Mesval "Tecniche e strategie per la ricerca di nuove strade per la

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Transcript Mesval "Tecniche e strategie per la ricerca di nuove strade per la

Projet cofinancé par
l’Union Européene
Mesval
"Tecniche e strategie per la ricerca di nuove strade per la
valorizzazione dei rifiuti industriali"
Università di Pisa, Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale
Dott.ssa Simona Bronco
Ciclo di vita
 Institut Univ. De Ciència I Tecnologia (IUCT)
 Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
 Centre International de Mètodes numèrics en
Enginyeria (CIMNE)
 Asociacion de Investigation de las Industrias
del Curtido I Anexas (AIICA)
Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale, Univ. Pisa (DCCI)
Camera di Commercio e dell’Industria di Messinia
Il progetto MESVAL prevede di:
 proporre e sviluppare alcune strategie di valorizzazione dei
residui di varia natura secondo i principi dell’ecologia industriale;
 reintrodurre i residui nel ciclo industriale, valorizzandoli come
materia prima di altri processi produttivi;
 contribuire alla sostenibilità del tessuto industriale
 Progettare nuovamente le vie di gestione dei residui
industriali dei principali settori produttivi;
 applicazione di nuove tecnologie nei diversi settori
produttivi coinvolti;
 creazione di una rete di centri tecnologici
comunicanti attraverso un sistema informatico;
 nascita di nuove imprese (lunga scadenza)
Attività
 Valorizzazione dei sottoprodotti proteici e grassi del processo di concia per
l’ottenimento di grassi per la lubrificazione metalmeccanica e di idrolizzati
proteici per uso farmaceutico
 Valorizzazione dei sottoprodotti tessili e di concia per utilizzarli come
materiali isolanti termici e acustici
 Valorizzazione dei metalli pesanti presenti nei bagni galvanici per la
fabbricazione di vernici e per impiego nel processo di concia
Obiettivo finale
Incrementi nella valorizzazione
• prodotti proteici e grassi: 20% (DCCI)
• prodotti tessili e di concia: 40%
• metalli pesanti: 30%
• residui metallurgici: 50%
1000 kg pelle grezza
200 kg pelle lavorata
800 kg di scarti
2*105 t/anno di prodotti chimici
6,5 *106 m3 di acqua/anno
www.italprogetti.it/logo.jpg
La Regione Toscana ha ufficialmente individuato i distretti industriali con una Delibera del
Consiglio regionale, la n.69 del 21/02/2001. Il testo definisce i distretti come «sistemi
produttivi
monosettoriali
caratterizzati
da
un’elevata
concentrazione di piccole e medie imprese industriali manifatturiere con forti
relazioni di filiera produttiva, sociali ed istituzionali, presenti in ambiti anche
interprovinciali».
Distretto
Specializzazione
Imprese
Arezzo
Oreficeria
1.300
10.000
Carrara
Marmo
1.161
8.822
Empoli
Abbigliamento
Lamporecchio
Calzature
568
Lucca
Calzature
Poggibonsi
521
Occupati
Exp.
(mln di euro)
2.272
1.318
1.808
620
568
170
3.667
253
129
767
5.042
1.911
413
Mobile
1.294
11.133
506
202
Prato
Tessile
8.841
44.000
3.564
2.761
S. Croce
Concia
Calzature
1.748
15.668
3.099
1.611
Sinalunga
Mobile
4.791
362
108
711
6.210
Fatt.
(mln di euro)
Fonte: Istituto per il commercio Estero (Ice) - Regione Toscana
http://www.distretti.org/cgi-db/portale.htm
distretto: Santa Croce sull'Arno - settore: concia e calzatura
Distretto: Santa Croce
sull'Arno
Provincia: Pisa
Regione: Toscana
Imprese: 1.749
Occupati: 15.668
Fatturato: 3.000 milioni di
euro
Exp/produzione: 52%
Export: 1.600 milioni di
euro
Linee Guida Generali per l’individuazione dei criteri generali essenziali che
esplicitino e concretizzino i principi informatori della direttiva 96/61/CE come
recepiti dal d.lgs. 372/99 e dunque consentano di definire un insieme di
riferimenti di primo livello omogenei e condivisi dalle Amministrazioni e dagli
Operatori
Con riferimento a quanto disposto dall’art. 5, comma 4 del d.lgs. 372/99, per i
temi elencati oltre al rispetto delle presenti Linee Guida generali deve essere
garantito il rispetto delle corrispondenti Linee Guida specifiche
Commissione per il supporto tecnico alla
definizione di linee guida per l’individuazione e
l’utilizzazione delle migliori tecniche disponibili (MTD)
•
•
•
•
•
(Commissione Linee Guida MTD)
ex art. 3, comma 2 del decreto legislativo 372/99
istituita con decreto del Ministro dell’ambiente e della tutela del
territorio, di concerto con i Ministri delle attività produttive e della
salute, del 19 novembre 2002 (G.U. 27/12/2002)
costituita con decreto del Ministro dell’ambiente e della tutela del
territorio GAB/DEC/61/2003 del 15 aprile 2003
Gruppi Tecnici Ristretti (GTR): “industria tessile e della concia”
Industria della Concia Comprensorio Toscano
•
Nel comprensorio toscano non esistono aziende che eseguono l’intera
lavorazione conciaria, partendo dalle pelli salate e arrivando al prodotto
finito pronto per essere immesso sul mercato. Il comprensorio è strutturato
a filiera, nella quale la produzione per conto terzi ha un’importanza molto
rilevante, perché ciascuna azienda è specializzata solo in alcuni passaggi del
trattamento conciario. La produzione è dunque una produzione discontinua.
Inoltre le aziende non lavorano per tutto l’anno a ciclo continuo, ma in base
alle esigenze del momento. Di conseguenza, la produttività di un’azienda non
può essere calcolata in base alla produzione massima teorica. Infatti, i
macchinari non vengono quasi mai utilizzati contemporaneamente, nè al
massimo delle loro potenzialità produttive.
•
Risulta quindi evidente l’esigenza di calcolare la produttività basandosi
sulla media della produzione effettiva, ad esempio degli ultimi tre, cinque
anni.
Industria della Concia Comprensorio Toscano
•
Le pelli lavorate hanno uno spessore diverso a seconda dell’animale da cui
provengono. Per non sacrificare chi lavora pelli di spessore maggiore, quindi di
peso specifico maggiore, è necessario valutare la quantità di pelle lavorata in
base alla superficie e non in base al peso.
•
É importante che la definizione di prodotto finito sia sufficientemente
generale da abbracciare tutte i diversi sottoprodotti che escono dalle
aziende che compongono la filiera, e non si riferisca solo al prodotto pronto
per essere inserito sul mercato.
•
Le BAT vengono applicate alle aziende con una produzione minima di 12
tonnellate; ma nessuna azienda del comprensori toscano, presa singolarmente,
ha una produzione tale da rientrare in questi parametri. E’ necessario quindi
ragionare in termini di comprensorio, in termini di produzione consortile, visto
tra l’altro che anche tutti gli impianti di smaltimento dei rifiuti sono
consortili
•
L’industria conciaria italiana si contraddistingue da quella del resto d’Europa
in quanto essenzialmente costituita da PMI, molte delle quali a forte
carattere artigianale
Concia
•
Gli impatti ambientali delle concerie derivano dal flusso di rifiuti liquidi,
solidi e gassosi e dal consumo di materie prime, come pelli grezze,
energia, prodotti chimici e acqua.
•
Le acque reflue provengono essenzialmente dalle lavorazioni a umido
effettuate nel reparto riviera e di concia e dalle operazioni successive
alla concia.
•
Le emissioni atmosferiche sono invece dovute ai processi di rifinizione a
secco, anche se possono prodursi anche negli altri reparti della conceria.
•
•
I rifiuti solidi derivano principalmente dalle operazioni di scarnatura,
spaccatura, rasatura e rifilatura, ma un’ulteriore fonte potenziale è
rappresentata dai fanghi dell’impianto di trattamento degli effluenti
(sia che si tratti di impianti di singole concerie, sia che si tratti di un
impianto consortile). Molti di questi rifiuti possono essere considerati
come sottoprodotti e venduti come materie prime ad altri settori
industriali.
Collaborazioni
Sede:
Istituto Nazionale per la Fisica
della Materia
Dipartimento di Fisica
Largo Pontecorvo, 3
56127 PISA
Sede:
Università
Via
56126 Pisa
Sede:
Ufficio di Pisa
Via Vasco Viviani 23
56124 Pisa
degli
Studi
Diotisalvi,
di
Pisa
2
Alcuni progetti in corso
Utilizzo di scarti proteici dall’industria conciaria per produrre prodotti ad alto
valore aggiunto
Modelli matematici ed ingegneristici per i processi di conversione del collagene
Recupero e riciclo di acqua e prodotti chimici dai processi di riviera
Trattamento anaerobibo del concetrato dai processi di riciclo
Sviluppo di materiali collagenici contenenti polimeri tessili e biomateriali “smart”
Ricerca e sviluppo di interventi integrati per il completo riutilizzo delle
acque reflue del processo industriale
conciario
MINISTERO DELL’UNIVERSITA’ E DELLA RICERCA SCIENTIFICA E TECNOLOGICA ARTICOLO 6,
COMMA 5 DEL DECRETO-LEGGE 8 FEBBRAIO 1995, N.32 CONVERTITO IN LA LEGGE 7 APRILE
1995, N.104, A VALERE SUI FONDI DELLA LEGGE N. 488 DEL 19 DICEMBRE 1992
supporto per
l’elettrodo
membrane
anioniche
Percorso dello
spaziatore nella
soluzione
elettrodo
spaziatori
Bagno
di cromo
Acqua
serbatoio 2
Acqua
serbatoio 1
Recupero del 98-99% di cromo totale
rispetto al contenuto dello stesso nel
bagno iniziale suddiviso tra il
surnatante (la fase diluita) ed il
precipitato (la fase concentrata).
Surnatante riutilizzabile nella fase di
pickel precedente alla concia (Cr(III)
< 6%)
Oltre il 90% del cromo recuperato è
sottoforma di idrossido a basso
contenuto di materia organica
Completo recupero e riutilizzo con un
elevato potere conciante.
Volume di precipitato pari a circa
1/12 di quello iniziale.
MISCELE NATURALI: PREPARAZIONE
1. MISCELE GELLANO/GELATINA (GL/GE) 25/75, 50/50,
75/25
GELLANO
GELATINA
1% (w/v)
1% (w/v)
MICROFABBRICAZIONE: SOFT
LITHOGRAPHY
Essiccamento sottovuoto
TRATTAMENTO CHIMICO
Bagno di coagulazione (0,5M pH= 3); t=48h; T=Tamb
2 lavaggi con acqua; t=4h
TRATTAMENTO
TERMICO
90°C 1 h + 130°C 6 h
MISCELE NATURALI: MICROFABBRICAZIONE
MISCELE NATURALI: CARATTERIZZAZIONE
1. Miscele GELLANO/GELATINA
(GL/GE)
Bagno di coagulazione
GL/GE
Gellano
rilasciato
(%)
Gelatina
rilasciata
(%)
Trattamento termico
Gellano
rilasciato
(%)
Composizione
finale
Gelatina
rilasciata
(%)
25/75
3.5
70
0
16
60/40
50/50
2.4
67
0
5
79/21
75/25
2.5
72
0
2
92/08
Analisi morfologica SEM (GL/GE)
50/50
superficie
sezione
MISCELE NATURALI: ADESIONE CELLULARE
Cellule endoteliali da cordone ombelicale umano seminate
su scaffold GL/GE 25/75
A
2h
B
4h
D
C
24h
D) Gelatina a 24h
MISCELE NATURALI: PREPARAZIONE
2. Miscele CHITOSANO/GELATINA (CS/GE) 100/0, 60/40, 40/60,
20/80, 0/100
CHITOSANO 1%
GELATINA 10%
(w/v) soluzione in acido
(w/v) in acqua
acetico all’ 1% (v/v)
MISCELAZIONE: 2h, 50°C
MICROFABBRICAZIONE: SOFT
LITHOGRAPHY
EVAPORAZIONE DEL SOLVENTE
NEUTRALIZZAZIONE con soluzione acquosa NaOH 0.1 M +
ESSICCAMENTO
RETICOLAZIONE TERMICA
90°C 1h + 130°C 6h
MISCELE NATURALI: ADESIONE CELLULARE
Fibroblasti murini NIH-3T3 su scaffold CS/GE 40/60
scaffold
4 h
24 h
film
gelatina