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Mesval "Tecniche e strategie per la ricerca di nuove strade per la valorizzazione dei rifiuti industriali" Università di Pisa, Dipartimento di Chimica.

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Presentazione sul tema: "Mesval "Tecniche e strategie per la ricerca di nuove strade per la valorizzazione dei rifiuti industriali" Università di Pisa, Dipartimento di Chimica."— Transcript della presentazione:

1 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 Projet cofinancé par lUnion Européene

2 Ciclo di vita

3 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 dellIndustria di Messinia

4 Il progetto MESVAL prevede di: proporre e sviluppare alcune strategie di valorizzazione dei residui di varia natura secondo i principi dellecologia 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)

5 Valorizzazione dei sottoprodotti proteici e grassi del processo di concia per lottenimento 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 Attività Obiettivo finale Incrementi nella valorizzazione prodotti proteici e grassi: 20% (DCCI) prodotti tessili e di concia: 40% metalli pesanti: 30% residui metallurgici: 50%

6 2*10 5 t/anno di prodotti chimici 6,5 *10 6 m 3 di acqua/anno 1000 kg pelle grezza 200 kg pelle lavorata 800 kg di scarti

7 Distretto Specializzazione Imprese Occupati Fatt. (mln di euro) Exp. (mln di euro) Arezzo Oreficeria Carrara Marmo Empoli Abbigliamento Lamporecchio Calzature Lucca Calzature Poggibonsi Mobile Prato Tessile S. Croce Concia Calzature Sinalunga Mobile Fonte: Istituto per il commercio Estero (Ice) - Regione Toscana 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 unelevata concentrazione di piccole e medie imprese industriali manifatturiere con forti relazioni di filiera produttiva, sociali ed istituzionali, presenti in ambiti anche interprovinciali».Regione Toscana

8 distretto: Santa Croce sull'Arno - settore: concia e calzatura Distretto: Santa Croce sull'Arno Provincia: Pisa Regione: Toscana Imprese: Occupati: Fatturato: milioni di euro Exp/produzione: 52% Export: milioni di euro

9 Linee Guida Generali per lindividuazione 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 dallart. 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

10 Le condizioni per il rilascio della.i.a. (valori limite di emissione e/o livelli/indici prestazionali ambientali) si basano sulle migliori tecniche disponibili e dunque sulle tecniche ambientalmente più efficaci e nel contempo economicamente applicabili nelle condizioni impiantistiche, gestionali, geografiche ed ambientali in cui lAzienda e limpianto operano, in armonia con gli strumenti di pianificazione e programmazione del territorio operanti …..omissis ….. anche al fine di tenere conto di particolari specifiche esigenze ambientali locali; La sostenibilità economica delle scelte tecniche conseguenti allattuazione della direttiva 96/61/CE è uno dei principi cardine dellIPPC. In particolare i costi associati alle tecniche candidate quali migliori disponibili devono essere valutati in considerazione del contesto territoriale in cui si trova limpianto e dei parametri economici dello specifico settore, con riferimento al livello medio europeo del settore o, laddove non sia stata riscontrata una situazione armonica nellintera Unione, al livello medio italiano del settore. … omissis……non penalizzare la competitività sul piano internazionale del sistema produttivo italiano nel suo insieme o di particolari aree territoriali; La corretta applicazione delle disposizioni della direttiva 96/61/CE non deve penalizzare il tessuto produttivo nazionale Principi generali

11 Aspetti operativi A tale proposito si raccomanda che nella.i.a. siano evidenziati i seguenti elementi di riferimento: assetto impiantistico e gestionale di riferimento per lo specifico settore e relative prestazioni ambientali; valutazione dei costi delle esternalità dellassetto di riferimento; valutazione dei costi delle esternalità dellimpianto autorizzato; differenza dei costi delle esternalità di cui sopra; costo della eventuale conversione dellimpianto autorizzato allassetto di riferimento; tempo necessario a raggiungere il punto di pareggio degli investimenti finalizzati a migliorare le prestazioni ambientali.

12 Commissione per il supporto tecnico alla definizione di linee guida per lindividuazione e lutilizzazione delle migliori tecniche disponibili (MTD) (Commissione Linee Guida MTD) ex art. 3, comma 2 del decreto legislativo 372/99 istituita con decreto del Ministro dellambiente 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 dellambiente e della tutela del territorio GAB/DEC/61/2003 del 15 aprile 2003 Gruppi Tecnici Ristretti (GTR): industria tessile e della concia

13 Industria della Concia Comprensorio Toscano Nel comprensorio toscano non esistono aziende che eseguono lintera 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 unimportanza 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 lanno a ciclo continuo, ma in base alle esigenze del momento. Di conseguenza, la produttività di unazienda 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 lesigenza di calcolare la produttività basandosi sulla media della produzione effettiva, ad esempio degli ultimi tre, cinque anni.

14 Industria della Concia Comprensorio Toscano Le pelli lavorate hanno uno spessore diverso a seconda dellanimale 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 laltro che anche tutti gli impianti di smaltimento dei rifiuti sono consortili Lindustria conciaria italiana si contraddistingue da quella del resto dEuropa in quanto essenzialmente costituita da PMI, molte delle quali a forte carattere artigianale

15 Concia Facendo riferimento alla COMUNICAZIONE DELLA COMMISSIONE EUROPEA AL CONSIGLIO, AL PARLAMENTO EUROPEO, AL COMITATO ECONOMICO E SOCIALE EUROPEO E AL COMITATO DELLE REGIONI del 19 giugno 2003 N° 354, in cui alla sezione B capitolo 7 paragrafo la Commissione ritiene di dover riesaminare le modalità di definizione dei criteri relativi alle soglie per alcuni settori (tra cui il conciario), risulta praticamente impossibile indicare quanti e quali siano i siti conciari IPPC. La situazione italiana è ancor più peculiare rispetto allo standard europeo per il fatto che nei grandi poli conciari, non possedendo singoli scarichi, ma facendo uso di depuratori consortili, è difficile e forse anche poco significativo monitorare gli scarichi di ogni singola conceria. È da chiedersi quindi se il problema inquinamento dovuto a reflui acquosi, non sia di pertinenza del depuratore consortile più che della singola conceria.

16 Concia Per quanto riguarda linterpretazione del campo di applicazione della direttiva IPPC, in questa commissione sono state fatte alcune proposte di seguito riportate: Per prodotto finito deve intendersi la pelle al termine della lavorazione conciaria e pronta per essere trasformata in manufatto, anche se non tinta o rifinita (come da interpretazione da parte del Coordinamento tecnico interregionale che ha predisposto le proposte di risposta ai quesiti comunicati dal Ministero dellAmbiente e dalle Regioni in materia di applicazione della direttiva IPPC) Per capacità produttiva è da intendersi leffettivo quantitativo prodotto dallazienda e calcolato sui giorni effettivamente lavorati in un anno, considerando la quantità media prodotta su di una base temporale di tre anni Per le aziende che quantificano la propria produzione in m 2 /anno, il calcolo dei kg prodotti dovrà essere effettuato considerando un peso unitario medio delle diverse tipologie di articoli finiti o una normativa da precisare che valuti la produzione in base alla superficie.

17 Concia Un problema pratico che le concerie devono affrontare è che molti prodotti chimici da loro acquistati sono realizzati e commercializzati su licenza esclusiva. Poiché numerosi fornitori non specificano la composizione chimica del prodotto, le concerie sono talvolta costrette a richiedere ulteriori informazioni ai loro fornitori di prodotti chimici per determinare l'impatto ambientale dei prodotti impiegati. Le schede di prodotto per la sicurezza dei materiali forniscono in genere alcuni dati sulla tossicità dei prodotti per l'uomo e l'ambiente e numerose concerie usano queste come unica fonte d'informazione per determinare l'impatto ambientale di una certa sostanza. Non è raro per una conceria impiegare oltre 300 sostanze chimiche diverse nel processo di lavorazione della pelle; questo dato illustra come possa essere difficile stabilire l'impatto ambientale di ciascuna sostanza chimica.

18 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 unulteriore fonte potenziale è rappresentata dai fanghi dellimpianto 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.

19 Collaborazioni Sede: Istituto Nazionale per la Fisica della Materia Dipartimento di Fisica Largo Pontecorvo, PISA Sede: Università degli Studi di Pisa Via Diotisalvi, Pisa Sede: Ufficio di Pisa Via Vasco Viviani Pisa

20 Alcuni progetti in corso Utilizzo di scarti proteici dallindustria 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

21 Ricerca e sviluppo di interventi integrati per il completo riutilizzo delle acque reflue del processo industriale conciario MINISTERO DELLUNIVERSITA 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

22 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.

23 MISCELE NATURALI: PREPARAZIONE GELLANO 1% (w/v) GELATINA 1% (w/v) 1. MISCELE GELLANO/GELATINA (GL/GE) 25/75, 50/50, 75/25 Bagno di coagulazione (0,5M pH= 3); 2 lavaggi con acqua; t=4h SOFT LITHOGRAPHY MICROFABBRICAZIONE: SOFT LITHOGRAPHY t=48h; T=Tamb Essiccamento sottovuoto TRATTAMENTO TERMICO 90°C 1 h + 130°C 6 h TRATTAMENTO CHIMICO

24 MISCELE NATURALI: MICROFABBRICAZIONE

25 1. Miscele GELLANO/GELATINA (GL/GE) MISCELE NATURALI: CARATTERIZZAZIONE Bagno di coagulazioneTrattamento termicoComposizione finale GL/GEGellano rilasciato (%) Gelatina rilasciata (%) Gellano rilasciato (%) Gelatina rilasciata (%) 25/ /40 50/ /21 75/ /08 superficie Analisi morfologica SEM (GL/GE) 50/50 sezione

26 MISCELE NATURALI: ADESIONE CELLULARE A C B D Cellule endoteliali da cordone ombelicale umano seminate su scaffold GL/GE 25/75 D) Gelatina a 24h 2h 4h 24h

27 MISCELE NATURALI: PREPARAZIONE 2. Miscele CHITOSANO/GELATINA (CS/GE) 100/0, 60/40, 40/60, 20/80, 0/100 CHITOSANO 1% (w/v) soluzione in acido acetico all 1% (v/v) GELATINA 10% (w/v) in acqua MISCELAZIONE: 2h, 50°C SOFT LITHOGRAPHY MICROFABBRICAZIONE: SOFT LITHOGRAPHY EVAPORAZIONE DEL SOLVENTE NEUTRALIZZAZIONE con soluzione acquosa NaOH 0.1 M + ESSICCAMENTO RETICOLAZIONE TERMICA 90°C 1h + 130°C 6h

28 MISCELE NATURALI: ADESIONE CELLULARE scaffoldfilmgelatina 4 h 24 h Fibroblasti murini NIH-3T3 su scaffold CS/GE 40/60


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