Coprodutos de origem animal
A carne não é a única parte bovina aproveitada pelaindústria.
Pelo menos 49 segmentos industriais dependem dapecuária!
Coprodutos de origem animal
Bovinos Novilhos Suínos Ovinos
Subprodutos e resíduos
49 40 22 52
Carcaça 51 60 78 48
Ossos, gorduras, tendões e perda de peso (água)
16 21 33 13
Carne sem osso 35 39 45 35
Porções de subprodutos, carcaça e carne sem osso devários animais, em % do “peso vivo”.
Mercado -Coprodutos de O. A.
Exportações de Couros e Peles apresentadas pelaSECEX (Secretaria de Comércio Exterior), referentes aMarço/2013: superação no valor alcançado no mesmomês do ano anterior e em relação à Fev./2013.
No total: exportados US$ 191,490 mi, alta de 10,2% emrelação a Março/2012, e alta de 1,4% em relação a Fev. de2013.
Mercado
Mercado -Coprodutos de O. A.
Composição -Coprodutos de O. A.
Pele animal é constituída por:
Proteínas (95% dos sólidos, 35% do peso);
Lipídeos, carboidratos, sais minerais, água.
Proteínas:
Colágeno
Elastina
Queratina
Glicoproteínas, Albuminas, Globulinas
Ossos:
Minerais (50%, predominando cálcio e fósforo);
Proteínas (25%);
Água (25%).
Proteínas:
Colágeno (80%);
Glicoproteínas.
Composição -Coprodutos de O. A.
Coprodutos de origem animal
Peles e ossos de animais e seus produtos: materiaiscoloidais com propriedades quase indefinidas.
Pele crua: constituída por diversas proteínas complexas,com estruturas diferentes para diferentes animais.
Fabricação de couros: grande número de substânciasativas que afetam as peles – enzimas, bactérias, álcalis,ácidos, óleos, gorduras e sais.
SUBPRODUTOS DE ORIGEM ANIMAL - I
Gelatina comestível
Gelatina não
comestível
Gelatina fotográfica
Gelatina farmacêutica
Resíduos
Graxa
Cola de couro
Peles Ossos
Extrato de cola de ossos
Ossos extraídos
Farinha de ossos
Gelatina comestível
Gelatina técnica
Gelatina fotgráfica
Gelatina farmacêutica
Graxa
Resíduos
Desengordurados
Cola de ossos
frescos
Gado vacum. Coelhos ou
outros
Novilha ou porco
Osseína
Frescos
Graxa de ossos
Ossos extraídos
Sebo
SUBPRODUTOS DE ORIGEM ANIMAL - II
Gordura
Coagulador
Separador Água /
Sangue
Fossa de Flocação
Pré-Aquec.
Sangue
Lagoas
Lagoa
Água Peneira
Água de piso
Fossa Flotação
Depósito
Percolador
Detector metais
Secador de anel
Digestor
Penas / Água
Silos
Expedição
Peneira
Digestor
Vísceras/ Água
Peneira
Percolador
Prensa Expeller
Moinho
Silos
Expedição
Depósito
Expedição
Couro curtido
Química e Engenharia no setor de Couros:desenvolvimento lento do controle científico.
Couro curtido: pele do animal preservada da putrefaçãopor processos denominados de curtimento, e que atornam flexível e macia.
Curtimento: natureza fibrosa da pele é mantida, porémas fibras são previamente separadas pela remoção dotecido interfibrilar e pela ação de produtos químicos.
Pele
Pele: tecido desordenado constituído por fibras unidasentre si.
Constituição: cadeias de aminoácidos (glicina e prolina).
Estrutura secundária: forma de hélice, interage comoutras cadeias por ligações transversais (colágeno).
Propriedades: grande resistência ao rasgamento, altacapacidade de absorção de água.
Pele
Temperatura de contração: aproximadamente 60oC.
Para evitar esta contração: etapa de estabilização docolágeno durante o processo de curtimento.
A pele do animal, assim como é concebida pelo curtidor,poderá ser dividida em três partes: epiderme, derme e
hipoderme.
Pele
Epiderme, derme e hipoderme.
Tipos de pele para curtume
Bovina: produção decouros pesados.
Ovelha: maior espessurada flor, couro esponjoso.
Porco: camada reticularrica em tecido adiposo.
Cavalo: semelhante àbovina.
Peixe: epiderme delgada,escamas.
Couro cru X Couro curtido
Pele ou couro cru Couro curtido
Flexibilidade Perde logo a flexibilidade e torna-se dura e quebradiça.
Mantém a flexibilidade.
Durabilidade Apodrece muito rapidamente.
Extremamente durável, não é atacado por bactérias.
Resistência à água Absorve água e éfacilmente permeada pela água.
Possui grande resistênciaà água.
Ação de água fervente Converte-se em gelatina, por hidrólise.
Atacado com grande dificuldade.
Resistência mecânica Boa. Boa.
Fluxograma básico do curtimento
ClassificaçãoCaleação e depilação
Descarnagem Divisão
Descalcinaçãoe Purga
Piquelagem Curtimento Prensagem
RebaixamentoTingimento e
secagemLixa e
acabamento
Tipos de resíduo do processo
Dinamizar a apresentação!!!!!
Cal e sulfetos livres;
Tipos de resíduo do processo
Características de efluentes do processo
As principais características dos despejos são:
Cal e sulfetos livres; Elevado pH; Cromo potencialmente tóxico; Matéria orgânica (soro, sangue, produtos de
decomposição de proteínas); traduzida por elevadaDBO;
Elevado teor de sólidos em suspensão; Coloração leitosa devida à cal; Dureza das águas de lavagem; Elevada salinidade (sólidos dissolvidos totais); Elevada DQO.
Processo de curtimento em vídeo
Indústria de curtimento
Tipos de couro e princípio químico
Curtimento Mineral (inorgânico): sais de cromotrivalente (cromo III).
Couro wet-blue: curtido unicamente com sais decromo. Couros obtidos: elevada maciez,elasticidade, baixo peso específico.
Curtimento Vegetal (orgânico): mais comum é orealizado com taninos vegetais, combinados ou nãocom taninos sintéticos, entre outros.
Couros obtidos: maior peso específico, menorestabilidade à lavagem, não são empregados paraa fabricação de vestuário.
Tipos de couro e princípio químico
Reação envolvida com a encalagem (cal ataca o laçodissulfeto da queratina da epiderme).
RSSCH2R + H2O RSH + RCH2SOH
RCH2SOH RCHO +H2S
Curtimento Vegetal: feito com agentes tanantes(taninos: misturas de glicosídeos de polifenóis.
Pele + tanino couro + açúcar (pH ácido)
Tipos de couro e princípio químico
Curtimento Mineral (ao cromo): licor de cromo
NaCrO7 + 3SO2 + H2O 2Cr(OH)SO4 + NaSO4
Adicionam-se cargas ao couro para solados, paralhe atribuir propriedades resistentes à água.
Exemplos de couros
Wet blue - curtume de semi-acabado.
Acabado
Colágeno
Proteína abundante presente nos tecidos conectivos deanimais vertebrados (cerca de 50% do total da proteínahumana) e invertebrados.
Principal proteína fibrosa que constitui ossos,cartilagens e peles.
Fibras no tecido conectivo – sarcolema
Colágeno
Insolúvel em água e em soluções diluídas de ácidos,álcalis e em solventes orgânicos em temperaturasordinárias.
Principal característica: fibras insolúveis com alta forçaelástica, capacidade de hidratação e reabsorção e baixaantigenicidade.
Colágeno
Estrutura tripla hélice: (a) filamento (b) modelo compacto.
(a) (b)
Colágeno
Tripla hélice: necessáriaglicina (Gly) a cada terceiraposição ao longo dacadeia.
Unidade repetitiva Gly-X-Y,X e Y são prolina ehidroxiprolina.
Aumento de T: destruiçãoda estrutura terciária,formação de gelatina(estrut. desorganizada).
Colágeno
Esquema representativo da hidrólise alcalina dos gruposcarboxiamidas.
Colágeno
Vantagens da utilização:
Disponibilidade;
Conhecido química e estruturalmente;
Baixo índice de alergenicidade;
Biocompatível;
Pode sofrer modificação da estrutura;
Grande resistência à tração;
Biodegradável;
Diversas formas (gel, membranas, filmes, esponjas).
Matriz para liberação de fármacos.
Utilizações do colágeno e queratina
Hidrólise
Hidrolisado
Indústria compósitos
Cola
Compósitos biodegradáveis
Colágeno
Queratina
Indústria química
Surfactante
Enchimento lubrificante
Proteína da carne
Exaustão ácida
Agentes de enchimento
Cola
Gelatina
Complexo hidrocolóide produzido por hidrólise parcialdo colágeno animal;
Constituída por proteínas (entre 85 e 92%), além de saisminerais e umidade ainda deixada depois da secagem.
Utilizada em alimentos, medicamentos, fotografia eindústria de cosméticos.
Matéria-prima
Trituração
Desengorduram.Soxhlet-benzenoT = 80°, t = 6 hs
Maceração com álcalis e ácidos.
6 a 8 hs.
Extração por cocção. T = 98°C,
2 hs.
Fluxograma de obtenção da gelatina
Quitina
Biopolímero β-(1-4)-N-acetil-D-glucosamina (cadeias deresíduos β-(1-4)-2-acetamida-2-dexosi-D-glicose).
Segundo mais abundante encontrado na natureza.
Encontrada no exoesqueleto de crustáceos, na paredecelular de fungos e em outros materiais biológicos.
Quitina
Insolúvel em água, solventes orgânicos, ácidos diluídose álcalis. Sólido cristalino ou amorfo.
Diferentes formas polimórficas, descritas como α-quitina, β-quitina, γ-quitina, (estr. cristalina, disposiçãodas cadeias e presença de moléculas de água.)
Quitosana
Diferença estrutural da quitina: grupo amino na posição2 (quitina: grupos acetoamino).
Poliamina linear com grupamentos amino disponíveispara reações quím. (propriedades de maior interesse).
Grupamentos podem adquirir uma carga positiva empresença de sol. ácidas: solubilização em ác. orgânicos.
Quitosana
Obtida pela desacetilação alcalina da quitina.
Condições dessa reação conferem à quitosana suascaracterísticas principais:
Peso molecular médio do biopolímero,
Grau de desacetilação.
Aplicações da Quitina e Quitosana
Quitina: agente floculante no tratamento de efluentes,adsorvente na clarificação de óleos, e principalmente naprodução de quitosana.
Quitosana: tratamento de esgotos industriais,confecção de fios de sutura, curativos com propriedadesbactericidas, fungicidas e cicatrizantes.
Pré-tratamento
Desmineralização
Desproteinização
Desodorização
Secagem
Matéria-prima
Fluxograma de obtenção da quitina
HCl 2,5% ou 7%
NaOH 5%
NaClO0,36%
Materiais grosseiros
H2O QUITINA
Dissolução
Centrifugação
Precipitação
Centrifugação
Secagem
Quitosana
Fluxograma de obtenção da quitosana
HCl 2,5% ou 7%
NaOH 5%
NaClO0,36%
Retirada do precipitado
H2O QUITOSANA PURIFICADA
Retirada dos reagentes
Quitina seca Desacetilação
Resumo
Farinha de pescado
Farinha de pescado (fish meal) obtida para ração: utilizasomente processos físicos.
Farinha para consumo humano:
A partir de descartes comestíveis da indústria;
Extração dos lipídeos via solventes (etanol).
Farinha de pescado
MATÉRIA-PRIMA DESINTEGRAÇÃO EXTRAÇÃO CENTRIFUGAÇÃO
LAVAGEM SECAGEMMOAGEM E
PENEIRAGEM
FARINHA DE PESCADO PARA
CONSUMO HUMANO
ÓLEOSOLVENTE
VAPORES
Hidrolisado protéico de pescado
Concentrado protéico obtido a partir de enzimas quehidrolisam as proteínas do pescado, isolando a fraçãoprotéica (90%).
Feito a partir de pescado magro.
Utilizações:
Consumo animal;
Substituto ou complemento do leite paramamíferos.
MATÉRIA-PRIMA TRITURADORDIGESTÃO (25° A
70°)
CENTRIFUGAÇÃO PASTEURIZAÇÃO DESIDRATAÇÃO
ENZIMA
ÁC./ALCAL.
ESPINHAS E PELE
Hidrolisado protéico de pescado
LÍQUIDOHIDROLISADO DE
PESCADO
Silagem de pescado
Silagem: Hidrólise de resíduos de pescado com ácidosorgânicos e enzimas do próprio pescado.
Vantagens:
Conserva o valor nutricional (não utiliza-se detratamento térmico em seu processamento).
Baixo custo de fabricação. Não exige mão-de-obraespecializada. Não necessita de refrigeração.
Não exala fortes odores durante a sua preparação.
Silagem de pescado
Desvantagens:
É um produto volumoso, portanto, há dificuldadesna estocagem e no transporte.
Utilizado para alimentação animal.
Links e materiais interessantes
http://marianaplorenzo.com/2010/10/09/processos-de-um-curtume/
http://www.cicb.org.br/?page_id=6369
http://www.centrodocouro.com.br/website/index.php?option=com_content&view=category&layout=blog&id=75&Itemid=112
http://www.gelatine.org/en.html
http://www.sic.org.br/praqueserve.asp
OETTERER, M. et al. Fundamentos de Ciência e Tecnologia deAlimentos. Alimentos e Nutrição, Barueri, SP, 2006, 612 p.
OBRIGADA!
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