Processi LIFE MICROTAN

Il processo di estrazione di gelatina da cuoio e pelli si compone di diversi passaggi. Il collagene nativo è una proteina altamente strutturata che è insolubile in acqua. Per questo motivo, un pre-trattamento è necessario per rompere tale struttura, produrre un rigonfiamento della fibra e la solubilizzazione del collagene, permettendo così l'ulteriore estrazione. Un pretrattamento acido è comunemente usato quando la gelatina viene estratta da pelli di maiale. Un pre-trattamento alcalino viene eseguito quando pelli bovine sono utilizzate come materia prima. Dopo questo trattamento (un lungo processo che richiede diverse settimane), il materiale trattato viene lavato senza alcali e neutralizzato mediante aggiunta di acido. La maggior parte dei sali neutri prodotti durante questo processo viene eliminata tramite numerosi lavaggi. Di conseguenza, questo è un processo con un impiego ad alta quantità di acqua che genera anche acque reflue a contenuto altamente proteico. Per questo motivo, un miglioramento del processo che porta ad un risparmio nel consumo di energia e di acqua è considerato altamente prioritario.

Enzimi proteolitici (proteasi) sono comunemente utilizzati nell'industria dei detergenti per abbattere materia proteinica causata da secrezioni corporee, generi alimentari, e sangue. Tale tipo di enzima si introduce anche nel settore della pelletteria in alternativa alle procedure convenzionali nei processi di depilazione, macerazione e ammollo.

L'uso di questo tipo di enzimi durante il pre-trattamento delle pelli prima dell'estrazione della gelatina è stato proposto nell'ambito del progetto LIFE MICROTAN come nuovo pretrattamento enzimatico, alternativo a quello alcalino e acido, al fine di minimizzare l'impatto ambientale, nonché per ridurre il tempo di elaborazione.

Uno schema della procedura proposta, eseguita in scala di laboratorio, è mostrato nella foto qui sotto.

Scaling up e ottimizzazione dei processi

Dopo aver stabilito il processo enzimatico di LIFE MICROTAN a livellodi laboratorio, è stato progettato, costruito e configurato  un impianto dimostrativo in scala.

Entrambe le condizioni di pre-trattamento e di estrazione influenzano altamente le proprietà della gelatina e, pertanto, il suo utilizzo finale. Per questo motivo, durante la scalatura del processo LIFE MICROTAN, sono state ottimizzate le fasi sia del pre-trattamento che di estrazione per produrre gelatina con opportune proprietà per applicazioni di microincapsulazione.

scaling up

L'impianto dimostrativo

Sulla base del processo stabilizzato su scala di laboratorio e ottimizzata a scala di medie dimensioni, è stato progettato, costruito e impostato un impianto dimostrativo per il recupero di rifiuti non conciati. L'impianto dimostrativo si trova presso le strutture INESCOP, accanto a un impianto di microincapsulazione pilota.

4 LIFE microTAN Demo plant

Il disegno selezionato consiste in un reattore principale dove avvengono le fasi sia di pre-trattamento che di estrazione. La concentrazione di gelatina può essere effettuata anche nel proprio reattore con l'ausilio di un sistema di aspirazione.

LIFE microTAN ed economia circolare

Nel 2015 la Commissione europea ha pubblicato la sua Comunicazione L'anello mancante - Piano d'azione dell'Unione europea per l'economia circolare. Questo documento ha stabilito un ambizioso pacchetto dell'Economia circolare, con l'obiettivo di incoraggiare imprese e consumatori europei a fare un uso più sostenibile delle risorse mediante l'attuazione di un'economia circolare.

Il presente Pacchetto dell'Economia circolare istituisce un programma preciso e ambizioso di azioni, con misure che includono tra gli altri una revisione della direttiva 2008/98/CE sui rifiuti e della direttiva 1999/31/CE relativa alle discariche di rifiuti. Inoltre, questo piano d'azione copre l'intero ciclo: dalla produzione e consumo alla gestione dei rifiuti e loro utilizzo come materie prime e secondarie. In contrasto con il tradizionale modello di economia lineare "Estrazione-Trasformazione-uso-smaltimento", la Commissione europea propone di "chiudere il cerchio" del ciclo di vita dei prodotti per aumentare il riciclaggio e il riutilizzo, a favore dell'ambiente e dell'economia.

Le proposte legislative in materia di rifiuti rivisti stabilisce degli obiettivi chiari per i rifiuti e la riduzione in discarica, e stabilisce una road map per la gestione dei rifiuti e il riciclaggio. Un elemento chiave della proposta sui rifiuti prevede misure specifiche per promuovere il riutilizzo trasformando sottoprodotti in materie prime, che sarà anche quello di stimolare la simbiosi industriale.

Validazione

Microcapsulas2La microincapsulazione è una tecnologia di rivestimento per cui le sostanze attive sono incapsulate in un guscio polimerico, fino a particelle core-shell chiamate microcapsule.

La microincapsulazione è un metodo efficace per prevenire che sostanze chimiche reattive, sensibili o volatili reagiscano con l'umidità, luce e ossigeno. Inoltre, questa tecnologia migliora non solo la stabilità contro fattori esterni, ma permette anche un rilascio controllato della sostanza attiva. Infatti le microcapsule, ancorate ad un materiale come la pelle, possono aggiungere nuove funzionalità intelligenti senza influenzare l'aspetto e la sensazione al tatto.

Pertanto, questa tecnologia rappresenta una grande promessa per il futuro delle concerie e per gli utenti finali delle industrie della pelle, come ad esempio le calzature. Si può trasformare un articolo di pelletteria artigianale tradizionale incorporando prodotti microincapsulati con proprietà attive.

La scelta della metodologia di microincapsulazione più conveniente dipende dalla sostanza da incapsulare, dalla destinazione d'uso e dalla forma polimerica.

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