Innovazione e ottimizzazione dei prodotti chimici per il miglioramento della produzione conciaria nell’ottica della sostenibilità
L’analisi della produzione conciaria attraverso i dati sta rapidamente trasformando la lavorazione dei pellami in una versione più efficiente, economica e sostenibile. Grazie all’uso di strumenti avanzati e intuitivi, le concerie sono in grado di ottimizzare le singole fasi di lavoro, riducendo gli sprechi e migliorando la qualità dei prodotti.
La produzione di pelle è un processo chimico applicato su una matrice biologica che prevede l’utilizzo di prodotti chimici inorganici e organici, oltre ad una considerevole quantità di acqua; per tale motivo sistemi di dosaggio automatico per i prodotti contribuisce a migliorare la qualità del prodotto finale in termini di omogeneità della produzione, riduzione dei difetti, prevenzione dei rischi per la sicurezza, riduzione dei tempi di lavoro. I sistemi possono avere varie configurazioni e diversi livelli di automazione al fine di soddisfare le più svariate esigenze. I sistemi più semplici richiedono un maggiore intervento dell’operatore, mentre i sistemi con un livello più elevato di automazione consentono una gestione completa delle varie fasi di alimentazione chimica (trasferimento da serbatoi di stoccaggio, pesatura, diluizione, miscelazione, trasferimento al serbatoio di attesa, pulizia sia del modulo dosatore che dei tubi, e trasferendo nel tamburo), riducendo drasticamente i tempi dell’operatore e la possibilità di errore.
Di questa trasformazione non beneficiano solo le concerie, ma anche clienti e consumatori che richiedono prodotti sempre più ecologici ed eticamente sostenibili.
L’utilizzo efficace dei prodotti chimici al fine di rendere la pelle durevole e con elevato valore estetico richiede allo stesso tempo una ricerca continua di alternative eco-compatibili quali ad esempio l’uso di enzimi nelle prime fasi del processo conciario ma anche di microparticelle e nanoparticelle che migliorino, invece, le caratteristiche funzionali del prodotto finito. Notevoli sono i progressi compiuti in questo campo negli ultimi due decenni grazie alla ricerca, allo sviluppo e all’implementazione di nuove tecnologie.
Lo sviluppo nel campo dei prodotti chimici comporta non solo la loro progettazione, ma anche la loro produzione attraverso un processo chimico sostenibile, la successiva commercializzazione e infine lo smaltimento come rifiuto. La progettazione di prodotti attraverso sistemi computerizzati risulta molto utile per poter identificare rapidamente il componente principale che dovrà svolgere una determinata funzione, il quale sarà ulteriormente sperimentato per ottenere il design ottimale. Tuttavia, per trovare prodotti a base di sostanze chimiche nuove e innovative, bisogna tener conto della complessità nell’individuare un singolo componente oppure una miscela a base di sostanze chimiche che migliorino determinate proprietà funzionali desiderabili del prodotto, pertanto è necessario un approccio multidisciplinare (termodinamica, scienza dei materiali, ingegneria chimica, ingegneria industriale, ingegneria elettronica, analisi dei dati e intelligenza artificiale) nella progettazione di un prodotto chimico.
Il primo approccio si basa fondamentalmente sulla buona conoscenza della formulazione e del chimismo dei prodotti per un impiego ottimale e ridurre gli sprechi.
L’azione del prodotto chimico si focalizza innanzitutto sul principio attivo che va correlato alla funzione che esso deve svolgere, generalmente la definizione di tale funzione è racchiusa nella stessa denominazione della classe o categoria cui il prodotto appartiene: agente conciante, neutralizzante, colorante, imbibente etc. Tale funzione va poi associata al suo chimismo o meccanismo d’azione nei confronti del substrato solido che è la pelle e quello liquido che è il bagno di reazione (chimismo in fase eterogenea).
Altri aspetti da valutare sono:
- lo stato fisico (soluzione, emulsione, polvere) dal quale dipende la modalità di aggiunta e la sua velocità di penetrazione con il substrato e la capacità di miscelazione con il bagno
- la compatibilità intesa come la capacità di creare legami con i siti attivi ionici della pelle in un primo momento e successivamente legami sostantivi di altro tipo, covalenti e secondari
Oltre ai prodotti chimici principali che svolgono funzioni specifiche, un ruolo rilevante è svolto dagli additivi o ausiliari che, invece, svolgono funzioni complementari quali plastificanti, reticolanti, veicolanti, neutralizzanti etc.
In linea generale le principali innovazioni che riguardano l’uso dei prodotti chimici nell’industria conciaria hanno i seguenti obiettivi:
– maggiore reattività del prodotto con il substrato pelle per migliorare l’esaurimento dei bagni
– nuove o migliori prestazioni funzionali (attività/azioni specifiche)
– tossicità contenuta;
– eco – compatibilità (biopreparazioni)
Obiettivi in fase di lavorazione:
- ottimizzazione del dosaggio dei prodotti chimici necessari in particolar modo nelle fasi in cui la precisione risulta fondamentale per la tipologia di materiale finale da realizzare oppure per la riduzione dei rischi sia in termini di sicurezza che per la prevenzione dei difetti;
- miglioramento e automatizzazione del controllo qualitativo durante la lavorazione;
- riduzione delle criticità nella gestione e monitoraggio degli aspetti ambientali, della tracciabilità dei prodotti e dei processi.
La raccolta e l’analisi dei dati di produzione nelle concerie sta avendo un’importanza sempre più rilevante per ottenere più informazioni possibili sulla qualità dei processi, permettendo di identificare i problemi e di ridurre le inefficienze in modo tempestivo.
A cura di
Dott.ssa Roberta Aveta – Tecnico di microscopia/servizi di diagnostica avanzata
Pubblicato il: 15 dicembre 2023 alle 09:25