Studies on the Use of Enzymes in Tanning Process: Part II. Kinetics of Vegetable Tanning Process

Abstract

The action of bacterial collagenase as an auxiliary agent in the tanning bath was studied. The use of bacterial collagenase enzyme has resulted in increased tannin absorption and better diffusion of tannins into the leather. Kinetics of tanning involving pretreatment with bacterial collagenase at different concentrations was studied. Tanning isotherms and the fit of different empirical equations (Parabolic, Cegarra-Puente and modified Cegarra-Puente equations) for the process were obtained. The modified Cegarra-Puente equation provides the best fit with the experimental values. The absorption rate constant calculated with this equation shows higher rate constants and faster kinetics for enzyme assisted tanning process. The enzyme treatment at different temperatures produced a significant increase in the exhaustion of tannins and the absorption rate constants, when compared to control. Enzyme treatment of leathers resulted in significant decrease in the apparent activation energy for the tanning process. 60% reduction in activation energy is observed for enzyme assisted tanning process compared to control as calculated from Arrhenius equation for enzyme treated leathers. RESUMENLa acción de colagenasa de origen bacterial como agente auxiliar en el baño del curtido fue estudiada. El uso de la enzima de colagenasa bacterial resultó en incrementada absorción de taninos y mejorada difusión de taninos dentro del cuero. La cinética de la curtición involucrando pretratamiento con colagenasa bacteriana a diferentes concentraciones fue estudiada. Curvas isotérmicas de curtición y el ajuste de diferentes ecuaciones empíricas (Parabólica, Cegarra-Puente, y Cegarra-Puente modificada) al proceso fueron obtenidas. La ecuación modificada de Cegarra-Puente dio el mejor ajuste con los valores experimentales. La constante para la tasa de absorción calculada en base a esta ecuación demuestra incrementadas constantes de velocidad de reacción y cinética más rápida para el proceso de curtición auxiliado enzimáticamente. El tratamiento enzimático a varias temperaturas produjo un significativo incremento en el agotamiento de los taninos y en los valores de las constantes de las tasas de absorción, comparadas al control. Tratamiento enzimático de los cueros resultó en una significante disminución en la energía de activación aparente del proceso de curtición. Reducción del 60% en la energía de activación observada en el proceso de curtición con auxilio enzimático comparada al del proceso de control calculado por medio de la ecuación de Arrhenius.