BR102013014252A2 - processo para obtenção de proteína líquida através do tratamento químico de rejeitos de couros wet blue, semiacabado e acabado via hidrólise - Google Patents

Abstract

processo para obtenção de proteína líquida através do tratamento químico de rejeitos de couros wet blue, semiacabado e acabado via hidrólise. campos desta patente: proteção ao meio ambiente; fertilizante orgânico com alto teor de nitrogênio na forma de aminoácidos; proteína com uso para cosmético. a presente invenção refere-se ao processo de obtenção de proteína líquida com aplicação na indústria pelo tratamento de rejeitos de couro wet blue, couro semiacabado e acabado: (i) proteína com elevado teor de nitrogênio com potencial para uso como fertilizante foliar ou para fertirrigação; (ii) fertilizante fluido do tipo mineral misto pela adição de minerais à proteína liquida (ii) colágeno hidrolisado com potencial uso como cosmético. a presente invenção propõe: 1. a reutilização dos produtos gerados neste tratamento (couros wet blue, semiacabado e acabado), através da recuperação do cromo para que possa ser utilizada em novos processos de curtimento, 2. a aplicação da proteína líquida obtida, com subsequente incorporação de fósforo potássio e micronutrientes minerais, como fertilizantes foliar e/ou fertirrigação. os produtos gerados na presente invenção constituem adubos foliares diferenciados em relação aos existentes no mercado, devido à presença de aminoácidos especiais proveniente da proteína do couro, que exercem as funções de complexarem os elementos evitando as perdas dos nutrientes contidos pela lavagem, provendo assim maior eficácia na absorção e translocação pelas plantas. essas características devem estimular a absorção de nutrientes, promovendo o crescimento do sistema radicular.

Description

“PROCESSO PARA OBTENÇÃO DE PROTEÍNA LÍQUIDA ATRAVÉS DO TRATAMENTO QUÍMICO DE REJEITOS DE COUROS WET BLUE, SEMIACABADO E ACABADO VIA HIDRÓLISE”.

Campos desta Patente: • Proteção ao Meio Ambiente; • Fertilizante orgânico com alto teor de Nitrogênio na forma de aminoácidos; • Proteína com uso para cosmético. A presente invenção refere-se ao processo de obtenção de proteína líquida com aplicação na indústria pelo tratamento de rejeitos de couro wet blue, couro semiacabado e acabado: (i) proteína com elevado teor de nitrogênio com potencial para uso como fertilizante foliar ou para fertirrigação; (ii) fertilizante fluído do tipo mineral misto pela adição de minerais à proteína líquida (ii) colágeno hidrolisado com potencial uso como cosmético.

Estado da Técnica. O setor coureiro tem crescido significativamente nos países em desenvolvimento, deslocando a produção de couros da Europa e dos EUA para o Extremo Oriente e a América do Sul. No Brasil, pode-se observar um aumento expressivo nas exportações de couro a partir do ano 2000, chegando a, aproximadamente, dois bilhões de dólares, em 2009. As indústrias curtidoras de couro (curtumes), devido ao alto custo e ao pequeno porte da maioria dos curtumes, não descartam seus rejeitos de maneira adequada. Esses resíduos, na maioria das vezes, são carregados de cromo (couro wet blue, com cerca de 3% em massa de cromo), pois o curtimento ao cromo é o mais utilizado no mundo, sendo empregado por cerca de 90% das fábricas curtidoras (SCHEIBE, E.; POHREN, E. Aspectos econômicos e ambientais do curtimento ao cromo no século XXI. Revista do Couro, Estância Velha, n.184, p.80-92, jun./jul. 2006.).

De acordo com estudos de Rao et al. (RAO, J.R.; THANIKAIVELAN, P.; SREERAM, K.J.; NAIR, B.U. Green route for utilization of chrome shavings (chromium-containing solid waste) in tanning industry, Environnmental Science Technology, Washington, v.36 p.1372-1376, Sept. 2002.), as aparas e as serragens cromadas representam 75% do resíduo sólido contendo cromo no processo de curtimento. Resíduos, como aparas, pó de couro e serragem, são classificados como pertencentes à Classe I [Resíduo Classe I (perigoso) ABNT - NBR 10004, 2004], ou seja, apresentam riscos à saúde pública e ao meio ambiente, exigindo tratamento e disposição especiais, em função de sua toxicidade (ABNT, 2004). O grande problema envolvendo esses rejeitos reside na possibilidade de conversão do cromo Cr (III) para Cr (VI), principalmente quando descartado de forma inadequada, sendo esse último prejudicial aos seres vivos, por seu potencial tóxico e cancerígeno (FERREIRA, A.D.Q. O impacto do crômio nos sistemas biológicos. Química Nova, São Paulo, v.25, n.4, p.572-578, fev. 2002; KOLOMAZNIK, K.; ADAMEK, M.; ANDEL, I.; UHLIROVA, M. Leather waste - potential threat to human health, and a new technology of its treatment. Journal of Hazardous Materials, Amsterdã, v.160, p.514—520, 2008).

Alguns trabalhos já foram realizados com tipos diferentes de resíduos de curtumes, tanto líquidos quanto sólidos, e muitos deles comprovam a eficiência como fertilizantes e corretivos da acidez dos solos (CASTILHOS, D.D.; TEDESCO, M.J.; VIDOR, C. Rendimentos de culturas e alterações químicas do solo tratado com resíduos de curtume e crômio hexavalente. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, MG, v.26, n.4, p.1083-1092, jun. 2002.). No entanto, embora tenha sido comprovada a eficiência agronômica do uso direto desses rejeitos, o elevado teor de cromo presente, tanto no lodo como nas aparas residuais, pode causar sérios danos ao meio ambiente. Desse modo, a extração do cromo dos rejeitos anteriormente ao seu uso como adubo nitrogenado é de grande importância, uma vez que podería maximizar a ação dessa fonte orgânica de nitrogênio sem os riscos ambientais, além de evitar o deslocamento de cromo para a planta. Além disso, a recuperação do cromo apresentada pela tecnologia ora descrita, permite seu retorno à indústria coureira reduzindo o elevado custo que esse insumo representa para o setor. O mercado se torna promissor na medida em que cerca de 90% das indústrias de curtimento do mundo utilizam, atualmente, como agente curtente, o sulfato básico de cromo trivalente (ALI, S.T.; RAO, J.R.; NAIR, B.U. Novel approaches to recovery of chromium from the chrome-containing wastewaters of the leather industry. Green Chemistry, Cambridge, v.2, p.298-302, Nov. 2000.). Segundo Ali et al. (2000), características, como suavidade e apelo estético, são conferidas ao couro pelos sais de cromo, além de estabilidade e resistência. O couro curtido ao cromo é denominado de wet blue, devido à sua coloração azulada e ao teor de umidade.

Críticas ao Estado da Técnica. O Estado da Técnica apresenta a utilização dos resíduos curtidos (wet blue; semiacabado e acabado) se limitam, devido à presença de cromo, usualmente à aplicação de produtos como aglomerados de couro, carga de concreto, enchimento para embalagens, na fabricação de placas divisórias de ambientes, tijolos para alvenaria, placas de forro, placas para construção de móveis, portas e outros. Ou seja, todos os métodos disponíveis para reutilização do resíduo de couro curtido exigem tratamentos drásticos, processos químicos ou termoquímicos onerosos.

Alguns registros, tais como, PI0902991-5 - “PROCESSO PARA EXTRAÇÃO DA PROTEÍNA DE COLÁGENO PROVENIENTE DA PELE DE BOVINOS”; PI0805636-6 - “CONCENTRADO DE COLÁGENO, USO DO MESMO, BEM COMO PROCESSO PARA PRODUÇÃO DO MESMO”; WO9314170 - “METHOD FOR THE REMOVAL OF METALS FROM STARTING MATERIALS COMPRISING PROTEINACEOUS SUBSTANCES AS WELL AS MATERIALS OBTANAIBLE ACCORDING TO SUCH METHOD”, PI0706262-1 - “ADUBO ORGÂNICO DE RESÍDUOS DE COURO BOVINO HIDROLISADO", referem-se à produção de colágeno, fertilizante, cola ou ainda na recuperação do cromo para reutilização em novos processos de curtimento. No entanto, os métodos empregados utilizam condições drásticas e grande quantidade de insumos químicos, tornando o processo de reciclagem mais oneroso que o apresentado na presente invenção.

Avanços trazidos por esta patente ao Estado da Técnica. A presente invenção descreve o tratamento químico de rejeitos contendo cromo provenientes da indústria coureira pela ação de ácidos orgânicos de baixo custo, promovendo a hidrólise completa da proteína e dissolução do cromo com a obtenção de um material protéico rico em nitrogênio na forma orgânica para ser empregado como componente de fertilizante foliar ou fertirrigação rico em aminoácidos. Além disso, o colágeno hidrolisado pode ser empregado como matéria-prima para uso em cosméticos, uma vez que o cromo é quase completamente removido por precipitação alcalina após dissolução do couro. Trata-se de um processo simples e economicamente viável, tanto do ponto de vista dos insumos químicos como das condições térmicas utilizadas no processo de tratamento para a obtenção do colágeno purificado (proteína). A presente invenção propõe: 1. A reutilização dos produtos gerados neste tratamento (couros wet blue, semíacabado e acabado), através da recuperação do cromo para que possa ser utilizada em novos processos de curtimento, 2. A aplicação da proteína líquida obtida, com subseqüente incorporação de fósforo potássio e micronutrientes minerais, como fertilizantes foliar e/ou fertirrigação. A eficiência de fertilizantes solúveis, em especial os nitrogenados aplicados em culturas de interesse comercial é muito variável, podendo ocorrer perdas por lixiviação ou volatilização, além de contaminação ambiental, caso não se empregue um manejo adequado das fontes.

Os produtos gerados na presente invenção constituem Adubos Foliares diferenciados em relação aos existentes no mercado, devido à presença de aminoácidos especiais proveniente da proteína do couro, que exercem as funções de complexarem os elementos evitando as perdas dos nutrientes contidos pela lavagem, provendo assim maior eficácia na absorção e translocação pelas plantas. Essas características devem estimular a absorção de nutrientes, promovendo o crescimento do sistema radicular.

Com relação ao cromo recuperado, sabe-se que o Brasil consumiu em 2004 cerca de 51.500 toneladas de sulfato básico de cromo para curtimento. O sulfato básico de cromo é conhecido comercialmente como sulfato de hidróxido de cromo, sulfato monobásico de cromo ou, também, como sal de cromo. Na indústria, o sulfato básico de cromo é obtido através do cromato de sódio que é outro composto químico importante, que pode ser utilizado em processos industriais e também como matéria prima dando origem a diversos compostos de cromo. O processo comercial (clássico) segundo Launder, L.W.; Hartford, W.H U.S Patent N° 3,095,266, 1963 e Hultman S.J.; Rich, G.L.; Dailey, D.:B.; Tunison, D.E. US Patent N° 3,336,102, 1967, utilizado para a produção do cromato de sódio (VI) é o da fusão mineral da cromita via carbonato de sódio em condições oxidativas e a temperaturas de 1100-1150°C, sendo que o Brasil importa o produto e também a maioria dos compostos obtidos a partir dele. A literatura científica apresenta vários trabalhos visando a produção de sulfato básico de cromo, porém todos os métodos descritos referem-se a uso de fontes minerais e não via reuso do cromo recuperado dos rejeitos de wet blue, acabado e semiacabado. Desta maneira, soluciona-se um sério passivo ambiental e agrega-se valor ao novo material sólido obtido para uso como fertilizante (proteína) e como agente curtente (cromo).

Descrição da realização preferida da Presente Patente.

Tratamento químico dos resIduos de couro empregando Ácidos orgânicos. Em um béquer adicionou-se 20g de wet blue, solubilizou-se 1,8g de Ácido oxálico ou ácido acético ou fórmico ou acetilsalicilico (ou a mistura destes) em 40 mL de água e colocou-se sob aquecimento a 80°C, e agitação constante tampado em pH=1. Após 60 minutos de reação observa-se que o volume de líquido aumenta e que o sólido continuou sendo hidrolisado. Após 1hora e 30 minutos de reação observou-se que o wet blue já estava completamente hidrolisado. Após 2 horas de reação observa-se que não havia mais material particulado e sim uma solução homogênea, adicionando, então, 3,0g de NaOH e que após mais 30 min observou-se a precipitação do cromo. Ressaltando que os hidróxidos de amônio, potássio ou de cálcio podem ser empregados na etapa de precipitação. A Tabela 1 apresenta os principais parâmetros para a proteína obtida, bem como uma comparação com uma amostra comercial vendida como matéria-prima para uso em cosméticos.

Tabela 1. Análise de carbono, hidrogênio e nitrogênio da proteína sem reagente W e da proteína comercial REIVINDICAÇÕES

Claims (3)

1.

PROCESSO PARA OBTENÇÃO DE PROTEÍNA LÍQUIDA ATRAVÉS DO TRATAMENTO QUÍMICO DE REJEITOS DE COUROS WET BLUE, SEMIACABADO E ACABADO VIA HIDRÓLISE”, que utiliza formulações de ácidos orgânicos, para promover a remoção hidrólise total do couro residual da indústria coureira e recuperação de cromo que é obtido na forma de sal curtente e para a obtenção de um material protéico rico em nitrogênio na forma orgânica para ser empregado como componente de fertilizantes foliar ou fertirrigação rico em aminoácidos, bem como em novos processos de curtimento ou como matéria-prima para uso em cosméticos, caracterizado pelo fato da hidrólise total empregar formulações de ácido oxálico, acético, fórmico ou para obtenção de proteína líquida e hidróxido de cromo e ter as seguintes fases em sua realização preferida: a.

Em um béquer adicionar 20g de wet blue solubilizando-se 1,8g de ácido oxálico ou ácido acético ou fórmico ou acetilsalicílico (ou a mistura destes) em 40 mL de água; b. Coloca-se sob aquecimento a 80°C e sob agitação constante em ambiente fechado em pH=1; c. Após 2 horas de reação adiciona-se 3,0g de NaOH.