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Proceso de curtido de cuero
I. INTRODUCCIÓNEl material de partida para la preparación del cuero lo constituye la piel de los animales. Su naturaleza es, sobre todo, adecuada al carácter del cuero obtenido. La piel en bruto se obtiene de toda clase de ganado vacuno como toros, bueyes, vacas, y terneros, además de las pieles de oveja , piel de cabra, piel de cerdo, piel de caballo y muchas pieles especiales de animales salvajes, animales acuáticas y reptiles. A esto hay que añadir los animales peleteros, animales salvajes y domesticados, cuyas pieles son dedicadas a ser curtidas y con ello valorizadas.
Mientras la naturaleza, ha creado en las fibras naturales, por ejemplo, algodón , lana, y seda, un modelo de macromoléculas mono-dimensionales estructuradas, en lo que se refiere a estructura química y estructura fina en consideración a la resistencia y la aptitud de aislamiento del calor , la piel animal es la muestra de un buen material industrial.
LA piel animal está constituida por una serie de capas superpuestas de naturaleza proteínica fuertemente hidratada (60 – 70% de humedad). La siguiente figura representa en forma general y esquemática el corte transversal de una piel fresca.
La piel de los mamíferos está constituida histológicamente por tres partes: la epidermis (piel superficial), el cutis, dermis o corium (piel propia del cuero) y el subcutis (tejido conjuntivo situado debajo de la piel). Solamente en Peletería interesa el mantenimiento de los cabellos formados en la epidermis, y las escamas en el caso de los reptiles y animales marinos. En otros casos para la obtención del cuero hay que quitar la epidermis y de la misma forma el tejido conjuntivo situado debajo de la piel.
La epidermis es de estructura compacta, resistente y poco permeable, como corresponde a su acción protectora. Está constituida por una proteína fibrosa, la queratina, en la que entre otros aminoácidos básicos, como la tirosina, la glicocola, etc., abunda el ditioaminoácido cistina, cuyos enlaces disulfuro sirven para el entrecruzamiento molecular que explica la compacidad y resistencia de la epidermis. Como se indica en la figura, los álcalis-pero no el agua ni los ácidos- atacan a la epidermis.
La dermis constituye la parte principal de la piel en cantidad e importancia. La forman dos clases de sustancias: a) el colágeno, proteína fibrilar de alto grado de polimerización, resistente mecánicamente, que hace un papel estructural, de sostén, y que está formado por glicocola y prolina, principalmente, junto a otros diez aminoácidos-
1Autores: Maxwell Altamirano y Oscar D Largaespada.
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pero no cistina-, y b) la elastina, de menos desarrollo molecular, aunque también fibrilar, de naturaleza elástica, y que actúa cementándolas fibras de colágeno. Predomina en la elastina los mono-aminoácidos alifáticos y contiene también algo de cistina.
El papel principal en la estructura de la piel productora del cuero lo juegan las escleroproteínas, de las cuales, los colágenos tienen la máxima importancia en la formación del cuero. Estos constituyen el 98% de la sustancia seca de la piel del cuero. Además pertenecen a ésta la elastina que igualmente interviene en el proceso de curtición formador del cuero, mientras que el tercer constituyente, la queratina, forma la parte principal de la lana y de los pelos y salvo en Peletería, es eliminada.
II. ANTECEDENTES
La piel es uno de los artículos más antiguos que se conocen. Los primeros objetos se hicieron cuando se trataba las pieles con extractos vegetales para hacerlos resistentes al clima. El arte de la manufactura de la piel antecede por siglos a cualquier conocimiento de los principios que se aplican para ello. Probablemente el mayor avance único en la industria de la piel fue la aplicación práctica del proceso de curtido por cromo, inventado en 1893. Más del 90% de la producción mundial de pieles es curtida en cromo
La obtención de cuero, que constituye las más antigua de las aplicaciones de las industrias textiles, se fundamenta siempre en la necesidad de proteger la piel de los animales del endurecimiento y de la putrefacción. El cuero sirvió al principio solamente para nuestros vestidos y cada vez más constituía una materia sin la cual nuestra vida no podía imaginarse. Cada vez adquiriría mayor importancia el cuero para vestiduras, como por ejemplo, para zapatos guantes y parecidas clases de objetos de cuero, asi como también otros objetos como sillas, bolsos de mano, cofres, etc.
En muchos artículos industriales, como correas de impulsión, partes de vehículos, por ejemplo, fuelles que antes eran de cuero, han sido sustituidos en la actualidad por otros productos, como caucho, plásticos, etc. Los plásticos son utilizados muchas veces en lugar del cuero porque son más económicos y muchas veces apropiados para determinados objetos especiales. Pero nada alcanza con las propiedades de uso universal y la belleza del cuero noble.
Se cree que el desarrollo de la industria del cuero fue principalmente el resultado de descubrimientos empíricos, puesto que ha sido solamente en época reciente cuando se ha expresado en lenguaje químico algo de la teoría de la preparación y curtido de cuero.
El proceso del cromo ha acelerado enormemente la operación de curtir, aumentando también la resistencia del producto. Mientras que el curtido vegetal es empleado de modo muy general y es de tardío proceso.
USO Y ECONOMÍA
2Autores: Maxwell Altamirano y Oscar D Largaespada.
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En 1977 había 165 plantas fabricantes de productos de piel en Estados Unidos. La mitad de la producción se utilizaba para zapatos y el resto par prendas de vestir, guantes, bolsas de mano, cinturones, etc. En 1981 la producción de pieles tuvo un valor de 2180106 dólares y la industria empleó 20 300 trabajadores.
Los productos recubiertos y hechos de piel artificial han provocado grandes desajustes en los mercados tradicionales. Más del 70 % de las suelas para zapatos ahora son sintéticas. Por ejemplo, las suelas de hule sintético y de una resina con alto contenido de estireno-butadieno, han reemplazado sobrepasado a la piel por amplio margen y por un descenso de costos. El Charol se ha reemplazado en gran medida por el plástico de vinilo, alta mente superior. El hecho de que el plástico se pueda producir en grandes hojas elimina desperdicio al cortar y conduce por sí mismo a la automatización. Una piel sintética porosa llamada Corfam se presentó en 1963. Fue un éxito técnico, pero no comercial y ya no se fabrica en Estados Unidos. Gran variedad de compuestos de plásticos continúan ofreciendo competencia a la piel, pero son incapaces de desplazarla por su calidad o en aflicciones rudas, como en el uso de zapatos de trabajo y botas.
La industria de la piel consume gran cantidad de energía y se clasifica adjunto con otras industrias demandantes de energía, como la de aluminio, papel, acero, cemento y petróleo. Más del 40 % de la energía utilizada en su preparación se emplea para el secado, 37 % en acabados y 13 % en lustrado y curtido.
III. OBJETIVOS1. Objetivo general
La transformación industrial de piel a cuero por medio de curtiente de cromo
2. Objetivos específicosa) volver aprovechable la piel en la industria de calzado y vestido
b) La industrialización del curtido de piel para disminuir los costos de producción y aumentar la calidad
c) Reducir los tiempos de operación por máquina.
d) Desarrollar un sistema ordenado de las etapas productivas.
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IV. DESCRIPCION DEL PRODUCTO
El aprovechamiento del cuero va dirigido a la obtención de diversos productos:
La gelatina, con diversos fines en la industria; y el pelo, que se utiliza como fieltro y en tapicería.
El cuero como producto complementario de la vaca, es muy importante para la fabricación de calzado y de objetos y utensilios para el campo: el cuero propiamente dicho, se emplea como materia prima en el mercado textil, calzado, marroquinería, guarnicionería, artesanía, encuadernación, etc.
La manufactura del cuero comprende tres subsectores importantes conformados por las confecciones de las prendas de vestir, el calzado, la marroquinería y la peletería.
Nombre del producto “Cuero”
Descripción completa del producto, El cuero que producimos es obtenido de la piel de las mejores reses que nuestro proveedor nos suministra, tienen alta calidad, este cuero se produce según las necesidades del cliente, en cuanto a tamaño y textura.
Especificaciones del cliente: Son: texturas rugosas, finas, espesor, tamaño y color del cuero.
Condiciones de almacenamiento y distribución:
Vida útil: No está definida, dado que éste producto, es la materia prima de otras empresas para un nuevo producto.
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Envasado: No aplica
Instrucciones en la etiqueta: No aplica
Consumidores previstos: Talabarterías, Talleres o fábricas de zapatos, carteras, fajas, ext.
Uso al que se destina el producto, No aplica.
V. ESPECIFICACION DEL PRODUCTOEl cuero es el producto terminado de la industria del curtido de pieles y es la materia prima para otros tipos de industria.
El cuero sirvió al principio solamente para nuestros vestidos y cada vez más constituía una materia sin la cual nuestra vida no podía imaginarse. Cada vez adquiriría mayor importancia el cuero para vestiduras, como por ejemplo, para zapatos, guantes y parecidas clases de objetos de cuero, así como también otros objetos como sillas, tapicería de vehículos, bolsos de mano, cofres, etc.
El acabado de un cuero dependerá del artículo a que se destine.
El acabado se puede clasificar en distintos tipos según:
1. Según la técnica: abrillantables, abrillantables y con planchas, con plancha, a soplete, a cortina
2. Según los productos: caeínicos, plásticos o con polímeros, nitro celulósicos, charol, poliuretanicos
3. Según su efecto y poder cubriente: anilina, semi-anilina, pigmentado, fantasía, dobles tonos, patinados, etc.
Tipos de acabado del cuero.
1. ACABADO ANILINA: Acabado transparente realizado con colorantes o anilinas, con la finalidad de igualar los teñidos hechos en fulón. El acabado anilina se distingue de los
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demás debido a la ausencia de pigmentos de cobertura y por permitir la fácil integridad de la flor.
2. ACABADO SEMI-ANILINA: Curtido teñido con anilina y al que se ha aplicado una capa de pigmentos tan ligera, que no oculta sus características naturales.
3. ACABADO A BASE DE AGUA: Acabado hecho con pigmento o anilina utilizando agua como solvente.
4. ACABADO A BASE DE NITROCELULOSA: Pintura de cobertura nitrocelulósica también llamada pintura coloidal, normalmente insoluble en agua. Preparada con solventes orgánicos, se emplea preferentemente como laca nitrocelulósica con diferentes porcentaje de sólidos. El film formado por la nitrocelulosa es aplicado como principal componente, sobre todo como lustre o top final.
5. ACABADO MATE: Acabado caracterizado por no presentar brillo en el top final.
6. ACABADO LUSTRABLE: Acabado susceptible al lustrado. Este es un acabado que puede ser lustrado o pulido. En este tipo de acabado se usan productos que necesitan ser resistentes y producir brillo.
7. ACABADO PLÁSTICO: Acabado donde se usan productos de características termoplásticas. Acabado que se efectúa con placas lisas o de grabados. Los ligantes de polímeros termoplásticos no pueden lustrarse, salvo raras excepciones, porque se funden por la acción de la presión y del calor tornándose pegajosos, con un toque plastificado modificando el toque natural del acabado. Acabados fuertemente pigmentados que presentan, normalmente, un aspecto muy plástico.
8. ACABADO CON APRESTO FINAL: Curtido al cual se ha aplicado una capa final de acabado para otorgarle propiedades especiales, tales como lustre, unidad de color, solidez de color al frote húmedo, impermeabilidad u otras características similares.
9. ACABADO CON PIGMENTOS: Curtido en cuya superficie se ha aplicado una o más capas de productos que contienen pigmentos en suspensión.
10. ACABADO CON RESINAS: Curtido al que se ha aplicado una o más capas de productos que contienen un polímero, generalmente una resina sintética termoplástica.
11. ACABADO ESFUMADO: Sombreado que se da a ciertas partes de los curtidos para calzado, vestimenta, etc.; esta operación frecuentemente la efectúa el fabricante de esas manufacturas.
12. CABADO POR LA FLOR: Curtido que tiene la capa flor corregida o no y ha sido acabado por dicho lado.
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VI. CLASIFICACION DE LA PRODUCCIÓNImplementación del proceso de mantenimiento productivo totalEl TPM tiene como propósito que los equipos operen sin averías y fallos, así como eliminar toda clase de pérdidas, mejorar la fiabilidad de los equipos y emplear verdaderamente la capacidad industrial instalada.
Se estará midiendo la eficiencia global de los equipos (OEE Overall Equipment Efficiency) la cual tomará en cuenta factores de disponibilidad, desempeño y calidad en la operación de las máquinas utilizadas en la fábrica. Dicha medición preemitirá conocer el nivel de explotación que se está dando a un equipo instalado, así como encontrar fuentes de ineficiencia o desperdicio en el proceso.
Las máquinas que son puntos de prioridad y donde pueden existir paros en la producción con mayor facilidad son la depiladora. En esta máquina esta expuesta a mayor esfuerzo, las cuchillas se pueden quebrar, el motor se puede arruinar o la flecha del motor se pude desacoplar, estas solo son unos de los problema que pueden ocurrir. El tiempo perdido en estas máquinas no afectará inmediatamente a la producción debido a que habrá material en las etapas posteriores a esta, pero un paro de doce horas definitivamente no brindará material a la etapa de pelambre. Por tanto se le tien que dar un mantenimiento preventivo para evitar fallas mayores en el equipo
Proceso de producción
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Los productos se pasan por una misma secuencia de operaciones para poder sacar otros productos solo se diferencian en la etapa del tambor de empacado producto solo se diferencian la etapa del tambor de empacado donde se adiciona aceite para cada curo según su utilización las porciones adecuadas de aceite. Se pueden hacer más variedades de productos con el mismo sistema productivo esto respaldará la inversión.
Como conclusión tenemos que el sistema productivo es en línea.
VII. FACTORES DE ESTRATEGIAS DE FABRICACION.Producción LEAN
1. En la mesa de cortar se distribuirá el trabajo de tal forma que una persona se encargue de cabeza y piernas delanteros y otro de piernas trasera y cola.
2. El transporte que se utilizará será de carril, esto para ahorrar los movimientos de los operarios
3. Se llevará un control estricto de los insumos químicos (N2S2O3, enzimas trípticas, Na2Cr2O7, ácido mineral) para que los costos de producción no se incrementen.
4. Se llevará un control de consumo de vapor en la jaula de secado, y que el agua condensada sirva para producir vapor y ahorrar de esta forma el consumo de agua.
5. Verificar la proporción exacta de colorante,
6. Controlar el agua necesaria para el enjuague del cuero y el baño de ablandamiento.
7. Ver que las variables de proceso tales como temperatura en el baño de enzimas trípticas sea el correcto. Que el PH en el tambor de decapaje sea de 3.
8. Que el trabajo que realizará los operarios sea de ocho horas, para no incrementar los costos de producción por pago de horas extras.
9. Lograr la comercialización del cuero lo más rápido posible para evitar un excesivo inventario.
10. Dar un mantenimiento adecuado a los equipos críticos tales como la máquina depiladora que puede causar un atraso en la producción al arruinarse el motor.
11. Lograr el mayor agotamiento de sales de cromo por lo que re circulará la solución de cromo para la curtición de otros cueros.
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12. Se venderá como subproducto los músculos o se establecerá una planta de gelatina.
KAIZEN
1. Se determinará que variables influyen en el proceso productivo.2. El sistema de inventario se mantendrá estrecho.
3. Se establecerá un laboratorio que monitoreará las variables más importantes del proceso productivo.
4. Se harán auditorías internas para evaluar el manejo de las políticas de calidad.
5. Se utilizará el sistema primero en entrar, primero en salir.
6. La entrada de material a fabricación será el necesario.
7. Se buscará reducir los costos buscando los proveedores que vendan a menor costos sin afectar la calidad
8. los operarios de los equipos establecerán el documento de operación de los equipos, este material estará a disposición de los supervisores de la planta.
9. Se realizará los diagramas de flujo completos así como vistas de planta. Estos podrán acceder tolos los supervisores.
10. Se presentará la política de la empresa a futuro, que será: “ Ser líder a nivel latinoamericano en producción de cueros curtidos”
11. La información de variables de proceso y balance de materiales estará a disposición de los supervisores.
SEGURIDAD Y SALUD OCUPACIONAL
La subsistencia de la persona exige la mantención de un equilibrio dentro de ciertos márgenes en el ambiente, y cualquier alteración de este equilibrio trae como consecuencia un desajuste o trastorno en el cuerpo, el cual puede ser general, local o pasar inadvertido, según sea su magnitud.
En este contexto, el hombre o más específicamente el trabajador esta expuesto a ciertos riesgos cuando se encuentra inmerso en alguna actividad productiva. En particular, dentro del rubro curtiembre estos riesgos están asociados, principalmente, al manejo de insumos químicos que se emplean en el proceso de producción de cueros, así como por una inadecuada disposición de los residuos al interior y fuera de la planta industrial. Es decir, puede presentarse riesgos para el trabajador derivados unos, por el uso o manipulación de sustancias tóxicas o dañinas que pueden encontrarse y, otros, por exposición a condiciones físicas anormales. Las curtiembres presentan en menor
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medida problemas de ruido. Por otra parte, el riesgo de accidentes laborales puede ser disminuido con una adecuada capacitación de los trabajadores sobre el manejo de sustancias, maquinaria y equipo, el adecuado comportamiento en los lugares de trabajo y el uso adecuado de sus implementos de seguridad entre otros. Es decir, buenas prácticas al interior de las empresas.
Las sustancias dañinas o tóxicas y las condiciones físicas no usuales constituyen lo que se denomina agentes ambientales, cuya presencia en los lugares de trabajo son las causas potenciales de las enfermedades profesionales.
Existen niveles de tolerancia por parte del organismo humano para las distintas sustancias tóxicas que pueden encontrarse en el ambiente de trabajo, capaces de producir enfermedades si ingresan al organismo.
En general, los accidentes y las enfermedades profesionales no constituyen hechos producto del azar, sino que son el resultado de una cadena de hechos que si, son conocidos y analizados, permiten su prevención.
Productos químicos peligrosos
La existencia de diferentes insumos químicos empleados en el proceso productivo y que pueden causar daño a la salud de los trabajadores, demanda un especial cuidado por parte del trabajador.
Es necesario tomar precauciones en el transporte, almacenamiento y manipulación de estos productos.
El sulfuro de sodio, las sales de cromo, las bases o álcalis, los ácidos, así como los solventes y pesticidas, son algunos de los insumos que requieren un manejo cuidadoso porque pueden causar intoxicaciones o accidentes a los empleados expuestos a ellos. También con los elementos inflamables debe existir algún tipo de precaución. El buen manejo de los insumos químicos al interior de la industria debe formar parte de un programa de control de la producción industrial. La siguiente tabla presenta un listado de los principales productos químicos utilizados en las tres etapas del proceso industrial.
También, existe el riesgo que algunos residuos dentro de la industria sean nocivos para la salud de los trabajadores, tal es el caso de aquellos que contienen sulfuros, potenciales formadores de gas sulfhídrico que muchas veces ha provocado desmayos y accidentes fatales durante la limpieza de canaletas y tanques recolectores de efluentes. Los residuos que contienen cromo, principalmente el polvillo de cuero producido durante la operación de rotación del botal o suavizado del cuero, tienen efectos cancerígenos. Finalmente, los gases o vapores de solventes de la etapa de acabado son también nocivos para la salud.
Control de riesgos y protección al trabajador
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Proceso de curtido de cuero
Al interior de las curtiembres existen riesgos que se pueden denominar como tradicionales, siendo los más comunes aquellos asociados al uso de equipos, algunas operaciones y actividades anexas.
Especial atención merece la bodega de productos químicos donde se pesan y manejan estos productos, además del adecuado uso de máquinas y equipos, para lo cual debe diseñarse procedimientos, si no existiesen.
El control de riesgos se debe iniciar con la protección adecuada de los trabajadores y la prevención en las operaciones más riesgosas. Se considera también la señalización de zonas peligrosas mediante códigos de señales y colores en equipos, estructuras (pasamanos, escaleras, puentes grúa) y en el suelo para la conducción segura de maquinaria o equipos.
La protección de los trabajadores debe estar siempre presente, dado el grado de peligrosidad de algunas actividades. Al momento de ejecutar estas tareas, los trabajadores deberían disponer como mínimo de los siguientes elementos:
Zapatos de seguridad. Lentes protectores
Caretas (operarios con riesgo de salpicaduras de productos químicos)
Delantal
Protectores auditivos (para aéreas de la planta, donde el nivel de ruido es de 80 decibeles)
Máscara protectora de gases y partículas (sólo operadores relacionados con emanaciones gaseosas y polvo)
Guantes
Vestimenta de trabajo.
En este sentido, los planes de control y prevención de riesgos deben incentivar las “buenas” prácticas al interior de la empresa. Una adecuada estrategia de comunicación e información acerca de la importancia del concepto “seguridad” debiese estar siempre presente en una empresa. En razón a lo anterior, se hacen necesaria una adecuada capacitación del personal, que incluya una serie de cursos tales como:
Riesgos químicos y uso de elementos de protecciónRiesgos físicos (ruidos)
Operación equipos (grúas horquilla)
Prevención riesgos básicos
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Proceso de curtido de cuero
Prevención y control de incendios
En general, las empresas deben considerar dentro de su política el desarrollo de la seguridad. Esta, no solo va en beneficio del trabajador y la empresa, sino también de la comunidad y el medio ambiente.
Cálculo de tiempo
El cálculo de tiempo y cantidad de producción se realizará en aquellos procesos en el que la intervención humana tenga que influir mucho en el acabado del producto. Este proceso se produce en piezas. Los procesos a los que se le aplicará los cálculos será a el recorte, el lustrado y depilado. Los cálculos se harán en base de una semana laboral de 6 días y un día de 8 horas.
Recorte
Operaciones Tiempo(min)Carga 0.5Recorte 2Traslado/máquina 0.2Descarga 0.5
El número de máquinas a asignar al operador es
Se tomará 26 días laborables en el mes. Se tendrá en cuenta que este operario gana al
mes 1900. córdobas por tanto.
El equipo que se usará para el recorte tendrá un costo de operación de 1 córdoba, por tanto será
El coeficiente que sirve para destinar la cantidad de máquina es
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Proceso de curtido de cuero
Como >1 M=2+1=3 máq
Y como M> N’
La cantidad de minutos den un día es de
La producción de una máquina por día es
Producción total es
Producción semanal
Lustrado
Operaciones Tiempo(min)Carga 0.5Lustrado 3Traslado/máquina 0.06Descarga 0.5
El número de máquinas a asignar al operador es
Se tomará 26 días laborables en el mes. Se tendrá en cuenta que este operario gana al mes 1900 córdobas por tanto.
El equipo que se usará para lustrado tendrá un costo de operación de 16 córdoba ( esto debido a que tiene un alto consumo de energía), por tanto será
El coeficiente que sirve para destinar la cantidad de máquina es
Como <1 M=N=3 máq
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Proceso de curtido de cuero
Y como M< N’
La cantidad de minutos den un día es de
La producción de una máquina por día es
Producción total es
Producción semanal
Depilado
Operaciones Tiempo(min)Limpieza de 0.1Carga 0.5Inspección de máquina
0.06Depilado 3Traslado/máquina 0.06
Descarga 0.5
El número de máquinas a asignar al operador es
Se tendrá en cuenta que este operario gana al mes 3000córdobas esto debido a que se requerirá de técnica. Se tomará 26 días laborables en el mes
La máquina depiladora es eléctrica y de alta resistencia, por tanto asumiendo que el mayor costo de esta máquina es el eléctrico. El costo de un Kwh es de 1.47 córdobas y la máquina consume 11Kwh, entonces. El costo de operación es de
El cálculo de es
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Proceso de curtido de cuero
El coeficiente que sirve para destinar la cantidad de máquina es
Como <1 M=N=3 máq
Y como M<N’
La cantidad de minutos den un día es de
La producción de una máquina por día es
Producción total es
Producción semanal
VIII. DETERMINACIÓN DEL PROCESO DE PRODUCCIÓNEL PROCESO DE CURTIDO DE PIELES
Químico-físicamente, la piel animal- la dermis- en particular es una materia coloidal orgánica hidratada fuertemente. Una vez separada del animal tiene dos riesgos que la inhabilitan para su empleo:
a) Si su humedad, que normalmente es de 60-70%, disminuye por debajo de un 30%, se pudre rápidamente por los microorganismos, que la atacan por los grupos –NH2
y –NH- de los aminoácidos; con humedades por debajo de un 10 % se acartonan y se quiebran.
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b) Si la humedad aumenta por mojado, se hincha, se plastifica, se reblandece y acaba por desintegrarse.
Para hacer de la piel un producto aprovechable hay, pues que lograr insensibilizarla- o casi- a las variaciones de humedad y a la acción de los microorganismos. Esto se consigue con el proceso de curtición, que la transforma en cuero:
La misión de la materia curtiente será, pues penetrar en la piel y bloquear los grupos amino, al mismo tiempo que sus moléculas, ligándose a las del coloide proteínico, eleven tanto el entrecruzamiento molecular-el peso molecular de la micela eucoloidal, a fin de cuentas- que lo hagan prácticamente insoluble- indispensable- en y por el agua.
La generación de residuos en cada etapa
Luego de ser sacrificados los animales, sus cueros son tratados con sal por el lado carne, con lo que se evita la putrefacción y se logra una razonable conservación, es decir, una conservación adecuada para los procesos y usos posteriores a que será sometido el cuero.
Una vez que los cueros son trasladados a la curtiembre, son almacenados en el saladero hasta que llega el momento de procesarlos de acuerdo a las siguientes etapas:
1. Etapa de Ribera
En esta etapa el cuero es preparado para ser curtido, en ella es limpiado y acondicionado, asegurándole un correcto grado de humedad.
La etapa de ribera comprende aquellos procesos que permiten la eliminación del pelo o lana de la piel. Es la etapa que presenta el mayor consumo de agua y su efluente presenta un elevado pH. Devuelve el estado húmedo inicial a aquellas pieles que se conservaron antes de ser llevadas a la curtiembre; también permite la limpieza y desinfección de éstas antes de comenzar el proceso de pelambre. Este proceso emplea sulfuro de sodio y cal para eliminar la epidermis de la piel además del pelo que la recubre. Antes de comenzar con la etapa de curtido se procede al descarne, donde se separan las grasas y carnazas todavía unidas a la parte interna de la piel. La sección de ribera se compone de una serie de pasos intermedios, que son:
Recorte en recepción. Proceso que se realiza cuando la piel animal llega a la curtiembre, en donde se procede al recorte de partes correspondientes al cuello, la cola y las extremidades.
Remojo, baño de ablandamiento o reverdecimiento de la piel: Proceso para rehidratar la piel, eliminar la sal y otros elementos como sangre, excretas y suciedad en
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Proceso de curtido de cuero
general. Durante esta operación se emplean grandes volúmenes de agua que arrastran consigo tierra, cloruros y materia orgánica, así como sangre y estiércol. Entre los compuestos químicos que se emplean están el hidróxido de sodio, el hipoclorito de sodio, los agentes tenso activos y las preparaciones enzimáticas.
Pelambre: En esta operación se elimina todo lo que no sea dermis, es decir hay que quitar la materia queratínica.
La eliminación de la parte queratínica se llama depilado o apelambrado. Proceso a través del cual se disuelve el pelo utilizando cal (Ca(OH)2)y sulfuro de sodio(SNa2), produciéndose además, al interior del cuero, el desdoblamiento de fibras a fibrillas, que prepara el cuero para la posterior curtición. Este proceso emplea un gran volumen de agua y la descarga de sus efluentes representa el mayor aporte de carga orgánica. Además de la presencia de sulfuro y cal, el efluente tiene un elevado pH (11 a 12).
La adicción de SNa2 actúa de esta manera por tres conceptos:
a. Degradado de la queratina por el mayor efecto hidrolítico de la sosa indirectamente formada:
b. Por reducción directa de la queratina a cisterna:
c. Ayudando a la reacción hidrolítica principal por destrucción de los ácidos sulfénicos:
El tratamiento alcalino afloja los pelos por destruir la grasa del bulbo-pilosos, con los que se separan fácilmente con raspadores o a mano.
Los pelos separados se emplean para fieltros y para recubrir superficies- paredes, muebles, estuchería- según la técnica de “flocage”, que consiste en pulverizar el pelo, molido no muy finamente, sobre las superficies a recubrir impregnadas de un barniz secante reciente mente aplicado.
Desencalado: Proceso donde se lava la piel para remover la cal y el sulfuro, para evitar posibles interferencias en las etapas posteriores del curtido y en el que se emplean volúmenes considerables de agua. Entre los compuestos químicos que se emplean están los ácidos orgánicos tamponados (sulfúrico, clorhídrico, láctico, fórmico, bórico y mezclas), las sales de amonio, el bisulfito de sodio, el peróxido de hidrógeno, azúcares y melazas, e inclusive ácido sulfoftálico.
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Proceso de curtido de cuero
Descarnado: proceso que consiste en la eliminación mecánica de la grasa natural, y del tejido conjuntivo, esencial para las operaciones secuenciales posteriores hasta el curtido, estos residuos presentan gran porcentaje de humedad. Se elimina la epidermis, la grasa y la materia muscular que puede haber quedado adherida. La epidermis hay que eliminarla para que la materia curtiente penetre por ambas caras, pues la adsorción de la disolución curtiente a través de la fascia resulta lentísima e incompleta. La materia grasa y muscular se arranca mecánicamente, por acuchillado. Se aprovecha estos residuos para extraer la grasa y para obtener gelatinas o colas de la parte muscular, por hidrólisis.
Desengrase. Proceso que produce una descarga líquida que contiene materia orgánica, solventes y agentes tensoactivos. Entre los solventes utilizados están el kerosene, el monoclorobenceno y el percloroetileno, este último para pieles de oveja después de curtidas.
Purga enzimática o rendido: El efecto principal del rendido tiene lugar sobre la estructura fibrosa de la piel, emplea enzimas proteolíticas, como el caso de la tripsina para la limpieza de los poros de la piel. También se emplea cloruro de amonio. Su acción es un complemento en la eliminación de las proteínas no estructuradas, y una acción sobre la limpieza de la flor, la que se traduce en lisura de la misma, y le confiere mayor elasticidad. Por tanto se elimina la elastina cementante de las fibras de colágeno a curtir y otros productos no fibrosos- globulina, mucoproteínas, etc.- y así relajar la cohesión de la dermis. Los efluentes contienen estos productos y tienen un pH neutro.
2. Etapa de Piquelado o Decapaje
El proceso de piquelado comprende la preparación química de la piel para el proceso de curtido, mediante la utilización de ácido fórmico y sulfúrico principalmente, que hacen un aporte de protones, los que se enlazan con el grupo carboxílico, permitiendo la difusión del curtiente hacia el interior de la piel sin que se fije en las capas externas del colágeno.
Así queda la piel lista para la curtición propiamente dicha, por ser compatible su carácter catiónico con la naturaleza de los productos curtientes.
3. Etapa de Curtido
Curtido: Proceso por el cual se estabiliza el colágeno de la piel mediante agentes curtientes minerales o vegetales, transformándola en cuero, siendo las sales de cromo las más utilizadas. Genera un efluente con pH bajo al final de la etapa. Los curtidos minerales emplean diferentes tipos de sales de cromo trivalente (Cr+3) en varias
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Proceso de curtido de cuero
proporciones. Los curtidos vegetales para la producción de suelas emplean extractos comerciales de taninos.
Otros agentes curtientes son los sintanos. Los procesos de desencalado, desengrase y purga eliminan la cal, el sulfuro y las grasas contenidas en la piel y limpian los poros de la misma. El consumo de agua no es tan alto como en la etapa de ribera y su efluente tiene pH neutro. Los dos últimos procesos de esta etapa consumen el menor volumen de agua; el piquelado en un medio salino y ácido prepara la piel para el curtido con agentes vegetales o minerales. Al final de esta etapa se tiene el conocido "wet blue", que es clasificado según su grosor y calidad para su proceso de acabado.
La menor proporción curtiente/piel hace que es el curtido con cromo sean más ligeros, más finos, más permeables, más transpirables que la curtición vegetal. Por lo que se emplea la curtición con cromo para pieles finas como boxcaf o ternera, cabritilla o cabra, etc. También los destinados a bolsillería, zapatería-cueros de empeine-, tapicería, etc., en todos los cuales la conservación de la “flor” es importante porque permite un buen abrillantado.
Después de los baños de curtición, las pieles se sumergen en una solución de dicromato de sodio y se trata con tiosulfato de amonio en el tambor de reducción. Después del tambor de reducción se trata en tambores de sedimentación con bórax para fijar la sal de cromo en las fibras. Un lavado termina el proceso de curtido.
Escurrido. Operación mecánica que quita gran parte de la humedad del "wet blue". El volumen de este efluente no es importante pero tiene un potencial contaminante debido al contenido de cromo y bajo pH.
4. Procesos mecánicos de post-curtición
A continuación del curtido, se efectúan ciertas operaciones mecánicas que propenden a dar un espesor específico y homogéneo al cuero. Estas operaciones son:
Desaguado mecánico: Para eliminar el exceso de humedad del "wet blue", además permite entregarle una adecuada mecanización al cuero para los procesos siguientes. El volumen de este efluente no es importante pero tiene un potencial contaminante debido al contenido de cromo y bajo pH.
Dividido o partido: Del cuero para separar el lado flor del lado carne de la piel.
Raspado: Para dar espesor definido y homogéneo al cuero. Produce un aserrín que contiene Cr+3 en aquellos cueros que han tenido un curtido mineral.
Recortes: Proceso por el cual se elimina las partes del cuero que no van a tener una utilización posterior. Genera restos de cuero terminado, los que aportan retazos de cuero con contenido de Cr+3 cuando el curtido ha sido al cromo, a éstos restos se los denomina "virutas de cromo".
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Proceso de curtido de cuero
5. Procesos húmedos de post-curtición
Esto consiste en un reprocesamiento del colágeno ya estabilizado, tendiente a modificar sus propiedades para adecuarlas a artículos determinados. Este objetivo se logra agregando otros curtientes en combinación o no con cromo.
En este grupo de procesos se involucra el neutralizado, recurtido, teñido y engrasado del cuero. Procesos que utilizan sales minerales diferentes al cromo y curtientes sintéticos como los sintanos. Para el teñido se emplean tintes con base de anilina. Estos baños presentan temperatura elevada y color.
6. Secado y terminación
Los cueros, una vez recurtidos, son desaguados y retenidos para eliminar el exceso de humedad, además son estirados y preparados para luego secarlos. El proceso final incluye el tratamiento mecánico del lado flor y el descarne, seguido de la aplicación de las capas de terminación.
La terminación consiste en anilinas o pigmentos dispersos en un binder, típicamente caseína o polímeros acrílicos o poliuretánicos, los que son aplicados por felpa, pistola o rodillo. Lacas nitro celulósicas o uretánicas pueden ser aplicadas con solventes orgánicos como capas de superficie.
Para producción 80 kg por curtido por cromo se requiere de:
Cueros 100Kg Na2S2O3 15Kg
Cal 10Kg Bórax 2Kg
Na2S 2Kg Agua (requerida en curtición)
3330 L
Agua 1000 L Aceites: Suelas
2Kg
Colorantes 11Kg Cinturones 8Kg
HCl(30%) 25Kg Aparejos 20Kg
NaCl 20Kg Electricidad 8MJ
Na2Cr2O7 .2H2O 5Kg Mano de obra directa 4.4 horas
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Proceso de curtido de cuero
hombre
IX. DISEÑO DEL SISTEMA DE PRODUCCIÓN
Los siguientes diagramas muestran el sistema de producción que se utilizará en la fabricación de cuero. El primer diagrama es de bloque y el segundo un flujo grama en donde se establecen las áreas de proceso de curtido y teñido de cuero.
En el diagrama de bloque se establecen en forma secuencial las etapas del proceso y algunas especificaciones de operación. Además de concentración de los insumos utilizados.
En flujograma presenta en forma específica la maquinaria a utilizar los tiempos de operación de las etapas, especificación detallada de insumos y rangos operacionales permisible de pH y temperatura.
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Baño de ablandamiento
Cortado
Lustrado
Encalado
Depilado
Baño con enzimas Trípticas
Decapaje
Primer baño
Segundo baño
Captación de cuero, pieles
pellejos
H2O
Reducción
Cuero curtido
Endurecimiento
Ca(OH)2
Baño con de impregnación
Enzimas trípticas
Na2Cr2O7
Na2Cr2O7
HCl
Bórax
Na2S2O3
Acido mineral
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Pieles cueros pellejos
Baño de ablandamiento (3- 24 h)
Mesa para recortar
Lustrado
(Trabajo a mano)
Baño de impregnación
Tambor de decapaje
Tambor de reducción
Tambor de endurecimiento
Primer baño
Segundo baño
60ºC
Máquina para separación
Mesa de prensa
Rollo de repujado
Máquina de medición
Máquina depiladorara
Encalado (10 días)
Vapor
Baño de enjuague
Enzimas trípticas
Baño 32ºC (20-30 min)
Baño de enjuague
H2O
Na2S
Colorante
H2O
Na2Cr2O7 HCl
PH 3.0
Aceite
Ca(OH)2
Ácido mineral BóraxNa2S2O3
S/N
Ing. Oscar Largaespada T
Diagrama de Equipos
Ing. Maxwell Altamirano R.
1
Planta de curtido de cuero
Proceso de curtido de cuero.
IDENTIFICACIÓN DE FUENTES Y CARACTERÍSTICAS DE LOS RESIDUOS
Los desechos de curtiembre contienen un número de constituyentes en cantidades variables y significativas, de acuerdo a la materia prima, proceso y producto final.
Los materiales que pueden aparecer en los desechos de curtiembre, incluyen entre otros: pelo, pedazos de piel y carne, sangre, estiércol, sales, sal común, sales de cromo y sulfuros entre otros.
Los residuos, cuando se presentan, pueden descargarse en estado gaseoso, líquido, o sólido. Los desechos líquidos son los de mayor significación. Sin embargo, los materiales gaseosos y sólidos son importantes en ciertas operaciones individuales y se deben considerar para su disposición.
Después del proceso de curtido, se generan lodos si es que la curtiembre cuenta con planta de tratamiento. Cuando se depuran los efluentes líquidos se produce una gran cantidad de lodo residual, vale decir, aparece un nuevo residuo sólido, que anteriormente no existía por cuanto todos sus componentes eran evacuados en conjunto con el total del agua residual.
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1. Mesa de recortar
2. Baño de ablandamiento
3. Lustrado
4. Encalado
5. Enzimas tripticas
6. Baño de enjuague
7. Tambor de decapaje
8. Primer baño
9. Segundo baño
10. Tambor de reducción
11. Tambor de endurecimiento
12. Baño de enjuague
13. Colorante
14. Aceitado
15 Máquina de separación
16 Mesa de prensa
17. Vaporado
18. Rollo de repujado
19. Máquina de medición
9
10
8
11
Área Curtido
Área Teñido
Proceso de curtido de cuero.
X. ELABORACION DEL PERFIL DEL PRODUCTO(LAYOUT)
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Proceso de curtido de cuero.
XI. TIPO DE PRODUCCIÓNTipo de producción
En el sistema productivo solo se generará tres tipos de cuero, que son suelas, cinturones y aparejos. Por tanto su producción es limitada. Se producirá conforme lleguen a la planta los pedidos.
Los materiales son cuero que variará de una res a otra. Los otros materiales son estándares para todo tipo de cuero a excepción del aceite que variará según el tipo de producto que se quiera.
Los lotes se pasarán al proceso según sea el pedido y este no se interrumpirá hasta que el pedido sea completado. Por tanto la producción para ciertas características de producto durará cierto periodo de tiempo.
Las máquinas utilizadas algunas serán automáticas como la depiladota y la máquina de separación. Otros procesos serán artesanales como son: el enjuague, el cordado y el lustrado. Existirán procesos batch, en donde un conjunto de piezas entrará a una etapa de proceso y este lote terminará su transformación al mismo tiempo.
La cantidad de operarios será de 1 a 3 por etapa de proceso
Los costos de fabricación son bajos respecto a la manufactura artesanal, esto debido a que los químicos utilizados al comprarse en cantidades disminuyen sus costos. Los costos fijos son altos debido a que existen departamentos de ventas y de administración
Conclusión
De acuerdo a las características expuestas anteriormente el tipo de producción de esta industria es seriada. Hay que notar que este tipo de manufactura es poco común debido a que existen transformaciones químicas que tiene un tiempo de reacción el cual es invariable y no interviene directamente el humano.
XII. TIPO DE EMPRESAEl tipo de empresa es de tipo industrial, esto debido a que la actividad esencial es la producción de productos o bienes, mediante la extracción de materias primas. Se enfocará en la trasformación de una materia prima local en un producto. Los equipos están
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dispuestos de forma que siguen un orden lógico de la producción. Esto se basa en un diseño de ingeniería del tiempo de maquinado y de la operaciones que se realizan en un determinado espacio. La distribución de la planta está diseñada en función de una producción eficiente.
Dentro de las industriales su sub-clasificación es secundaria, debido a que no existe una extracción directa del recurso natural sino una trasformación de un que llega a la planta.
Dentro de la secundaria esta es de manufactura, puesto que tiene como fin elaborar o convertir materias primas, productos semi-elaborados y productos terminados, con la finalidad de tranzarlos en el mercado nacional o internacional. Esta tiene como fin satisfacer la demanda de empresas de consumo final, y empresas que producen bienes de consumo final, las que se alimentan de las empresas que producen bienes de producción.
El tipo de manufactura es compleja debido a las operaciones químicas en la que no interviene la acción humana
Recapitulando este tipo de empresa es industrial secundaria de manufactura.
GLOSARIOABLANDADO DEL CUERO: El objetivo es darle al cuero la flexibilidad necesaria para el artículo que deseamos, ya sea por palizón, ablandado a rueda o a pistón (mollisa). La elección de la máquina de ablandar y la forma de realizar el mismo depende del tipo de cuero a procesar y del artículo.
ACONDICIONADO DEL CUERO: Son aquellas operaciones que se realizan con el fin de devolver al cuero su flexibilidad y presentación, quitándoles la característica de cuero acartonado producido en el secado. Debido a la fuerza de cohesión ínter fibrilar, el cuero después del primer secado es duro y sin flexibilidad. Esta característica es menor cuanto mayor sea la cantidad de grasa utilizada en operación de engrase y comienza a notarse cuando el contenido de humedad del cuero es menor al 32%.
CURTIDO: Un término general para cueros y pieles que conservan su estructura natural fibrosa y que han sido tratados en forma tal (véase Curtición), que resultan imputrescibles, incluso después de un tratamiento con agua. Puede haberse eliminado o no el pelo o la lana.
EFLORESCENCIAS GRASAS O MIGRACIÓN: Cualquier exudación de material que una vez estuvo en el cuero para más tarde ser expulsado a la superficie, por medios físicos o químicos.
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Proceso de curtido de cuero.
EMPAQUETADURA: Un curtido resistente, flexible, engrasado por el lado flor, fabricado con cueros vacunos, de espesor entre 4 y 6 mm.
EMPEINE COLOR NATURAL (Cuero para): Curtido vegetal. para empeine elaborado con cueros bovinos, resistente, engrasado, sin teñir ni pigmentar, con acabado abrillantado por la cara de la flor o de la carne.
ENGRASADO (Piel o cuero): Curtido, corrientemente vegetal, al cual se le han incorporado en las operaciones de acabado, cantidades apropiadas de aceites y grasas para conferirles flexibilidad y aumento de resistencia a la tracción y al agua.
ENTRESUELAS (Cuero para): Cuero curtido, incluso descarnes, de curtición vegetal o combinada, en hojas, crupones, cuellos y faldas, flexible, apropiado para entresuelas de calzado.
ESCURRIDO: Operación mecánica que quita gran parte de la humedad del "wet blue". Se elimina la mayor parte del agua entre las fibras del cuero y también las sales, porque si el cuero se secara al sol se evaporaría el agua, pero las sales quedarían y después podrían generar eflorescencias salinas.
DESENCALADO: En este proceso se remueve la cal y el sulfuro de la piel y además elimina el hinchamiento alcalino de la piel. Se realiza para evitar posibles interferencias en las etapas posteriores del curtido. Durante el desencalado, las pieles se lavan con abundante agua y neutralizantes (ácido sulfúrico, hidroclórico, láctico, fórmico, bórico o mezclas de ácidos o sales acídicas). Cuando los ácidos derivados del sulfuro se emplean en el desencalado, es necesario el pre-tratamiento con peróxido de hidrógeno o bisulfato de sodio para oxidar el sulfuro en el ácido y prevenir la formación de sulfato de hidrógeno. El cloruro de amonio, sulfato de amonio y dióxido de carbono también pueden emplearse en el desencalado.
DESCARNE: La capa inferior de una piel o un cuero, separada mediante la máquina de dividir. En cueros muy gruesos, puede obtenerse también un descarne intermedio.
DIVIDIDO (Piel o cuero): La capa externa o del lado del pelo o la lana, de un cuero o de una piel que ha sido dividida en dos o más capas, mediante la máquina de dividir.
PASTA (Cuero): Cuero que después de la curtación no ha sido sometido a otros procesos ulteriores.
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Proceso de curtido de cuero.
PELAMBRE: Proceso a través del cual se disuelve el pelo utilizando cal y sulfuro de sodio, produciéndose además, al interior del cuero, el desdoblamiento de fibras a fibrillas, que prepara el cuero para la posterior curtición. La cal se mezcla con sulfito de sodio para aflojar la lana y pelo, o disolver estos, produciendo un aflojamiento de la estructura fibrosa con el fin de preparar la piel para los procesos siguientes.
PELUSA: Polvo residual del afelpado, que puede ser cepillado de algunas pieles afelpadas.
PERGAMINO: Material translúcido u opaco, con una superficie lisa adecuado para escribir, encuadernar, etc. Se fabrica con pieles delgadas de ovino, cabra o asno, secando el material apelambrado, sin aplicar curtición alguna. El material se lava y desengrasa a fondo y se alisa durante el proceso.
PERGAMINO PARA TAMBORES: secada sin aplicar ninguna clase de curtiente, raspada o desflorada hasta dejarla lisa.
PESO DEL CUERO: El peso de un cuero o piel depende de la estructura de las fibras de colágeno de la piel. Esta estructura está condicionada a su vez por una serie de factores, por ejemplo de tipo genético, la edad, el sexo, la alimentación y el medio ambiente.
PIEL: Término genérico que significa la cubierta exterior de un animal. También se denominan así, las pieles de peletería curtidas y acabadas con su pelo.
PIEL DORADA O PLATEADA: Curtido revestido de una capa de oro, aluminio u otro metal, teñida con colorantes solubles en disolventes orgánicos. Producidas generalmente con pieles de cabra o cabrito o pieles ovinas.
PIEL OVINA ESQUILADA PARA FORROS: Piel ovina de lana corta curtida y acabada, utilizada para forros. Ver Piel ovina acabada.
PIGMENTADO: Véase Acabado con Pigmentos.
PIGMENTOS: Son sustancias coloreadas, insolubles, en forma de polvo y que están dispersas en agua o solventes orgánicos. Hoy en día, el medio más habitual es dispersarlos en fase acuosa. Los pigmentos dispersados en solventes se usan
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generalmente para corregir tonos o colores de último momento, pero tienen un poder demasiado cubriente.
PIQUELADO: Condición en la que se encuentran los cueros luego del tratamiento con ácidos y sales neutras y en la cual pueden ser conservados temporalmente.
PLANTILLA DE CURTICIÓN VEGETAL-MIXTA: Cuero para fondos de calzado producido mediante curtición combinada en fulón y piletas, de duración media. Utilizada principalmente en la reparación de calzado y también como primeras suelas en la fabricación de botas.
PLANTILLAS PARA COSIDO: Cuero para fondos de calzado, flexible, particularmente adecuado para cosido.
PLANTILLAS (Cuero para): Un tipo de cuero para fondos de calzado, más suave y flexible que el cuero para suelas.
PRE-CURTIDO (Piel o cuero):Piel o cuero que ha sido curtido ligeramente, pero que para ser acabado requiere una curtición ulterior, antes de ser acondicionado.
PROTEGIDO (Piel o cuero): Curtido al que se han incorporado ciertos productos químicos especiales para que esté menos expuesto a deteriorarse por condiciones atmosféricas adversas. Tratamiento utilizado también para pieles destinadas a encuadernación y tapicería.
PURGA: Es un tratamiento con enzimas proteolíticas, como el caso de la tripsina para el aflojamiento de las fibras del colágeno, además de producir una limpieza de los poros de la piel. Lo que se traduce en lisura de la misma, y le confiere mayor elasticidad.
TALABARTERÍA (Cuero): Cuero bovino de curtición vegetal, dividido y engrasado, apto para ser utilizado en talabartería y equipos militares.
TEÑIDO: Es la operación que tiene por objeto darle un color determinado, ya sea superficialmente, en parte del espesor o en todo él para mejorar su apariencia, adaptarlo al estilo de moda e incrementar su valor. Es además la operación donde se verán reflejados los errores en operaciones anteriores.
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