Development of sustainable processes for leather surface and structure defects minimization

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Bernal, Matias Joaquin Penayo
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10198/29432
Resumo: Mestrado de dupla diplomação com Universidad Nacional de Asunción
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spelling Development of sustainable processes for leather surface and structure defects minimizationLeather defectsLeather hydrolysateTransglutminaseDomínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e TecnologiasDomínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia QuímicaMestrado de dupla diplomação com Universidad Nacional de AsunciónIn pursuit of a greener future, the European Union and the United Nations encourage industries to renew their practices by adopting new sustainability principles and circular economy strategies. The waste produced by the leather industry takes part in this initiative by proposing a sustainable approach to minimizing leather’s superficial and structural defects. In this context, the objective of this work aims to minimize structural and superficial defects of discarded leather by employing leather hydrolysate and commercial fillers (nanoclay particles, expandable and glass microspheres) and employing the combination of additives that proves more effective in improving the leather’s mechanical properties. The reduction of superficial defects was achieved by combining 0.2%, 0.7% and 4.0% of expandable microspheres, glass microspheres, and nanoclay particles, respectively, and 20.0% polyurethane binder with each one of the fillers. However, the most effective additive was the addition of 25.0% leather hydrolysate and 10.0% transglutaminase (mTG), resulting in lighter, smoother, and more elastic leather without a significant dimensional variance. The effect of the former additive’s concentration over the leather’s mechanical properties was analyzed with a rotational central composite design 22 with 3 central points, defining 15.0 and 45.0% (OHW) leather hydrolysate, and 5.0 and 15.0% (OLW) mTG as boundary values. The ANOVA revealed that in the studied region, a significant effect of the concentration of mTG on the elongation percentage of leather. In contrast, the leather hydrolysate demonstrated a weak, yet significant, influence on the tensile strength. No significant effect of the additives on Young’s modulus was found. The mathematical model generated to estimate the elongation percentage values was validated, predicting a value close to the one obtained from the experimental procedure. Overall, this work demonstrated the applicability of leather hydrolysate in the minimization of leather defects.Na busca por um futuro mais verde, a União Europeia e as Nações Unidas incentivam as indústrias a renovarem as suas práticas de trabalho adotando princípios de sustentabilidade e estratégias de economia circular. Os resíduos produzidos pela indústria de curtumes fazem parte desta iniciativa, propondo-se uma abordagem sustentável para minimizar os defeitos superficiais e estruturais do couro. Neste contexto, o objetivo deste trabalho consiste em estudar estratégias para minimizar defeitos estruturais e superficiais de couros rejeitados, empregando hidrolisado de couro e cargas comerciais (partículas de nanoargila, partículas expansíveis e microesferas de vidro), incluindo a combinação de aditivos que se mostre mais eficaz em melhorar as propriedades de resistência mecânica do couro. A redução dos defeitos superficiais foi obtida combinando-se 0,2%, 0,7% ou 4,0% de microesferas expansíveis, microesferas de vidro e partículas de nanoargila, respectivamente, com 20,0% de um ligante de poliuretano. Não obstante, a estratégia mais eficaz consistiu na adição de 25.0% de hidrolisado de couro e 10.0% de transglutaminase (mTG), resultando num couro mais leve, macio e elástico, sem variação dimensional significativa. O efeito da concentração do hidrolisado sobre as propriedades mecânicas do couro foi analisado recorrendo a um desenho de experiências composto rotacional central 22 com 3 pontos centrais, definindo 15,0 e 45,0% (OHW) de hidrolisado e 5,0 e 15,0% (OLW) mTG como valores limite. A análise ANOVA revelou que na região estudada houve um efeito significativo da concentração de mTG sobre o alongamento do couro. Em contraste, o hidrolisado de couro demonstrou uma influência baixa, mas significativa, na resistência à tração. Nenhum efeito significativo destes aditivos foi observado para o módulo de Young. O modelo matemático gerado para estimar os valores percentuais de alongamento foi validado, prevendo um valor próximo ao obtido no procedimento experimental. No geral, este trabalho demonstrou a aplicabilidade do hidrolisado de couro na minimização dos defeitos do couro.Barreiro, FilomenaSantamaria-Echart, ArantzazuChávez, Juan Daniel RivaldiBiblioteca Digital do IPBBernal, Matias Joaquin Penayo2024-02-07T15:30:00Z20232023-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10198/29432TID:203524357enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2024-02-14T01:18:34Zoai:bibliotecadigital.ipb.pt:10198/29432Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-20T02:38:07.331182Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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