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Bramanti - Ecomondo

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L´esperienza dell´impronta
ambientale in alcuni progetti
LIFE+ nel settore conciario: gli
aspetti tecnologici e di processo
Emilia Bramanti
Istituto di Chimica dei Composti
Organo Metallici UOS CNR -PISA
Processo di produzione del pellame
100-200
Diversi composti chimici
Life+ 10 ENV/IT/365
Life+ 13 ENV/IT/470
ECODEFATTING
Life+ 10 ENV/IT/364
Life+ 12 ENV/IT/352
Life+ 12 ENV/IT/352
La filiera del cuoio
Rinverdimento
Calcinaio e depilazione
Scarnatura - Spaccatura
Leather goods
Decalcinazione
PODEBA
Macerazione
Salatura
ECODEFATTING
Sgrassatura
Concia
Riconcia
Tintura
Ingrasso
BIONAD
ECOFATTING
PODEBA
LIFE10 ENV/IT/000365
Uso delle deiezioni dei polli nella fase di macerazione del
processo di concia
Faenza (RA)
Italy
PISA 31/01/2014
Santa Croce s/Arno (PI)
Italy
Pisa, 31/1/31 2014
Elda (Alicante)
Spain
Ferrara
Italy
LIFE 10 ENV/IT/000365
Obiettivi
Dimostrazione dell’uso delle deiezioni di pollo (poltry
mainure, PM) trattata e trasformata in «prodotto
tecnico» nel ciclo di concia con sostituzione dei bagni
chimici
MONITORAGGIO
5
La macerazione
La macerazione è una operazione enzimatica che
ha lo scopo di completare la decalcinazione,
eliminare residui di altre sostanze interfibrillari
non utili, allentare la struttura fibrosa in modo da
favorire la espulsione dei pigmenti della pelle
(melanine) e delle radici di pelo rimaste ancora
inglobate e produrre un cuoio più soffice e
morbido.
Produzione di PM deodorizzata (DPM)
Deiezioni avicole
Essiccazione mediante MDS
Deiezioni avicole
essiccate
Applicazione nella fase
di macerazione
Bio-trattamento di
deodorazione
all’interno di
big bags (brevettato)
7
Conclusioni
La P120-DPM ha dato ottimi risultati e ne e’ stato
dimostrato l’uso per ottenere prodotti in pelle di vario
genere, macerati con tecnologia PODEBA e ingrassati
con i prodotti ECOFATTING.
Le caratteristiche dei prodotti finiti sono risultati
paragonabili o migliori rispetto a quelli trattati con prodotti
tradizionali
E’ stato dimostrato che questa tecnologia riduce l’impatto
ambientale del processo conciario in termini di carico
inquinante delle acque di scarico e riduzione del consumo
di acqua
ECODEFATTING
LIFE13 ENV/IT/470
Prodotti naturali a basso impatto ambientale in
sostituzione di prodotti chimici nel processo di
sgrassaggio della concia delle pelli
Start: 01/10/2014 End: 30/09/2016
Elda (Alicante)
Spain
Dipart. Chimica “Ugo Schiff”
Universita’ di Firenze
ICCOM-CNR (Pisa)
Il processo di sgrassatura
Rimozione del grasso contenuto all’interno del derma
Predisposizione della pelle alla traformazione in cuoio
OGGI:
Solventi clorurati:
cloroparaffine
Emulsionanti: alchilfenoli
Reflui di processo ad elevato impatto ambientale
Obiettivi e struttura del progetto
Impiego di sostanze sgrassanti ecocompatibili
Maggiore efficienza di processo
Biodegradabilità delle acque reflue
Riduzione impatto ambientale
Sgrassanti
commerciali
Test dimostrativi
Procedure di
sintesi
Test
Laboratorio
comparativi
Sgrassanti
derivati naturali
Sintesi scala Kg e sviluppo di
processo
Protocolli
defatting
Depurazione acque reflue
Manifattura prodotti in
cuoio
Protocolli defatting
Depurazione acque reflue
Scala pilota
Scala pre-industriale
Risultati attesi
Dimostrazione del potere sgrassante di tensioattivi naturali
Compatibilità con la normativa R.E.A.CH
Prospettive per la certificazione eco-label dei manufatti in
cuoio
Depurazione acque reflue
Riduzione del consumo di acqua attraverso il suo riutilizzo
Minore impatto ambientale del processo di sgrassatura
ECOFATTING
Un progetto « GREEN »
Emilia Bramanti
Consiglio Nazionale delle Ricerche
Istituto di Chimica dei Composti Organo Metallici,
ICCOM –PISA
coordinatore
Obiettivi
Sostituzione di idrocarburi clorurari (cloroparaffine e
solfocloroparaffine) usati nell’industria conciaria come
lubrificanti e agenti concianti
Problematiche ambientali:
-alto contenuto di cloro
-bassa biodegradabilita’
Risultati
Prodotti naturali come
alternativa GREEN:
Un set di derivati di oli
naturali
Effetti innovativi
Diminuzione della bioaccumulazione di composti clorurati
Maggiore biodegradabilita’
Miglior penetrazione del grasso nel derma e quindi maggior efficienza
Minor contaminazione delle acque di scarico
Alto profilo estetico («tocco e pienezza»)
ECOFATTING
LIFE10 ENV/IT/000364
Gli attori
Studio della interazione di cloroparaffine e solfocloroparaffine
e dei prodotti naturali con le proteine della pelle a livello di
laboratorio con tecniche spettroscopiche, termoanalitiche,
microscopiche e computazionali
Life Cycle Assessment (ENEA)
Applicazione di CPs e SCPs e prodotti naturali a livello
semi-industriale e pre-industriale
Monitoraggio ambientale
DISSEMINATION
Produzione di prodotti naturali per il loro utilizzo a
livello di laboratorio, semi-industriale ed industriale
Produzione di prodotti naturali opportunamente
modificati
Dall’impianto pilota al…. CompactChem
 reactor
(capacita’ produttiva di centinaia di kg)
Studio dell’interazione dei
prodotti naturali con il
collagene e le proteine della
pelle
Procedura di laboratorio ottimizzata per il
trattamento della gelatina e di pelle
leggermente conciata (CL) con prodotti
naturali e convenzionali.
Metodi di analisi: infrared spectroscopy
(ATR-FTIR), thermogravimetric analysis
(TGA)
Studio computazionale (modelling)
Valutazione della qualita’ della pelle e dei
prodotti finiti mediante GC-MS e FTIR
Valutazione dell’impatto
ambientale dei prodotti
naturali
Biodegradabilita’
Contenuto di metalli pesanti (As, Cd
and Pb)
COD, BOD
Fogging test
I prodotti
LIFE12 ENV/IT/000352
Coloranti naturalizzati in sostituzione di coloranti
commericiali acidi per una colorazione
ecosotenibile delle pelli e per il riciclo dell’acqua
Inizio: 01/01/2014
Fine: 30/06/2016
Partners
Department of Chemistry “Ugo Schiff” (Florence)
Inescop (Spain)
Biokimica (Italy)
ICCOM-CNR (Pisa)
Serichim (Italy)
Il processo di tintura
Oggi:
Coloranti acidi
Wet blue
leather
cromoforo
tensioattivi
paraffine
disperdenti
Miscela di specie chimiche diverse
sali
Acque reflue ad alto impatto
ambientale
Obiettivi
Impiego di coloranti naturalizzati
Biodegradabilità delle acque reflue
Riduzione impatto ambientale
Colorante
naturalizzato
cromoforo
ponte chimico
zucchero
Specie chimica unica, indipendente, stabile,
biodegradabile
Coloranti naturalizzati
DO30
DB27
LACTOSE
DR202
DY42
Risultati attesi
Dimostrazione della sintesi e stabilità dei coloranti naturalizzati
Compatibilità dei protocolli di sintesi chimica con il R.E.A.CH.
Comparazione delle capacità tintorie dei coloranti naturalizzati e
commerciali
Dimostrazione della riproducibilità della tintura su scala pilota/semiindustriale
Depurazione delle acque reflue attraverso l’uso di microorganismi
batterici
Riduzione del consumo di acqua attraverso il suo riutilizzo
Primi risultati del progetto
Maggior potere penetrante dei coloranti naturalizzati
L’analisi spettroscopica FTIR e termogravimetrica (TGA) ha
evidenziato che i coloranti naturalizzati favoriscono la formazione di
cross linking nelle proteine della pelle e una struttura elica ordinata.
Le profilo estetico dei pellami trattati con coloranti naturalizzati e’
sotto studio
_ Capacità penetrativa dei coloranti
naturalizzati
Coloranti
commerciali
_ Riproducibilità di tintura in
laboratorio
Coloranti
naturalizzati
Primi risultati del progetto
Biodegradabilità acque reflue
Simulazione in laboratorio con Escherichia coli
Colorante arancio
Colorante rosso
E. coli non adattato (generazione zero)
50%
90%
E. coli adattato (prima generazione)
90%
>95%
Arancio + rosso
Riferimenti
Decolorazione
E. coli quarta generazione
Refluo
Terreno
1st
2nd
>95%
Risultati attesi dei progetti LIFE
nel settore CONCIARIO
Sostituzione delle sostanze chimiche di origine
petrolchimica e di sintesi con altre provenienti da
fonti naturali
Incremento dei profili di biodegradabilità delle
molecole usate
Miglioramento dell’efficienza dei prodotti naturali con
conseguente minor consumo di prodotto e migliori
performance del prodotto finito
Riduzione degli inquinanti nei reflui di concia
Riduzione dei costi di gestione dei rifiuti di conceria
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