Parameters for Composting Tannery Hair Waste

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A. Onyuka
M. Bates
G. Attenburrow
A. Covington
A. Antunes

Abstract

Solid hair waste is generated by the leather industry as a by-product of the leather manufacturing process. Keratin, the main structural constituent of hair proteins, is highly resistant to degradation and their disposal is of environmental concern. The aim of this study was to develop conditions favorable for the degradation of bovine hair in a composting environment as an environmentally friendly option for the management of solid tannery hair waste. The thermophilic optimum temperature, 40 – 50?C, moisture content 55%, pH 7.0 and a carbon to nitrogen ratio of 35:1 were found to be favorable to sustain metabolic functions of thermophilic microbial flora, responsible for degrading keratins. The biodegradation and structural transformation of the substrate was assessed using scanning electron microscopy. The results show that under these conditions the bovine hair lost most of its integral structural stability and that the cuticular components were more resistant to degradation. The compost stability as evaluated by monitoring the degree of humification and carbon to nitrogen ratio indicated that the final product achieved reasonable stability by attaining 73% degree of humification, 26% humification rate and carbon to nitrogen ratio of 29:1. Hence the composting technology used in this study has potential application in the leather industry for the production of an economically viable product.RESUMENResiduos sólidos de pelo son generados por la industria del cuero como un subproducto del proceso de fabricación. Queratina, el componente estructural principal de las proteínas del pelo, es altamente resistente a la degradación y su eliminación es de preocupación ambiental. El objetivo de este estudio fue establecer condiciones favorables para la degradación del pelo bovino en un ambiente de compostaje como una opción ecológica para la gestión de los residuos sólidos de pelo de la curtiembre. La temperatura termofílica óptima, 40 a 50?C, contenido de humedad del 55%, pH 7.0 y una relación de carbono a nitrógeno de 35:1 es encontrada como favorable para mantener las funciones metabólicas de la flora microbiana termofílica, responsable de la degradación de la queratina. La biodegradación y la transformación estructural del sustrato fue evaluada mediante microscopía electrónica de barrido. Los resultados muestran que bajo estas condiciones el pelo bovino pierde la mayor parte de su estabilidad estructural integral y que los componentes cuticulares son los más resistentes a la degradación. La estabilidad de compost como se evaluó mediante el control del grado de humificación y la relación de carbono a nitrógeno indicó que el producto final alcanzó una estabilidad razonable por la obtención de un grado de humificación del 73%, una tasa de humificación del 26% y una relación de carbono a nitrógeno de 29:1. De ahí que la tecnología de compostaje utilizado en este estudio tiene aplicación potencial en la industria del cuero para la producción de un producto económicamente viable.

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