2015 12 15_green_life dani portiamo su scala industriale una nuova tecnica di depilazione ossidativa
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15 Dicembre 2015 Istituto Conciario G.Galilei Arzignano
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Guido Zilli, Dani: Da greenLIFE a #greenleather2016
Mariano Mecenero, Dani: Portiamo su scala industriale una nuova tecnica di depilazione ossidativa
Giorgio Pozza, Gruppo Mastrotto: Sottoprodotti conciari ad alto valore aggiunto per impieghi in
tecnologie biocompatibili e biosostenibili
Marco Colombina, Ikem: Nuovo conciante organico da fonti rinnovabili
Franco Cavazza, Ilsa: Processi di recupero per la produzione di fertilizzanti a base di proteine idrolizzate derivanti da sottoprodotti delle fasi di calcinaio e concia chromium-free
Daniele Refosco, Acque del Chiampo: Concerie a ciclo completo: l’analisi LCA da qui al futuro.
Scelta del processo ossidativo
• Miglioramento dell’impatto ambientale all’esterno della conceria
• Miglioramento della salubrità dei luoghi di lavoro all’interno del reparto calce/concia
• Produzione di sottoprodotti non contaminati da solfuro (carniccio, fanghi)
• Eliminazione dei solfuri/solfati nelle acque reflue destinate alla depurazione
• Eliminazione dei sistemi di trattamento per l’abbattimento dell’idrogeno solforato
• Applicabilità in scala industriale mediante configurazione simile a quella attuale
• Tempi di processo confrontabili con quelli della lavorazione classica
• Produzione di pelli finite che presentino meno odore
Limiti iniziali dell’impiantistica
Il limite iniziale è stato quello di non poter utilizzare nelle botti di legno soluzioni ad alto potere ossidante; inoltre essendo reazioni esotermiche provocano un innalzamento della temperatura all’interno del bottale che deve necessariamente essere raffreddato
Da questa esigenza nasce la necessità di adoperare un materiale polimerico dotato di grande resistenza chimica nei confronti di:
• Soluzioni di acidi forti
• Soluzioni di basi forti
• Acqua ossigenata (H2O2)
Problemi affrontati durante la sperimentazione
• Il pelo che si stacca durante la fase di depilazione rimanendo all’interno del bottale rappresenta un materiale potenzialmente ossidabile per la miscela ossidante; l’estrazione del pelo dal bottale consentirebbe di ottenere miglioramenti per quanto riguarda:
– Minor quantitativo di prodotti chimici utilizzati nel processo
– Migliore qualità dell’acqua scaricata
During the 1ST hour During the 2ND hour
Problemi affrontati durante la sperimentazione
• Il circuito di raffreddamento interno al bottale non consente di ottenere le basse temperature desiderate per cui servirebbe uno scambiatore di calore esterno al bottale che raffreddi il bagno in modo più rapido ed efficiente per riuscire a pilotare la temperatura all’interno della botte nel range desiderato
Configurazione impiantistica con scambiatore
BOTTALE
FILTROCOCLEA
RECUPERO
PELO
SCAMBIATORE
DI CALORE
Variabili investigate durante la sperimentazione:
• Tempi della fase di calcinaio
• Temperature del bagno nella fase di calcinaio
• Inserimento di enzimi nel rinverdimento
• % di NaOH e H2O2 nella miscela depilante
• Scarnatura in pelo
Sintesi tabella prove sperimentali (grezzo vacche)
# prova Parametro/i investigato/i scarnatura
in pelo pulizia della pelle
(efficacia della depilazione) velocità
depilazione distensione delle rughe
gonfiamento valutazione
pelle conciata valutazione pelle finita
1 rinverdimento alcalino T=22°C
24 ore no 7 6 ore 7 7 6 7
2 rinverdimento alcalino T=22°C
12 ore P 6 6 ore 5 6 5 6
3 calcinaio con impregnazione no X X X X X X
4 rinverdimento pH neutro T=24°C
24 ore no 8 5 ore 7 8 8 8
5
enzimi in rinverdimento
rinverdimento T=28°C
miscela depilante 75%
no 5 9 ore 6 5 6 6
6
enzimi in rinverdimento
rinverdimento T=24°C
miscela depilante 85%
P 7 4 ore 6 6 5 5
7 Immunizzazione 60 minuti P 5 10 ore 6 5 5 5
Benefici ambientali del calcinaio ossidativo
1. Valorizzazioni dei sottoprodotti derivanti dal trattamento dei bagni di fine calcinaio
2. Diminuzione di prodotti chimici e H2O rispetto ad un calcinaio tradizionale
3. Recupero dei bagni di fine calcinaio chiarificati
1. Valorizzazione dei sottoprodotti
Acidificazione a pH=4
con ac. fosforico
2° FANGO
2° CHIARIFICATO 1° CHIARIFICATO
Analisi dei fanghi
N TOTALE C TOTALE SO3 TOTALE
(%) (%) (%)
1A PROVA 1° FANGO 2,9 27,7 1,3
2° FANGO 9,4 37,0 2,7
2A PROVA 1° FANGO 2,2 23,9 0,7
2° FANGO 8,3 38,9 2,0
3A PROVA 1° FANGO 1,9 24,1 1,0
2° FANGO 9,1 38,3 2,4
Bilancio di massa dei fanghi
peso materiale estratto
residuo secco a 105°C
peso materiale estratto secco
% fango rispetto al grezzo caricato
peso grezzo caricato 1700 [Kg] [Kg] [%] [Kg] [%]
1A PROVA fango 1a chiarificazione 56 25 14 0,82
fango 2a chiarificazione 130 20 26 1,53
2A PROVA fango 1a chiarificazione 58 20 11,6 0,68
fango 2a chiarificazione 95 22 20,9 1,23
Bilancio di massa dei fanghi
pelli messe a bagno gruppo DANI 2014
36824 [Ton] materiale secco rispetto
al grezzo caricato materiale secco non
mandato al depuratore
[%] [Ton]
pelo filtrato durante il calcinaio 0,4 147
estrazione 1 fango 0,75 276
estrazione 2 fango 1,38 508
TOTALE 932 Ton
2. Riduzione di prodotti chimici e H2O
calcinaio solfuro calcinaio ossidativo
H2O 460 % H2O 400 %
CHEMICALS 18 % CHEMICALS 18 %
3. Recupero bagni di fine calcinaio
1° CHIARIFICATO
Acidificazione a pH=4
con ac. fosforico 2° CHIARIFICATO 1° CHIARIFICATO
3. Recupero bagni di fine calcinaio
fine calcinaio
dopo 1A chiarificazione
dopo 2A chiarificazione
neutralizzazione 2° chiarificato
Cloruri mg/L 7180 6445 6270 6820
Solfati mg/L 670 620 700 735
Azoto totale (TKN) sul filtrato
mg/L N 5542 5252 3206 3207
Fosforo totale sul filtrato
mg/L P 600 295 12080 10910
COD sul filtrato mg/L O2 58160 58455 28400 27415
bagno acidificato pH=4 con H3PO4
bagno neutralizzato pH=7 con NaOH
bagno fine rinverdimento successivo (50%)
Solfati mg/L 530 515 435
Azoto totale (TN) su filtrato
mg/L N 2023 2072 1181
Fosforo totale su filtrato
mg/L P 9200 8243 2375
COD su filtrato mg/L O2 18320 21795 14395
Riutilizzo del bagno di 2A chiarificazione
Reimmettendo il bagno chiarificato nel rinverdimento del calcinaio successivo ci sarebbe un risparmio di H2O compreso tra il 10% e il 12% a seconda delle ricette e del tipo di grezzo di partenza
10% - 12% < consumo H2O
nella lavorazione successiva
Riduzione consumo H2O
calcinaio solfuro calcinaio
ossidativo
calcinaio ossidativo
con recupero del bagno
H2O 460 % H2O 400 % H2O 340 %