“AÑO DEL SERVICIO CIUDADANO”
UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURÍMAC FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL
PRACTICA N°04: Lavado y rendimiento de la lana de oveja o fibra de alpaca
ASIGNATURA:: TECNOLOGÍA DE FIBRAS Y LANAS ASIGNATURA DOCENTE
: Ing. ARANIBAR AGUILAR, Freddy
ESTUDIANTE:: QUISPE COLLAVINO, Estefani ESTUDIANTE CÓDIGO
: 122092
ABANCAY – APURÍMAC 2017
Tamburco-Abancay, 18 de Agosto del 2017
INFORME N°003-2017-UNAMBA-EAPIA-TFL-EQC N°003-2017-UNAMBA-EAPIA-TFL-EQC DE AL
: QUISPE COLLAVINO, Estefani : Doc. ARANIBAR AGUILAR, Freddy
ASUNTO
: Informe de la práctica N° 003 003 informe informe de características físicas de la fibra de alpaca y vicuña.
Fecha de ejecución de práctica: 10/08/17 Fecha de entrega de informe: 18/08/17 I.
INTRODUCCIÓN Los procesos de transformación de la fibra de alpaca son de interés para el Perú, que es el mayor productor de fibra de alpaca en el mundo. La fibra de alpaca, de acuerdo a trabajos de investigación realizados, posee una gran versatilidad textil considerándola como una fibra especial valiosa. El proceso de lavado, es el primero de los tratamientos en húmedo que experimenta la fibra de alpaca durante su manipulación y consiste en la separación de las impurezas, pues podría ser considerado considerado como como un proceso de purificación. purificación. La fibra de alpaca grasienta contiene diferentes diferent es cantidades de materia vegetal y sustancias extrañas insolubles en álcalis, materia mineral, suint y humedad. La remoción de todas estas impurezas, tanto natural como adicional, es de vital importancia en la manufactura de la fibra de alpaca, puesto que su presencia obstaculizaría obstaculizar ía enormemente las operaciones subsiguientes de cardado, hilado y teñido. Por tanto, la fibra debe entrar en la hilatura completamente libre de materias extrañas, a fin de que la hilandería pueda sacar el máximo provecho de ella. Para un estudio del proceso de lavado de fibra de oveja, primero es necesario conocer el contenido de impurezas de fibra grasienta. Un conocimiento del contenido de estas impurezas permitirá una mejor selección de las condiciones de lavado.
1.1.
OBJETIVOS • Efectuar el lavado del vellón de la lana de oveja para el uso industrial. • Determinar el rendimiento de lavado de la lana de oveja.
II. 2.1.
MARCO TEÓRICO Lana La lana es una fibra textil formada en los folículos de la piel del ovino que integra el vellón del animal. Constituye una fibra suave y rizada, que en forma de vellón recubre el cuerpo de las ovejas. Está formada a base de la proteína llamada queratina, entorno al 20-25% de proporción total. Cada fibra es segregada en un folículo piloso y consta de una cubierta externa escamosa (lo que provoca el enfieltrado) que repele el agua, una porción cortical y otra medular (que absorbe la humedad). Varía entre 12 y 120 micras de diámetro, según la raza del animal productor y la región de su cuerpo, y entre 20 y 350 mm de longitud (Gómez, 2009).
2.1.1. Lavado Una vez obtenida la lana, se procede a su clasificación, atendiendo a los criterios de finura, longitud, resistencia y rendimiento. Ya en el sector industrial de la cadena productiva, la primera primera preocupació preocupación n es el lavado de la lana. El lavado lavado se se realiza realiza en forma forma mecánica en máquinas denominadas lavaderos, que constan de cuatro a cinco tinas de gran capacidad y con mecanismos de arrastre que permiten el avance de la lana dentro de cada tina (Gómez, 2009) . Tener en cuenta que de la cantidad de impurezas que contiene la fibra de la lana proviene de su capacidad contaminante. Durante el lavado se eliminan en un medio acuoso la tierra, impurezas y materia grasa (Mora, 2007).
a) El lavado de la lana requiere de cuidados especiales, para evitar el afieltramiento y encogimiento. b) La lana no debe exponerse a cambios bruscos de temperatura. c) No debe debe agitarse bruscamente. bruscamente. Se debe evitar remover remover la lana en todos los procesos. procesos. d) El pH debe estar entre 6,5 y 7,5. No debe ser alcalino y se recomienda controlarlo con tirillas de tornasol. e) Usar detergente y no jabón, que resulta perjudicial para la lana por ser alcalino.
f) No se debe usar blanqueador de cloro. Este agente amarillea amarillea y descompone descompone parte de la estructura de la lana, volviéndola áspera y dura. g) El vellón no debe guardarse mucho tiempo después de la esquila, para evitar que la grasa o lanolina se endurezca y sea casi imposible de remover; la calidad de la lana es mejor si se procesa rápidamente después del lavado. h) El vellón sin lavar atrae polillas con mayor facilidad que el vellón lavado. i)
Es importante mantener mínimo tres contenedores de lavado, para poder reutilizar las aguas de enjuague de los primeros lavados de vellón (Mora, 2007).
2.1.1.1. Mecanismo de operación de los detergentes El proceso de detergencia envuelve el uso de una solución acuosa de un tensoactivo para eliminar sustancias extrañas como grasas, aceite y tierra. La remoción depende de la interacción de tres componentes: fibra, sustancia extraña y la solución detergente, por lo que un detergente deberá poseer propiedades humectantes (Costa, 1990).
Una vez que la sustancia extraña ha sido removida, las partículas deben ser mantenidas en solución para evitar su redeposición sobre el material. Si la partícula extraña era líquida o ha sido licuada por efecto de la temperatura usada en la remoción necesita ser emulsionada; mientras si la partícula era sólida. Necesita ser dispersada, por lo que se podría decir decir que un detergente detergente requiere poseer propiedades propiedades emulsionantes emulsionantes y dispersantes dispersantes (Costa, 1990).
2.1.2. Acción del agua en la lana Los enlaces iónicos entre los grupos terminales de aminoácidos ácidos (COO-) y básicos (NH3+) de las cadenas laterales contribuyen, junto con los enlaces de hidrógeno, a estabilizar la estructura de la queratina seca, mientras que ambos tipos de enlace se van rompiendo a medida que la queratina absorbe agua (hasta un 34% de su peso en seco). Los enlaces disulfuro no se ven afectados por la presencia de agua, mientras que los enlaces hidrofóbicos entre cadenas apolares tienen lugar, únicamente en presencia de un elevado contenido en agua (Cegarra, 1997). La fibra se vuelve más susceptible al daño químico en medio acuoso, debido a que las cadenas proteicas pueden ser ionizadas y atraer pequeñas moléculas de ácidos y álcalis. Las condiciones alcalinas son más dañinas que las condiciones condicio nes ácidas. Dado que las lanas
bien lavadas lavadas en un medio alcalino alcalino débil débil poseen poseen un pH de extracto extracto acuoso entre 9 y 10, y que la temperatura no suele superior a 50ºC, durante esta operación no se puede producir una alteración significativa de la fibra (Cegarra, 1997) .
2.1.3. Acción de los álcalis en la lana Los álcalis actúan principalmente sobre la queratina hidroli zando la cadena polipeptídica, atacando algún resto aminoácido y creando nuevos enlaces transversales (Gacén, 1989). Las proteínas que contienen cistina son especialmente sensibles, debido a la reacción de los enlaces disulfuro con el álcali (Maclaren y Milligan, 1981; citado por Vilchez, 2005). Cuando la lana es atacada por los álcalis se produce una pérdida de resistencia, su color tiende amarillear, el tacto es más áspero, depreciándose su calidad comercial. Por ello, en todos los procesos en medio alcalino, las condiciones deben ser controladas para evitar un ataque de la fibra fuera de los límites aceptados (Cegarra, 1997).
La acción de los álcalis sobre la cistina conduce a la formación de otro aminoácido, la lantionina, que se produce a través de varias reacciones reaccio nes intermedias, según un mecanismo de eliminación (Figura 1) Esta conversión se inicia a pH 4 a la temperatura de ebullición y a un pH 10 a la temperatura de 45ºC y en un tiempo relativamente corto, se acentúa la conversión de cistina en lantionina, aumentándose con la presencia de electrolitos. De otra parte, la presencia de los agentes tensoactivos también influye, de forma que los aniónicos tienden a disminuir ligeramente la conversión de la cistina en lantionina, los catiónicos la aumentan y los no iónicos no la alteran (Cegarra, 1997).
2.1.4. Higroscopicidad La higroscopicidad se define como la capacidad que poseen todas las fibras textiles para absorber agua de la atmósfera que la circunda, de retenerla tenazmente y de eliminarla). El poder higroscópico de la lana le permite absorber hasta un 30 % de humedad ambiente sin mojarse e impide la electricidad estática. Los poderes de absorción de humedad por la fibra de alpaca son similares a los de la lana (Gómez, 2009). Se observó que la grasa o suarda actúa como una funda de la fibra, para protegerla e impedir la penetración de la humedad, se comprobó que una vez lavada, denota higroscopicidad higroscopici dad con mayor intensidad (Gómez, 2009).
2.1.5. Grasa en la lana
Los principales componentes de la “grasa” ovina son ésteres de alto peso molecula r, formados por una mezcla de esteroles, alcoholes alifáticos y dioles, combinados con cadenas rectas, cadenas ramificadas y ácidos grasos hidroxi. Algunos constituyentes menores son alcoholes libres y ácidos. La grasa sin oxidar se remueve principalmente en la primera tina, en la cual generalmente se deposita deposi ta una baja concentración de detergente, y la grasa oxidada principalmente es removida en las siguientes tinas de lavado (Costa, 1990). La grasa oxidada y sin oxidar tienen puntos de fusión alrededor de 40ºC. Debido a que la eliminación de las grasas mediante soluciones detergentes es lenta y difícil, 40ºC es la temperatura mínima en la que las soluciones de lavado son efectivas para remover las grasas (Costa, 1990).
2.1.6. Impurezas adicionadas La oveja, durante su existencia, recoge materias extrañas a la fibra y a sus propias secreciones, que la impregnan o se adhieren a ella, como son: tierra, arena, partículas vegetales de diversas especies, algunas veces otros pelos de animales con los cuales ha estado en contacto, etc. El ganado lanar, durante el pastoreo y en su roce con los arbustos y plantas, coge una gran cantidad de materia vegetal que queda adherida a la lana que forma su recubrimiento. Tales impurezas son causa de graves complicaciones en su transformación si no se eliminan convenientemente (Codina, 1973) .
Dado que las impurezas se eliminan en un medio acuoso, otra forma de clasificarlas, es agruparlas en relación con su solubilidad en el agua y a su reactividad con las soluciones detergentes, pues de esta forma, aquellas que son solubles en agua no necesitarían el concurso de agentes tenso activos, al menos teóricamente. Las que no cumplen dicha condición, requerirán la acción de compuestos químicos que reaccionando con ellas según su afinidad química o bien captándola mediante fenómenos tenso activos, darían origen al proceso de su eliminación (Cegarra, 1997).
2.2.
Rendimiento de la lana de oveja El rendimiento en cuanto a la suciedad presente sobre la fibra, debemos tener presente que, cuanta más gruesa es la fibra, menor cantidad de ella contiene, por lo que las lanas finas están más perjudicadas en este aspecto. Así por ejemplo, si tomamos dos fibras, la
una muy fina (20 rnicras, por ejemplo) y la otra cruzada, con un diámetro de 40 micras, en estado sucio, estas fibras están rodeadas de una capa de materias extrañas, que el lavado eliminará. El grosor aproximado de esta capa de impurezas tiene un grueso de unas dos micras si las lanas son relativamente limpias y de tres o más si son muy sucias. Si admitimos que la densidad de estas impurezas es del orden del doble que la de la lana, obtendríamos los siguientes rendimientos teóricos aproximados (G.Adot, 2010) .
Tabla n°1: rendimiento de la lana de acuerdo al tipo de lana.
Fuente: (G.Adot, 2010).
(ESPEJO, 2013), muestra muestr a la composición y por ende el el rendimiento de la fibra de alpaca en comparación con la lana. La fibra grasienta de la alpaca contiene menos grasa y suint que la lana grasienta.
Tabla n°2: comparación entre la composición de la fibra de alpaca y lana.
Fuente: (ESPEJO, 2013).
Cuanta más gruesa es la fibra, menor cantidad de ella contiene, por lo que las lanas finas están más perjudicadas en este aspecto. Así por ejemplo, si tomamos dos fibras, la una muy fina (20 rnicras, por ejemplo) y la otra cruzada, con un diámetro de 40 micras, en estado sucio, estas fibras están rodeadas de una capa de materias extrañas, que el lavado eliminará. El grosor aproximado de esta capa de impurezas tiene un grueso de unas dos micras si las lanas son relativamente limpias y de tres o más si son muy sucias. Si admitimos que la densidad de estas impurezas es del orden del doble que la de la lana, obtendríamos los siguientes rendimientos teóricos aproximados (Fotjó, 2012).
Fuente: (Fotjó, 2012).
III.
MATERIALES Y METODOS
3.1.
Materiales •
Lana de oveja
•
Detergente
•
Carbonato de sodio
•
Balanza digital
•
Tinas o baldes de lavado
•
Cocina de gas
• Ollas •
Agua potable
•
Palo para remover
• Termómetro
3.2.
Metodología
Pesar una en una balanza una porción del vellón de oveja.
Del vellón pesado, seleccionar las impurezas (materias orgánicas, algunos ácaros).
En el primer lavado Hacemos hervir en una olla 5 litros de agua, hasta llegar a una temperatura de 45°C. El cual se mescla mescla con el detergente, bicarbonato con el fin de eliminar impurezas sólidas.
El segundo y el tercer lavado se hace hervir 5 litros de agua a una temperatura de 50°C, se mezcla con una concentración de detergente de 0.2% dl agua con bicarbonato al 0.5% 0.5% del total, total, con el fin de que que el el agua agua penetre penetre a los poros de la fibra, removiendo la grasa adherida a la lana.
El cuarto lavado es para el enjuague, terminándose de eliminar los contaminantes el cual se realiza con una temperatura de agua a 45°C sin detergente ni carbonato de sodio.
Cuadro N°1: Formulación para cada lavado Condiciones
Tina 1
Tina 2
Tina 3
Tina 4
Tina 5
Temperatura(°C)
45
50
45
35
25
pH
9.5
9.95
8.5
8.5
7.5
0.5
0.5
0.5
-
-
0.4
0.2
0.2
-
-
Carbonato
de
sodio (%) Detergente (%)
IV.
RESULTADOS
4.1.
Cantidad de insumos utilizados para el proceso de lavado Durante el proceso de lavado se obtuvo los siguientes siguient es datos con las cantidades de insumos utilizados para el lavado de la lana de oveja, los cálculos realizados se hizo en base a la cantidad de agua a utilizarse. Cuadro n°2: cantidad de insumos utilizados durante el lavado.
Insumos
Tina 1
Tina 2
Tina 3
Tina 4
Tina 5
Carbonato
25 g
15 g
10 g
-
-
Detergente
20 g
6g
4g
-
-
Agua
5L
3L
2L
2L
2L
4.2.
Rendimiento La fibra durante el lavado pierde peso, del cual el rendimiento esperado se determina mediante la fórmula: % de rendimiento = peso de la muestra inicial /peso de la muestra final (limpia)
Peso inicial de la lana de oveja: 127.63g
Peso final: 65.85g
% de rendimiento = =
V.
65.85 127.63
=51.5945g
Se obtuvo un rendimiento de 51.5945%
DISCUCIONES
Según (G.Adot, 2010), el rendimiento que hallamos se encuentra dentro de los estándares de rendimiento, como también lo sustenta (ESPEJO, 2013) que aproximadamente el rendimiento es de 49% y (Fotjó, 2012) dice que es un aproximado de entre 41 hasta 61 %.
Este bajo rendimiento al lavado de la lana de oveja se explicaría por la acumulación de tierra en la fibra, debido de que el ambiente de estos animales dispone de piso de tierra; siendo el ambiente de los machos exclusivamente de tierra, mientras que el de las hembras posee mayor cantidad de grama facilitando la mayor acumulación de tierra en la fibra de los machos, por los revolcaderos de tierra esta característica es el reflejo de las condiciones de manejo y sanidad de los animales afirmado por (Codina, 1973).
Según (Gómez, 2009) ,la higroscopicidad higroscopici dad es uno de los factores del bajo rendimiento de la lana de oveja por que qu e la higroscopicidad ti tiene ene la capacidad que poseen todas las fibras textiles para absorber agua de la atmósfera que la circunda, de retenerla tenazmente y de eliminarla además que el poder higroscópico de la lana le permite absorber hasta un 30 % de humedad ambiente sin mojarse e impide la electricidad estática. Los poderes de absorción de humedad por la fibra de alpaca son similares a los de la lana.
VI.
CONCLUSONES •
Se efectuó el lavado del vellón de la lana de oveja de acuerdo al método indicado en
la metodología de la práctica realizando así los cinco lavados correspondientes que se indica en el método utilizando carbonato de sodio y detergente a 0.5,0.4% respectivamente. •
Se determinó el rendimiento de lavado de la lana de oveja obteniendo así un
porcentaje de 51.5945% de rendimiento lo cual se encuentra dentro del rango de
porcentajes de rendimientos según bibliografía revisada.
VII.
BIBLIOGRAFIA
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