Estudo do tingimento de couro com corantes naturais e sintéticos em couros curtidos e recurtidos e uso de modelos cinéticos de transferência de massa

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Silva, Vânia Queiroz da
• Orientador(a): Schwaab, Marcio, Gutterres, Mariliz
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Couro : Tratamento; Tingimento de couro; Curtimento
• Palavras-chave em Inglês: Leather processing; Wet-white tanning; Retanning dyeing; Dyeing kinetics; Natural and synthetic dyes; Mass transfer modeling
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/283466

A produção de couro é uma das indústrias mais antigas, inicialmente usando extratos vegetais para estabilizar peles de animais. No final do século XIX, os sais de cromo passaram a ser adotados como agentes de curtimento, e hoje são utilizados em mais de 80% da indústria global. No entanto, esse curtente gera resíduos tóxicos que trazem riscos ao meio ambiente e à saúde humana. Em busca de alternativas mais seguras, o glutaraldeído se tornou popular, mas foi recentemente classificado como Substância de Alta Preocupação devido a seus riscos. Nesse contexto, as zeólitas emergem como agentes de curtimento promissores, oferecendo benefícios como maior fixação de corantes e menor uso de produtos químicos agressivos. Além da etapa de curtimento, outras etapas do processamento do couro desempenham papel fundamental na qualidade final do couro. O tingimento, é responsável pela obtenção de cores vibrantes e duradouras, aspectos essenciais na avaliação sobre a qualidade final do couro. Tradicionalmente, corantes sintéticos com metais pesados são usados no tingimento devido à sua eficácia, mas apresentam riscos ambientais e à saúde. Com preocupações crescentes sobre sustentabilidade, corantes naturais e sintéticos sem metais estão surgindo como alternativas mais seguras e biodegradáveis. No entanto, a baixa disponibilidade e menor solidez da cor dos corantes naturais limitam sua adoção em larga escala, destacando a necessidade de novos estudos para promover seu uso na indústria coureira. Assim como o produto químico correto, a eficiência no uso de produtos químicos é essencial para reduzir os impactos ambientais e otimizar a produção. Modelos cinéticos e matemáticos ajudam a ajustar a quantidade de reagentes necessários, evitando desperdícios e reduzindo a poluição. O estudo da cinética no processamento do couro ajuda a otimizar o tempo de operação, economizando energia e recursos. Diversos modelos cinéticos foram desenvolvidos e utilizados ao longo dos anos, sendo essencial seguir seus pressupostos para resultados consistentes. Embora amplamente usados no tratamento de águas residuais do processamento de couro, poucos estudos aplicaram esses modelos na etapa de tingimento. Este estudo foi realizado a partir da produção dos couros com curtentes distintos, para que o estudo cinético fosse realizado em diferentes condições de recurtimento e tingimento. Os resultados para o estudo da influência dos diferentes materiais na solidez da cor dos couros e na exaustão do banho de tingimento mostraram que o corante e a concentração de mordente impactaram na solidez da cor. A concentração de 1% de mordente com os corantes naturais Wau color e Logwood propiciou os melhores resultados. O corante natural mostrou solidez comparável ao sintético, um dado relevante, pois os corantes naturais costumam ter menor solidez. Couros curtidos com glutaraldeído tiveram melhor elasticidade que os curtidos com zeólita, mas ambos superaram os valores mínimos de resistência ao rasgo, tração e de elasticidade. Esses resultados indicam que o couro curtido com zeólita é uma alternativa sustentável ao glutaraldeído, com bom desempenho físico e ambiental. Nos estudos com o couro wet blue, os de menor espessura e maior concentração de corante (30 g/L) mostraram menor tempo de atravessamento, enquanto produtos auxiliares melhoraram o tingimento de couros de maior massa. Também foi observado que experimentos laboratoriais com couro devem usar uma massa mínima de 100 g para garantir ação mecânica adequada. Os estudos sobre a cinética do tingimento com os corantes naturais e sintéticos nos couros indicaram que o tingimento com corantes Logwood e GT atingiu o equilíbrio em cerca de 100 a 120 minutos. A transferencia de massa durante o tingimento ocorre sem que haja a resistencia externa a transferência de massa, com coeficientes convectivos tendendo ao infinito.