coprodutos de origem animal

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!


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.


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.


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)


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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