El documento describe la potencial valorización de los residuos de cáscara de huevo de gallina. Históricamente se han considerado un desperdicio, pero contienen proteínas como el colágeno que pueden extraerse y venderse con fines médicos. El diseño de un proceso de extracción de estas proteínas mediante hidrólisis alcalina permitiría obtener proteína hidrolizada concentrada y otros subproductos con valor comercial como albúmina y cáscara rica en calcio.

2. La cáscara de huevo de gallina históricamente, se ha
considerado como un desperdicio o residuo sólido. Los
residuos de cáscara de huevo de gallina (RCHG) al
descomponerse en vertederos, liberan a la atmósfera
metano, gas cuya capacidad de aportar al calentamiento
global es 21 veces más alta que el CO2. (Glatz, Miao y
Rodda, 2011, p. 216).
Estudios realizados en los últimos 15
años han demostrado que los RCHG,
pueden convertirse en materia prima de
gran valor agregado, capaz de aportar
desde minerales como el calcio hasta
proteínas como el colágeno (Long,
Adams, DeVore y Franklyn, 2008, p. 14).

3. Son de especial interés las membranas que se encuentran
pegadas a la cáscara, debido al gran valor que aportan
por su naturaleza proteica. Dichas estructuras conocidas
como membranas intersticiales representan el 3% del
peso total de las RCHG y presentan una composición de
alrededor de 35% en colágeno (Long et al., 2008, p. 14).
El valor potencial del colágeno de
membranas de cáscara de huevo de
gallina es enorme, especialmente para el
campo médico, donde el colágeno
purificado puede venderse en alrededor
de 1 000,00 dólares por gramo (MacNeil,
2001, p. 4).

4. En el presente trabajo se conceptualizó el diseño
de un proceso a nivel de planta piloto que permite
la extracción de proteínas a partir de las
membranas intersticiales de residuos de cáscara
de huevo de gallina mediante el proceso de
hidrólisis alcalina.
Los análisis de caracterización preliminares,
realizados en el DECAB-EPN, determinaron que las
membranas intersticiales contienen alrededor de
71,19 % p/p de proteína.

5. A través de la aplicación de las diversas
operaciones unitarias planteadas en el proceso de
planta piloto se consigue la concentración de
hasta el 93 % p/p en proteína hidrolizada.
El diseño desarrollado, además del producto
principal, permite la recuperación de dos
subproductos con valor comercial: la albúmina
técnica y cáscara de huevo triturada rica en calcio.

6. Escala: S/EElaborado por: Erika UrbanoESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE
INGENIERO QUÍMICO
Título: Planta piloto para la recuperación de proteína
hidrolizada a partir de residuos de cáscara de huevo
de gallina (RCHG) Revisado por: Dra. Jenny Ruales Fecha: 31/10/2014Diagrama No. 01
Tipo: Diagrama de Bloques de Procesos
(BFD)
TRITURACIÓN
SEPARACIÓN POR DIFERENCIA DE DENSIDADES
Residuos de cáscara de
huevo de gallina
Agua
TAMIZADO
(Malla No. 40)
Fase Densa (lodo)
Partículas de cáscara sin membranas
Partículas de membranas
intersticiales
NEUTRALIZACIÓN
Agua
HIDRÓLISIS ALCALINA
Fase Flotante
Partículas de membranas intersticiales y agua
Concentrado en polvo de proteína hidrolizada
de membranas intersticiales
CENTRIFUGACIÓN
Albúmina
Cáscara y membranas
Cáscara y membranas trituradas
Hidrolizado de proteína de membranas
intersticiales (pH 13)
Sol NaOH (5 %P/P)
Sol HCl
(0,5 N)
Solución de NaCl con
precipitado de proteína
hidrolizada(pH 7)
CONGELACIÓN
LIOFILIZACIÓN
Concentrado de proteína hidrolizada de
membranas intersticiales congelado
Agua
ACONDICIONAMIENTO DEL PH HASTA PRECIPITACIÓN DE LAS PROTEÍNAS
Permeado
Solución de NaCl y
compuestos no proteicos
ULTRAFILTRACIÓN
(Membrana de 0,03 µm)
Retenido
Solución ácida con precipitado de
proteínas de membranas
intersticiales (pH 5,6)
Solución de NaCl y exceso de HCl con precipitado
de proteína hidrolizada de membranas
intersticiales
(pH 5,6)
Sol NaOH (0,1 N)
Permeado
Agua(pH 7)
Retenido
Concentrado de proteína hidrolizada de
membranas intersticiales (pH 7)
ULTRAFILTRACIÓN
(Membrana de 0,03 µm)

7. 12
Escala: S/E
2
3A
1
3B
7
5
4
6
8
10B
9
10A
11
13A 13B
14
15
16
19
172022
23
Elaborado por: Erika Urbano
M-101
SC-101
R-101
21B
L-101 C-101
R-102
SD-101
B-102 B-104 B-105
SC-101 M-101 SD-101 B-101 R-101 B-104T-101 R-102 B-106U-101 C-101 L-101R-103
Corriente No. 1 2 3A 3B 4 5 6 7 8 9 10A 10B 11 12
Identificación
Alimentación
de RCHG
Albúmina
recuperada
RCHG
recuperados
RCHG
triturados
Alimentación de
agua al
separador
Reciclo de agua
desde el tamiz
Partículas de
membranas
al tamiz
Partículas de
cáscara
recuperadas
Partículas de
membranas
recuperadas
Solución de
NaOH
(5%P/P)
Entrada de
agua de
calentamiento
Salida de
agua de
calentamient
o
Hidrolizado de
proteína de
membranas
Solución de
HCl (0,5 N)
Corriente No. 13A 13B 14 15 16 17 18A 18B 19 20 21A 21B 22 23
Identificación
Entrada de
agua de
enfriamiento
Salida de
agua de
enfriamiento
Solución
ácida con
proteína
precipitada
Permeado:
agua con
NaCl
Retenido:
Precipitado de
proteína con
solución de HCl
Solución de
NaOH (0,1 N)
Entrada de
agua de
enfriamiento
Salida de
agua de
enfriamiento
Solución
neutra de
proteína
precipitada
Permeado:
agua
Retenido:
Concentrado
de proteína
hidrolizada
precipitada
Concentrado
de proteína
hidrolizada
congelado
Agua
condensada
de la
sublimación
Concentrado
en polvo de
proteína
hidrolizada
IDENTIFICACIÓN DE LAS CORRIENTES
B-105
LEYENDA
#
R - 1 0 1
Número de equipo
Individual
Área en la planta
Tipo de equipo
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE
INGENIERO QUÍMICO
Título: Planta piloto para la recuperación de proteína
hidrolizada a partir de residuos de cáscara de huevo
de gallina (RCHG) Revisado por: Dra. Jenny Ruales Fecha: 31/10/2014Diagrama No. 02
Tipo: Diagrama de Flujo de Procesos
(PFD)
B-101
B-102
T-101
R-103
U-101
Corriente Principal
Corriente Secundaria
y de Utilidades
Número de corriente
U-101
B-106
21A
18A18B
Separador
centrífugo
Molino de
cuchillas
Separador
por
densidades
Bomba para la
fase pesada
(lodos de cáscara)
Reactor de
hidrólisis
Bomba de
hidrolizado
Tamiz
recolector de
membranas
Reactor de
precipitación
Bomba de solución
neutra con proteína
precipitada
Módulo de
ultrafiltración
Cámara de
congelación
Equipo de
liofilización
Reactor de
neutralización
Bomba de solución
ácida con proteína
precipitada
Bomba para la
fase liviana
(membranas)
B-103
B-103
Bomba de
recirculación
de agua

8. Escala: S/E
1
2
3B3A
22
8
4
6
5
10B
13A 13B
10A
119
12
7
14
17
19
20
21B21A
15
23
Elaborado por: Erika Urbano
Corriente No. 1 2 3A 3B 4 5 6 7 8 9 10A 10B 11 12
Identificación
Alimentación
de RCHG
Albúmina
recuperada
RCHG
recuperados
RCHG
triturados
Alimentación
de agua al
separador
Reciclo de
agua desde
el tamiz
Partículas de
membranas al
tamiz
Partículas de
cáscara
recuperadas
Partículas de
membranas
recuperadas
Solución de
NaOH
(5%P/P)
Entrada de
agua de
calentamiento
Salida de agua
de
calentamiento
Hidrolizado de
proteína de
membranas
Solución de
HCl (0,5 N)
COMPONENTE
Cáscara 77,000 ----- 77,000 77,000 ----- ----- ----- 77,000 ----- ----- ----- ----- ----- -----
Membranas 3,000 ----- 3,000 3,000 ----- ----- 2,996 0,004 2,996 ----- ----- ----- ----- -----
Proteína ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- 2,846 -----
Compuestos no proteícos ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- 0,150 -----
Albúmina 20,000 19,600 0,400 0,400 ----- ----- ----- 0,400 ----- ----- ----- ----- ----- -----
Agua ----- ----- ----- ----- 89,830 2497,170 2521,410 65,590 24,241 149,902 4138,257 4138,257 174,143 464,976
Hidróxido de sodio ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- 7,974 ----- ----- 7,974 -----
Ácido clorhídrico ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- 7,311
Cloruro de sodio ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- -----
Total 100,00 19,60 80,40 80,40 89,83 2497,17 2524,41 142,99 27,24 157,88 4138,26 4138,26 185,11 472,29
Presión (bar) 0,73 0,73 0,73 0,73 0,73 0,73 0,73 0,73 0,73 0,73 0,73 0,73 0,73 0,73
Temperatura (°C) 18,00 18,00 18,00 18,00 18,00 18,00 18,00 18,00 18,00 18,00 50,00 37,03 45,00 18,00
Masa (Kg)
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE
INGENIERO QUÍMICO
Título: Planta piloto para la recuperación de proteína
hidrolizada a partir de residuos de cáscara de huevo
de gallina (RCHG) Revisado por: Dra. Jenny Ruales Fecha: 31/10/2014Diagrama No. 03
Tipo: Diagrama de Flujo de Corrientes
(FLOWSHEET)
M-101
SC-101
R-101
L-101C-101
R-102
SD-101
B-102 B-104 B-105B-101
T-101
16
18A
R-103
U-101
U-101
B-106
18B
Corriente No. 13A 13B 14 15 16 17 18A 18B 19 20 21A 21B 22 23
Identificación
Entrada de
agua de
enfriamiento
Salida de
agua de
enfriamiento
Solución
ácida con
proteína
precipitada
Permeado:
agua con
NaCl
Retenido:
Precipitado de
proteína con
sol. de HCl
Solución
de NaOH
(0,1 N)
Entrada de
agua de
enfriamiento
Salida de
agua de
enfriamiento
Solución
neutra con
proteína
precipitada
Permeado:
Agua
Retenido:
Concentrado de
proteína
hidrolizada
precipitada
Concentrado
de proteína
hidrolizada
congelado
Agua
condensada
de la
sublimación
Concentrado
en polvo de
proteína
hidrolizada
COMPONENTE
Cáscara ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- -----
Membranas ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- -----
Proteína ----- ----- 2,846 ----- 2,846 ----- ----- ----- 2,846 ----- 2,846 2,846 ----- 2,846
Compuestos no proteícos ----- ----- 0,150 0,150 ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- -----
Albúmina ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- -----
Agua 7164,130 7164,130 642,707 635,985 6,722 10,191 829,817 829,817 16,930 14,998 1,932 1,932 1,780 0,153
Hidróxido de sodio ----- ----- ----- ----- ----- 0,039 ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- -----
Ácido clorhídrico ----- ----- 0,035 ----- 0,035 ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- ----- -----
Cloruro de sodio ----- ----- 11,661 11,661 ----- ----- ----- ----- 0,052 ----- 0,052 0,052 ----- 0,052
Total 7164,13 7164,13 657,40 647,80 9,60 10,23 829,82 829,82 19,83 15,00 4,83 4,83 1,78 3,05
Presión (bar) 0,73 0,73 0,73 0,73 0,73 0,73 0,73 0,73 0,73 0,73 0,73 0,73 0,73 0,73
Temperatura (°C) 18,00 33,18 25,00 18,00 18,00 18,00 18,00 38,31 25,00 18,00 18,00 -17,00 18,00 30,00
Masa (Kg)
B-103