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1. WO2020165467 - PROCÉDÉ POUR OBTENIR UN PRODUIT ABSORBANT DE COLLAGÈNE MODIFIÉ À PARTIR DU CUIR

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DESCRIPCIÓN

MÉTODO PARA OBTENER UN PRODUCTO ABSORBENTE DE COLÁGENO MODIFICADO A PARTIR DE CUERO

Sector de la técnica

La presente invención está relacionada con la industria dedicada a producir productos para absorber sustancias tales como son hidrocarburos, aceites vegetales y aceites sintéticos, y más concretamente con la industria dedicada a producir estos productos a partir de restos de cuero.

Estado de la técnica

En la actualidad es ampliamente conocida la necesidad de cuidar el medio ambiente, entre otras formas, mediante absorción de sustancias perjudiciales derramadas. Entre estas sustancias se destacan hidrocarburos, aceites vegetales y aceites sintéticos.

Dichas sustancias son encontrables perjudicialmente derramadas en medios líquidos, tales como por ejemplo océanos, mares, lagos, pantanos y ríos. Asimismo, estas sustancias son encontrables perjudicialmente derramadas en medios sólidos, tales como por ejemplo tierra y suelos de cemento o de cualquier otro material a tal efecto.

Con objeto de llevar a cabo la absorción de dichas sustancias es conocido obtener unos productos a partir de restos de cuero. De acuerdo con esto, inicialmente, se empleaba un método o procedimiento que básicamente consistía en exponer los restos de cuero a cielo abierto para su secado. Para ello, al menos una persona con utillaje muy simple se dedicaba a remover dichos restos para uniformizar el secado del cuero.

Esta solución presenta el inconveniente de resultar dependiente de condiciones climáticas, lo cual dificulta la producción del producto. Además, de manera indeseada esta solución deriva en un extenso período de tiempo, en términos de meses, para llevarse a cabo.

Hoy en día, principalmente con objeto de acelerar el procedimiento, se emplean medios no naturales para el secado de los restos de cuero previamente recopilados. Además, emplear los medios no naturales, posibilita que el secado del cuero obtenga un resultado no condicionado por condiciones climáticas ni geográficas. Esta solución consiste en emplear los medios no naturales, tales como hornos, de forma que el cuero es expuesto a temperaturas superiores a los 500°C, lo cual acelera considerablemente el secado.

Esta solución, sin embargo, deriva en la obtención de productos absorbentes de escasa calidad, es decir de calidad claramente mejorable.

A la vista de la descrita desventaja o limitación que presentan las soluciones existentes en la actualidad, resulta necesaria una solución que permita obtener el producto para absorber sustancias como las citadas de manera controlada y dentro de períodos de tiempo aceptables, a la vez que se proporciona una buena calidad en el producto producido.

Objeto de la invención

Con la finalidad de cumplir este objetivo y solucionar los problemas técnicos comentados hasta el momento, además de aportar ventajas adicionales que se pueden derivar más adelante, la presente invención proporciona un método, o procedimiento, para obtener un producto absorbente de colágeno modificado a partir de cuero.

El presente método comprende las etapas de airear unas piezas de cuero planas con una estructura molecular durante un período de tiempo de entre 15 y 45 días; recoger las piezas de cuero con un valor inicial de humedad relativa igual o inferior a un 45%; realizar una clasificación de las piezas de cuero por tamaños; obtener las piezas de cuero con una longitud final máxima de entre 0,5 y 1 ,5 mm, y preferentemente de entre 0,75 y 3 mm; introducir las piezas de cuero en un horno de secado; aplicar calor en el horno de secado de forma que las piezas de cuero son sometidas a una temperatura igual o inferior a 285°C durante un período de tiempo; controlar la temperatura aplicada durante el período de tiempo de forma que en las piezas de cuero la humedad relativa se reduce a un valor final entre 0,5 y 5%; y reducir la temperatura de las piezas de cuero hasta una temperatura ambiente; además de la etapa de disponer u obtener el producto a partir de cuero.

De acuerdo con esto, el producto de colágeno modificado obtenido tiene células huecas de forma que puede almacenar o retener todo tipo de hidrocarburos y aceites, tanto vegetales como sintéticos. Asimismo, el producto de colágeno modificado obtenido tiene capacidad de

absorber, por capilaridad, dicho todo tipo de hidrocarburos y aceites, tanto vegetales como sintéticos a la vez que resulta hidrófobo.

Preferentemente, el valor inicial de humedad relativa es igual o inferior a un 35%. Adicional o alternativamente, la clasificación de las piezas por tamaños se realiza mediante un zarandeo mecánico.

En el presente método, se obtienen las piezas de cuero con una longitud intermedia máxima de entre 0,3 y 3 cm antes de ser obtenidas de acuerdo a la longitud final máxima. Asimismo, entre la obtención de las piezas de cuero de acuerdo con la longitud intermedia máxima y de acuerdo con la longitud final máxima, es realizable otra clasificación de las piezas por tamaños preferentemente mediante otro zarandeo mecánico.

Preferentemente, el horno de secado es de acero inoxidable y/o acero galvanizado. Adicional o alternativamente, de manera preferente, el horno de secado tiene una configuración longitudinal de forma que las piezas de cuero son desplazadas longitudinalmente a lo largo del mismo durante la aplicación de la temperatura.

Asimismo, el horno de secado preferentemente tiene unas aletas para remover y desplazar las piezas de cuero a lo largo del mismo durante la aplicación de la temperatura. Adicional o alternativamente, de manera preferente, el horno de secado tiene un filtro de partículas dispuesto para recoger partículas generadas por la aplicación de calor a las piezas de cuero.

En el presente método, se puede detectar la temperatura en el horno de secado de forma que se lleva a cabo una regulación para mantener la temperatura de las piezas de cuero dentro de un rango deseado.

Preferentemente, el período de tiempo de aplicación de calor es dependiente de la temperatura aplicada y la humedad relativa de las piezas de cuero.

Según una opción del presente método, antes de ser introducidas las piezas de cuero en el horno de secado, las piezas de cuero tienen la longitud final máxima.

Según otra opción del presente método, antes de ser obtenidas las piezas de cuero con la longitud final máxima, las piezas de cuero son obtenidas de acuerdo con el valor final de la humedad relativa

Preferentemente, la reducción de la temperatura se lleva a cabo mediante exposición a temperatura ambiente

Descripción de las figuras

La figura 1 muestra una vista aumentada de colágeno localizado en una pieza de cuero antes de ser aplicado un método para obtener un producto absorbente de colágeno modificado a partir de cuero, objeto de la invención.

La figura 2 muestra una vista aumentada del producto de colágeno modificado obtenido después de ser aplicado el método para obtener un producto absorbente de colágeno modificado a partir de cuero, objeto de la invención.

Descripción detallada de la invención

La presente invención se refiere a un método para obtener un producto absorbente de colágeno modificado a partir de cuero. Preferentemente, el método conlleva un reciclado de desechos orgánicos derivados de un proceso de curtido, en el cual se estabiliza colágeno de la piel mediante agentes curtientes. De esta forma, de manera preferente, el método comprende una recogida de piezas o virutas de cuero con respecto a una curtiembre. Así, estas piezas o virutas de cuero en lugar de ir a un vertedero son empleadas para la obtención del producto de colágeno modificado.

Las piezas de cuero son expuestas de forma que son sometidas a una aireación natural durante un período de tiempo. De acuerdo con esto, las piezas de cuero son dispuestas estacionadas a la intemperie o al ambiente de forma que las piezas de cuero están en contacto con la naturaleza. Opcionalmente, las piezas de cuero son periódicamente removidas para proporcionar la aireación natural de forma uniforme.

El período de tiempo de la aireación es preferentemente entre 15 y 45 días, más preferentemente entre 20 y 40 días, y aún más preferentemente entre 22 y 33 días. Las piezas de cuero tienen una humedad de partida de acuerdo con un valor de partida, el cual es desconocido antes de ser las piezas de cuero expuestas a la citada aireación natural. De acuerdo con esto, el período de tiempo es adicionalmente dependiente de un valor inicial de humedad relativa, de forma que la aplicación de la aireación natural finaliza siendo el valor inicial de humedad relativa preferentemente igual o inferior a un 45%, más preferentemente igual o inferior a un 40%, aún más preferentemente igual o inferior a un 35% y todavía aún más preferentemente igual o inferior a un 30%.

El método comprende una primera clasificación de las piezas por tamaños. De acuerdo con esto, el método comprende realizar un primer zarandeo mecánico de forma que las piezas de cuero son identificadas y seleccionadas de acuerdo a un primer tamaño. Este primer tamaño es definido de forma que es definible en cada una de las piezas de cuero una longitud intermedia máxima de entre 0,3 y 3 cm, y más preferentemente entre 0,5 y 2 cm.

Para obtener las piezas de cuero de acuerdo al primer tamaño es aplicada, de manera total o parcial, una primera reducción del tamaño de dichas piezas. Preferentemente, esta reducción del tamaño de las piezas de cuero se lleva a cabo mediante un triturado de las mismas. De esta forma, la reducción, o el triturado, se aplica preferentemente sólo a las piezas de cuero con la longitud intermedia máxima mayor a 3 cm, y más preferentemente mayor a 2 cm. Así, por tanto, se obtiene una primera uniformidad en el tamaño de las piezas de cuero.

El método comprende una segunda clasificación de las piezas por tamaños. De acuerdo con esto, el método comprende realizar un segundo zarandeo mecánico de forma que las piezas de cuero son identificadas y seleccionadas de acuerdo a un segundo tamaño. Este segundo tamaño es definido de forma que es definible en cada una de las piezas de cuero una longitud final máxima de entre 0,5 y 5 mm, y más preferentemente entre 0,75 y 3 mm.

Para obtener las piezas de cuero de acuerdo al segundo tamaño es aplicada, de manera total o parcial, una segunda reducción del tamaño de dichas piezas. Preferentemente, esta reducción del tamaño de las piezas de cuero se lleva a cabo mediante un triturado, otro, de las mismas. En este caso, se emplea un triturador de impacto. De esta forma, la reducción, o el triturado, se aplica preferentemente sólo a las piezas de cuero con la longitud final máxima mayor a 5 mm, y más preferentemente mayor a 3 mm. Así, por tanto, se obtiene una segunda uniformidad en el tamaño de las piezas de cuero.

Realizar la primera clasificación y la segunda clasificación, además de la primera y segunda reducción del tamaño de las piezas de cuero, proporciona una uniformidad total, o prácticamente total en el tamaño final obtenido. A mayor uniformidad en el tamaño de las piezas de cuero, mayor uniformidad en la calidad del producto final obtenido. En el caso de ser aplicado únicamente una de dichas clasificaciones, junto con la correspondiente reducción, las piezas de cuero son también obtenibles de acuerdo a un tamaño apropiado, siendo reducido un tiempo total de aplicación del presente método.

El método comprende llevar a cabo una deshidratación de las piezas de cuero. Para esto, las piezas de cuero son introducidas en un horno de secado. De acuerdo con esto, en el horno de secado las piezas de cuero son sometidas a flujos de aire caliente. Preferentemente el aire es aplicado de forma que las piezas de cuero son dispuestas de cuero con rango de temperatura de entre 120°C y 285°C, más preferentemente de entre 155°C y 250°C, y aún más preferentemente de entre 185°C y 220°C.

Con objeto de asegurar la temperatura de las piezas de cuero en la deshidratación de las mismas, se realiza un control de la temperatura del horno de forma que la temperatura de las piezas de cuero son mantenidas de acuerdo a uno de los rangos de temperatura anteriormente indicados. Preferentemente, este control se realiza de acuerdo con diferentes puntos de una parte de contención de las citadas piezas de cuero.

El horno de secado empleado es alargado, es decir tiene una configuración longitudinal para un avance o desplazamiento progresivo y continuo de las piezas de cuero desde un extremo del horno de secado hasta otro extremo del mismo. Asimismo, en correspondencia con la parte de contención de las piezas de cuero durante su deshidratación, el citado horno comprende unas aletas con doble función.

Por un lado, las aletas están dispuestas de forma que, junto con un desplazamiento rotacional de la parte de contención con respecto a un eje longitudinal central imaginario de la parte de contención de las piezas de cuero durante su deshidratación, desplazan las piezas de cuero a lo largo de la extensión longitudinal de dicha parte de contención.

Por otro lado, las aletas están dispuestas de forma que, junto con un desplazamiento rotacional de la parte de contención con respecto a su eje longitudinal central imaginario, remueven las piezas de cuero entre sí para una exposición uniforme de éstas a los flujos de aire caliente.

De acuerdo con esto, de manera preferente, el horno se encuentra dispuesto según una disposición horizontal, o substancialmente horizontal, de acuerdo con el citado eje longitudinal central imaginario de la parte de contención de las piezas de cuero durante su deshidratación.

El horno de secado empleado es, preferentemente, de acero inoxidable y/o de acero galvanizado. Es decir, el horno está constituido o fabricado de acuerdo con materiales resistentes a la oxidación generable por la humedad o el vapor producto del secado de las piezas de cuero. Adicionalmente, el emplear el horno de secado estando compuesto de acero inoxidable y/o de acero galvanizado proporciona un adecuado desplazamiento de las piezas de cuero a lo largo del mismo.

Asimismo, con objeto de contribuir en el cuidado del medio ambiente, el horno de secado tiene unos medios de filtraje, tales como un filtro de partículas. De esta forma, el horno está configurado para filtrar gases y fluidos desprendibles en el secado de las piezas de cuero. Así, se evita que residuos o sustancias perjudiciales contaminen el medio ambiente. De acuerdo con esto, el presente método comprende obtener el producto de colágeno modificado de forma limpia y sostenible, ya que los medios de filtraje hacen que únicamente se extienda al medio ambiente un vapor de agua producto del secado.

Esta etapa de secado o deshidratación de las piezas de cuero se lleva a cabo de forma que la humedad relativa de éstas se reduce a un valor final preferentemente de entre 0,5% y 8%, más preferentemente de entre 0,9% y 5,5%, y aún más preferentemente de entre 1 ,5% y 4%, y todavía aún más preferentemente de 3%, o aproximadamente del 3%.

Las piezas de cuero comprenden fibras de colágeno. En la figura 1 se muestra una vista aumentada de una de las piezas de cuero antes de la aplicación del presente método, de forma que es apreciable una localización de las fibras de colágeno en la misma.

El colágeno tiene propiedades físicas entre las cuales está la hidrofilia de acuerdo a la cual resulta tener una tendencia a interactuar con el agua o a disolverse en ella, u otra sustancia polar. Estas moléculas son capaces de formar puentes de hidrógeno y generalmente están polarizadas. Las moléculas polares y no polares se conocen como hidrofílicas e hidrofóbicas, respectivamente.

Asimismo, el colágeno es hidrófilo o hidrofílico, es decir que es una sustancia que tiene afinidad por el agua. En una disolución o coloide, las moléculas hidrófilas son a su vez lipófobas; es decir, no se pueden mezclar con lípidos o grasas.

De acuerdo con esto, la descrita etapa de secado o deshidratación deriva en una desnaturalización de la fibra de colágeno de las piezas de cuero. Esta desnaturalización conlleva una alteración o modificación de una estructura interna y propia del colágeno.

El secado, o la deshidratación, se lleva a cabo dando lugar a esta modificación al romperse una cadena propia del colágeno, cambiando su estructura molecular de forma que deja de tener la propiedad física de la hidrofilia de forma que el colágeno pasa a ser, de acuerdo con un contexto fisicoquímico, hidrófobo. De esta forma, el colágeno es modificado de forma que es repelido por el agua, además de no miscible con el agua. Así, al producto obtenido se le dota de una capacidad de flotación en agua.

Asimismo, dicha modificación deriva en que el colágeno pase a comportarse como células huecas (C) de forma que pueden absorber, por capilaridad, y almacenar o retener todo tipo de hidrocarburos y aceites, tanto vegetales como sintéticos. Véase la figura 2.

Así, el colágeno adquiere propiedades que lo convierten en una sustancia o producto oleofílico, además de hidrofóbico. El producto de colágeno modificado obtenido tiene una capacidad de absorción de hasta 8 veces su peso, según análisis ASTM F/726.

Adicionalmente, el producto de colágeno modificado obtenido posee una gravedad específica de 0,8 o 0,9, aproximadamente, un contenido de cenizas en torno al 4 % y materias inertes de aproximadamente un 0,5%.

De acuerdo con esto, el producto absorbente de colágeno modificado obtenido además resulta ignifugo; es decir que no genera llamas, carbonizándose a los 280°C; y, biodegradable.

Con objeto de proporcionar una mejorada generación de las células huecas (C), las piezas de cuero una vez disponen de la humedad relativa de acuerdo al valor final deseado son dejadas reposar a temperatura ambiente para un progresivo y continuo enfriamiento.

Una vez la temperatura de las piezas de cuero se corresponde con la temperatura ambiente, preferentemente entre 15°C y 25°C, las piezas de cuero, o ya el producto absorbente de colágeno modificado a partir de cuero, se encuentra en disposición de ser empaquetado, almacenado y/o transportado para su distribución.

El empaquetado, preferentemente, se realiza de forma que el producto absorbente de colágeno modificado a partir de cuero es dispuesto en sacos. Asimismo, estos sacos comprenden papel reciclado.

Según un ejemplo de realización, y de acuerdo con las etapas descritas, inicialmente se lleva a cabo una adquisición de materia prima, es decir la recogida de las piezas o las virutas de cuero. Después, la materia prima es dispuesta a la intemperie durante el período de tiempo correspondiente de forma que se lleva a cabo la aireación natural de dicha materia prima.

Asimismo, de manera preferente, tras la aireación natural cumpliendo las condiciones anteriormente descritas, la materia prima es recogida y sometida a la primera clasificación por tamaños anteriormente descrita. De acuerdo con esto, se realiza el primer zarandeo mecánico de forma que las piezas de cuero son identificadas y seleccionadas de acuerdo al primer tamaño.

Después de la primera clasificación, la materia prima es introducida en un acumulador o alimentador dosificador de gran capacidad, preferentemente de al menos 1.000 Kg (kilogramos o quilogramos), más preferentemente de al menos 1.500 Kg, y aún más preferentemente de al menos 2.000 Kg.

Preferentemente mediante un tornillo sin-fin, la materia prima es trasladada desde el acumulador o alimentador dosificador al horno de secado. Este traslado se realiza de forma dosificada. Una vez en el horno de secado, la materia prima es mantenida en el mismo hasta que la humedad relativa el valor final de acuerdo a lo anteriormente descrito.

Después, una vez alcanzado dicho valor final, la materia prima es transportada para ser triturada de forma que se lleva a cabo la primera reducción del tamaño, preferentemente mediante un triturador. Preferentemente este otro triturador es denominable como triturador TT-160. Este transporte preferentemente se realiza a través de una o varias cintas de goma.

Tras la primera reducción, el producto de cuero resultante se transporta para ser triturado de forma que se lleva a cabo la segunda reducción del tamaño, preferentemente mediante otro triturador. Preferentemente este otro triturador es denominable como triturador de impacto. Este transporte preferentemente se realiza a través de una o varias cintas de goma en posición de“L”.

Después de dicha segunda reducción de tamaño, el citado producto de cuero es obtenido de acuerdo al segundo tamaño. De acuerdo con esto, este producto de cuero triturado de acuerdo con la longitud final máxima deseada es desplazado, preferentemente por otro tornillo sin-fin a una adicional cinta de goma. Así, el producto de cuero triturado es distribuido a uno, dos o más silos de forma que es almacenado en espera de ser embalado o empaquetado.

Posteriormente, el producto de cuero triturado es transportado, preferentemente mediante unos medios que comprenden un tornillo sin-fin, a los medios para ser embalado o empaquetado. Una vez embalado o empaquetado el producto de cuero triturado, el cual se corresponde obviamente con el producto de colágeno modificado, se encuentra en disposición de ser distribuido a consumidores intermedios o finales.

A la vista del ejemplo de realización descrito, queda claro que las etapas descritas son realizables de acuerdo a diferentes órdenes de sucesión. Asimismo, alguna de ellas incluso es suprimible, como es por ejemplo la primera clasificación, la primera reducción, la segunda clasificación y/o la segunda reducción, en función del tamaño de las piezas de cuero de forma que son obtenidas de acuerdo al segundo tamaño.

Asimismo, la etapa de secado o deshidratación puede tener lugar antes o después de la obtención de las piezas de cuero de acuerdo al citado segundo tamaño.