21 Luglio 2018
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Le Ricerche

LIGHTAN “Nuovi sistemi di recupero risorse e depurazione/trattamento reflui per una sostenibilità integrata di filiera del comparto conciario”
L’obiettivo del progetto LIGHTAN è innovare la filiera del comparto conciario toscano dai punti di vista della qualità del prodotto, della competitività sul mercato e della mitigazione degli impatti ambientali attraverso un approccio integrato innovativo tra tutti gli attori che ne gestiscono le singole fasi: l’analisi dell’intero processo nella logica di una integrata ottimizzazione valuterà simultaneamente le interrelazioni tra le scelte effettuate (reagenti per la concia e tecnologie di rimozione degli inquinanti implementate per il settore).

In particolare il progetto intende sviluppare, nella logica individuata nel documento di Smart Specialisation, un processo ecosostenibile, operando attraverso soluzioni integrate per la gestione delle acque reflue, efficienza dei processi produttivi, minor consumo dei prodotti chimici.

L’impatto potenziale del progetto comprende in primo luogo importanti benefici per l’industria toscana del cuoio, attraverso la riduzione del consumo di reagenti e la riduzione dei costi per la gestione dei rifiuti e degli eluenti liquidi, ribadendo il ruolo di leadership a livello internazionale nell’innovazione del settore per il distretto.
ACQUA 360 “Ciclo chiuso dell´acqua per l´industria conciaria: dall´acqua di scarico all´acqua di processo”
Il progetto ACQUA360 intende costruire un impianto pilota di depurazione e affinamento acque reflue civili, con l’obiettivo di produrre una quantità sufficiente di acqua di processo che possa essere fornita a 3 concerie rappresentative del comparto produttivo Toscano, perché ne testino e validino l’utilizzo nell’intero ciclo di lavorazione conciaria, al 100% delle potenzialità produttive aziendali. Il progetto è propedeutico e indispensabile alla progettazione e realizzazione dell’acquedotto industriale nel comparto conciario Toscano, già in programma secondo l’accordo tra Ministero dell’Ambiente, Regione Toscana e amministrazioni Locali.

Il pilota ACQUA360 si comporrà di moduli di trattamento per ultrafiltrazione, nanofiltrazione, disinfezione, raffreddamento e stoccaggio dell’acqua trattata, per poi procedere all’approvvigionamento delle concerie mediante autobotte con una potenzialità di acqua trattata dall’impianto pari a 100 m3/giorno. Il progetto coinvolge 3 concerie toscane (con processi di concia differenti), che testeranno sul loro processo reale, l’acqua reflua depurata dall’impianto pilota ACQUA360. In questo modo sarà possibile validare il processo depurativo dell’acqua sulla scorta dell’effettiva fattibilità del riutilizzo, andando ad evidenziare eventuali problematiche e accorgimenti di cui si dovrà tenere conto in fase di realizzazione dell’acquedotto industriale.

L’estensione della sperimentazione all’intero comparto e la validazione estesa, sarà assicurata dai test di utilizzo dell’acqua reflua depurata dal pilota anche su “ricette” e fasi di lavoro differenti da quelle condotte dalle concerie partner, in modo da dare “robustezza” e maggiore rappresentatività al comparto.


ACQUA 360 “Closed cycle of water for tanning industry: from waste water to process water”
ACQUA 360 project aims to build a pilot plant for the purification and improving of civil waste water , with the purpose of producing a sufficient quantity of process water that could be supplied to 3 tanneries representing the Tuscan production sector, to test and validate their use in the whole cycle of tanning, 100% of the productive potential of the company. The project is preparatory and essential for the design and construction of the industrial aqueduct in the Tuscan tanning sector, which is already planned according to the agreement between the Ministry of the Environment, the Tuscany Region and local administrations.

The pilot plant ACQUA360 will consist of treatment modules for ultrafiltration, nanofiltration, disinfection, cooling and storage of treated water, to proceed then with the tanneries supplying by a tanker with a potentiality of water treated by the plant equal to 100 m3/day. The project involves 3 Tuscan tanneries (with different tanning processes), which will test, on their real process, the waste water purified by the ACQUA360 pilot plant. In this way it will be possible to validate the water purification process on the basis of the actual feasibility of re-use, highlighting any problems and measures that must be taken into account during the construction of the industrial aqueduct.

The experimental expansion to the entire sector and the extended validation will be assured by the tests on the use of the waste water purified by the pilot plant, also on "recipes" and work phases different from those carried out by the partner tanneries, in order to give "robustness" and greater representativeness to the sector.

MITICO “Modellizzazione e sviluppo di Impianti Tecnologici Intelligenti per la sintesi di nuovi Concianti”
Modellizzazione e sviluppo di Impianti Tecnologici Intelligenti per la sintesi di nuovi COncianti

Le normative eco-tossicologiche comunitarie ed internazionali, i capitolati tecnici dei grandi che regolano il sistema globale della Moda, sono in continua evoluzione e contengono al loro interno requisiti sempre più restrittivi ed improntati verso l’utilizzo di prodotti verdi ad alto tasso di eco-sostenibilità.

Lo sviluppo di nuovi prodotti più ecosostenibili e sicuri non va nello stesso trend, infatti tutt’oggi il sistema più utilizzato per conciare il pellame rimane quello al cromo, che utilizza anche quantità importanti di acidi forti per la preparazione della pelle. L’impatto ambientale della presente tipologia di lavorazione non è trascurabile, in quanto in bagni di concia esausti contengono elevate quantità di solfati, cloruri e Cr III non fissato alla pelle, la cui presenza nei fanghi di depurazione ne aumenta la difficoltà di utilizzo e/o smaltimento. Ulteriore ma non meno importante problematica, la possibilità di formazione di Cr VI sul prodotto finito “pelle” in particolari ed estreme condizioni ambientali, nelle fasi di produzione e stoccaggio delle pelli conciate.

Modelling and development of smart technological plants for new tannery chemicals synthesis

International and EU eco-toxicological standards as well as technical specifications from the biggest fashion groups are in continuous evolution, containing requirements to limit the use of hazardous products in favor of highly safe and sustainable counterparts.

The development of safer and eco-sustainable products is not heading to the same direction, in fact nowadays the most used system to tan leather is with chrome salts, making large use of strong acids to prepare hide for tanning. The environmental impact associated with chrome-tanning process is not negligible, because of the high concentration of sulphates, chlorides and unreacted Chrome III, which presence in the wastewater sludge complicates its reuse or disposal. Furthermore, the chrome-tanning process raise the concern about the formation of Cr VI in the tanned leather, in specific extreme environmental conditions during processing and storage of tanned leather.

INNOVAZIONE
In questo contesto MITICO risulta estremamente innovativo perché intende sviluppare il processo produttivo di un nuovo conciante da specifiche biomasse, ecologico e altamente biodegradabile per realizzare pellami metal free. MITICO si propone di sviluppare tale processo con un elevato grado di automazione, al fine di autoregolarsi in relazione alla natura dell’alimentazione. Il progetto MITICO si pone i seguenti obiettivi:

  • Selezionare opportuni scarti dell’industria saccarifera per garantire un’alimentazione costante alla produzione;
  • Sviluppare ed implementare il processo di produzione del nuovo conciante in silico mediante modellizzazione delle reazioni chimiche coinvolte in relazione ai parametri di processo e alla natura delle biomasse alimentate;
  • Sviluppare un sensore per la rilevazione real-time del nuovo conciante;
  • Sviluppare ed implementare un processo di sintesi del nuovo conciante basato sull’utilizzo di ultrasuoni, fino alla scala pilota;
  • Sviluppare un sistema di controllo di processo intelligente ad alto grado di automazione e di efficienza produttiva ed una web-app per la gestione e la tracciabilità della filiera produttiva;
  • Validare il nuovo conciante su scala pre-industriale, per la produzione di articoli in pelle metal-free.
INNOVATION
In this context, MITICO project is highly innovative, as it aims at developing the manufacturing process of a new ecological & highly biodegradable tannery chemical from specific biomasses, for the production of metal-free tanned leather. MITICO aims at developing such process with a high degree of automation, according to the type of feedstock used. MITICO project’s objectives are the following:

  • Select specific waste from sugar industry to guarantee constant quality of the feedstock to the production;
  • Develop & implement the manufacturing process of the new tannery chemical by in silico modelling of the chemical reaction involved in the synthesis, in relation to the process parameters and feedstock specs;
  • Develop a new sensor for the real-time monitoring of the new tannery chemical;
  • Develop & implement an ultrasound-assisted synthesis process of the new tannery chemical, up to the pilot scale;
  • Develop a process control system having a high degree of automation and productive efficiency and a web-app for the management and traceability of the production chain.
  • Validate the new tannery chemical on pre-industrial scale, for the manufacturing of metal-free leather articles.

PARTENARIATO

Il partenariato di MITICO è composto da:

RAFT srl (CAPOFILA): Società d’ingegneria in campo industriale e ambientale, si occuperà della progettazione, della realizzazione e della collaudo dell’impianto di pilota di produzione del nuovo conciante

DERMOCHIMICA SpA: Azienda chimica conciaria, si occuperà dello scale-up della sintesi del nuovo conciante su scala pilota, e dello sviluppo del nuovo processo di concia

EVERYWAVE srl: Start-up che svolge attività R&S nel campo dei sistemi a ultrasuoni di potenza per applicazioni industriali, si occuperà della modellizazione FEM della sintesi e dello sviluppo del sistema ad ultrasuoni

VALERI ENGINEERING srl: Società d’ingegneria esperta in automazione industriale, si occuperà dello sviluppo dei sensori per la determinazione in real-time del conciante e della progettazione dell’intero sistema di controllo e automazione dell’impianto pilota

TESECOM Srl: Software house esperta nello sviluppo di app gestionali, si occuperà dello sviluppo dell´interfaccia tra controllo di processo e gestionale aziendale

CONCERIA SETTEBELLO SpA: Produce e commercializza pellame al cromo per calzature, pelletteria, si occuperà dello sviluppo e l’ottimizzazione delle ricettazioni su scala pilota per produrre pellami metal-free

Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale, Università di Pisa: Esperto nello sviluppo di processi di trasformazione di biomasse in chemicals, si occuperà dello sviluppo e ottimizzazione della sintesi del conciante su scala di laboratorio

PO.TE.CO.: Centro di Ricerca esperto nello sviluppo di processi conciari, si occuperà dello sviluppo delle ricettazioni su scala di lab e del trasferimento tecnologico a Dermochimica e Settebello

Laboratori ARCHA srl (subfornitore): Laboratorio di analisi e ricerche, si occuperà dello studio dei parametri chimico-fisici delle alimentazioni e del conciante per lo sviluppo dei sensori, modellizzazione in silico QSAR e analisi statistica multivariata per la generazione di algoritmi specifici di correlazione tra natura e composizione delle biomasse alimentate – condizioni di reazione – resa in conciante.

PARTNERSHIP

RAFT srl (Coordinator): Engineering company working in industrial and environmental sectors, in MITICO deals with the design and production of the pilot equipment for the production of the new tannery chemical

DERMOCHIMICA SpA: Tannery chemical manufacturer, in MITICO deals with the scale-up production of the new tannery chemical and the development of the new tanning process

EVERYWAVE srl: R&D start-up company in the field of ultrasound devices for industrial applications, deals with the synthesis modelling by FEA and the development of the ultrasound devices used in the pilot plant

VALERI ENGINEERING srl: Engineering company expert in industrial automation, deals with the development of the real-time sensing system and the design of process control automation

TESECOM Srl: Software house expert in web app development, deals with the design and manufacturing of the interface between the process control system and company management software for the traceability of the production chain

CONCERIA SETTEBELLO SpA: Tannery company manufacturer of chrome-tanned leather articles for leather goods and footwear, deals with the development and the optimization on semi-industrial scale of the of the new tanning process

Department of Chemistry and Industrial Chemistry, University of Pisa: Expert in the development of chemical synthesis from biomass feedstock, deals with the lab-scale development of the ultrasound-assisted synthesis of the new tannery chemical

PO.TE.CO.: R&D center expert in the development of new tanning processes, deals with the development and the optimization on lab& pilot scale of the of the new tanning process

Laboratori ARCHA srl (subcontractor): R&D and analysis laboratory, deals with the characterization of the feedstock and the tannery chemical for development of the real-time sensing system, the QSAR modelling and the development of specific algorithms for the process control automation

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