Impianto di stigliatura mobile per la canapa

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1 1 Impianto di stigliatura mobile per la canapa Sommario 1. Premessa introduttiva 2. Concezione generale dell impianto mobile 3. Composizione e funzionamento della linea di stigliatura 4. trattamento paglie pressate& trinciato in 4 unità interconnesse 5. caratteristiche tecniche dell impianto e delle macchine 6. il conto economico 7. Prezzi e condizioni di acquisto 8. Conclusioni 9. Allegato 1 - Impianto pilota acquisizione e messa in opera Allegato 2 - Impianto pilota preventivo A cura di Cesare Tofani V. Belvedere LARI (Pisa) ITALIA tel Hempconsulting54@gmail.com

2 2 o premessa introduttiva La logica della filiera corta è un esigenza imprescindibile per far partire molte produzioni locali collegate alla coltivazione della canapa. Infatti per attivare la filiera occorre disporre di un impianto di prima trasformazione del prodotto agricolo nelle immediate vicinanze dei campi coltivati a canapa e viceversa, non ha senso coltivare canapa se non si dispone di un impianto a cui conferire le paglie, da cui si ottiene fibra e canapulo. Bisogna dire che gli impianti di stigliatura oggi esistenti in Europa sono in grado lavorare il prodotto agricolo di ampie superfici coltivate a canapa, ma sono impianti di grandi dimensioni e richiedono, per essere attivati, di un investimento iniziale consistente, almeno 4-6 milioni di euro. Naturalmente tali impianti sono situati là dove esistono le maggiori estensioni di canapa, prevalentemente in Francia e Olanda. Proprio considerando queste esperienze, i loro pro e contro, i rispettivi punti deboli ed i vantaggi evidenti, nel contesto delle vicende europee della canapa, abbiamo quindi concluso che :- conviene comunque realizzare impianti di piccole dimensioni, che si ammortizzano in pochi anni, fortemente collegati alla base agricola, tramite cooperative o consorzi, che, data la frammentazione delle superfici coltivate e la logistica tipica dell Italia, è opportuno disporre di un impianto, o parte di esso, che sia mobile, cioè che possa essere trasportato ed installato nei pressi delle zone coltivate a canapa, per il tempo necessario a lavorare le paglie raccolte in loco. o Concezione generale dell impianto mobile Gli impianti mobili di stigliatura, sono dunque di piccole dimensioni, studiati e costruiti in maniera modulare, all interno di telai containers, realizzati in modo che possano essere piazzati nelle immediate vicinanze delle terre coltivate a canapa e di un sito di stoccaggio

3 3 La separazione primaria delle fibre e del canapulo viene effettuata a mezzo di mulini a coltelli appositamente configurati. In questo caso la quantità di paglie stigliate sarà certamente maggiore di quella che si può lavorare con la scotolatura, ma il canapulo residuo nelle fibre sarà in percentuale maggiore e la lunghezza delle fibre sarà mista e molto variabile. A seconda dei prodotti principali che si desidera ottenere sarà necessario aggiungere altre macchine, come battitore a gradini, estrattori di polveri, separatori duvex e presse, oltre all aspirazione e filtraggio delle polveri; le fibre gregge saranno conferite ad un altro impianto che le utilizza per effettuare la preparazione di altri prodotti. o Composizione e funzionamento della linea di stigliatura Le macchine adatte allo scopo sono già collaudate da tempo e sono disponibili, sia nuove che usate, in varie forme e combinazioni. L impianto può lavorare le paglie di canapa fornite in presse cilindriche o prismatiche, oppure trinciato, attraverso un alimentazione specifica che introduce la materia prima agricola nella fase di decorticazione in un flusso omogeneo. A seguire, un mulino a coltelli induce la separazione di canapulo e fibre, che vengono poi separati da un vaglio circolare e da un vibrovaglio. Canapulo e fibre vengono infine imballati / pressati

4 Impianto mobile per la stigliatura di paglie pressate& trinciato 4 unità interconnesse 4 In questa configurazione l impianto, una volta piazzato e messo in opera, può stigliare paglie di canapa precedentemente falciate, ranghinate, pressate o trinciate in campo. Raccolta degli steli all epoca della fioritura massimo raccolto di biomassa delle paglie - oppure in seguito alla trebbiatura raccolta di paglie e semi - Ranghinatura, pressatura e stoccaggio Trinciatura delle paglie dopo la ranghinatura

5 5 Il sistema è composto da : A. Alimentazione trinciato / presse B. mulino C. Separatore canapulo-fibre, duvex D. alimentatore fibre. E. Pressa fibre. F. Nastro trasporto canapulo. G. Vibrovaglio H. Pressa canapulo. I. Imballaggio canapulo. J. unità di aspirazione. filtraggio polveri e compattatore K. Generatore, potenza: 200 Kw L. Sistema remoto di trattamento fibre e produzione (non incluso nel sistema mobile) A B C K F D G J E H I L Le presse vengono caricate sul nastro trasportatore che le introduce nell apri-paglie Il trinciato viene riversato dai carri agricoli in un sistema di alimentazione il trinciato/ paglia viene introdotto nell alimentatore (A) e poi nel mulino a coltelli (B) nel separatore (C) la fibra viene separata dal canapulo La fibra, in uscita dal separatore, viene condensata (D), pressata ed imballata (E) Il canapulo viene raccolto sotto il vaglio circolare (F) e convogliato con la coclea in un vibro-vaglio a setacci (G), in cui si separa ulteriormente dai residui fibrosi Il canapulo viene pressato (H) e/o imballato (I) Le polveri vengono raccolte e filtrate (J); le fibre non sufficientemente pulite vengono reimmesse nel separatore (G) le fibre pulite vengono avviate ad un impianto remoto ( K) per ulteriore lavorazioni

6 6 caratteristiche tecniche dell impianto e delle macchine materiale in entrata paglie trinciate dopo la ranghinatura paglie pressate dopo la ranghinatura paglie di canapa essiccate in campo, lunghezza <100 cm, diametro <20 mm paglie di canapa essiccate e trinciate con rotori a lama e contro-coltello. qualità del trinciato:- dimensione delle frazioni trinciate <50 mm.; qualità della paglia:- il buon funzionamento dell impianto ed il risultato operativo dipendono anche dal grado di macerazione della paglia, ottenuto nella fase di raccolta. Questo dato qualitativo si può determinare con appositi strumenti in fase di conferimento del prodotto agricolo umidità massima delle paglie e del trinciato ammessa all ingresso della linea: < 15% prodotti in uscita canapulo con dimensione, lunghezza <30 mm. canapulo con dimensione, lunghezza <20 mm canapulo con dimensione, lunghezza <3 mm. fibra con un contenuto massimo di canapulo del 15%

7 7 capacità di processo La quantità di paglia in entrata sarà di circa 1,0 t./ora, mentre la capacità di lavoro del trinciato in ingresso sarà di circa 1,5 t./ora; il risultato effettivo dipende in gran parte dalla qualità della paglia e dall efficienza del mulino che precede la vagliatura, che avrà il compito di omogeneizzare un materiale che sarà inevitabilmente variabile per consistenza, rapporto fibre/canapulo e tenacia delle fibre. In condizioni d uso normali la linea di stigliatura è in grado di produrre fibre e canapulo nelle quantità di seguito indicate: ingresso kg./ora % prodotto trinciato di paglia di canapa Paglie di canapa pressate uscita fibra corta e cortissima 2-40 mm canapulo polveri o Esigenze strutturali e dati di produzione L impianto sarà montato in 4 unità adiacenti ed interconnesse su rimorchi stradali che vengono collocati in un immobile adeguato, o sotto una struttura coperta smontabile, in un area attrezzata, adiacente alle aree di stoccaggio materie prime e prodotto lavorato; un unità supplementare alloggerà il generatore e la centralina di distribuzione. Il trinciato e le paglie saranno trasportati dai rimorchi agricoli che lo raccolgono e caricati tramite nastri trasportatori o coclee, quindi è opportuno prevedere un accesso adeguato ai mezzi. Per gestire l impianto occorrono 2 addetti per turno, di cui uno con mansioni di responsabilità tecnica. Essendo l impianto mobile e quindi dislocato in diverse località per un tempo determinato, è utile prevedere un rimorchio di supporto per il personale addetto all impianto, che includa servizi igienici, ufficio ed eventuale alloggio. La potenza complessiva installata sarà di 200 kw, fornita in loco oppure da generatore di corrente alimentato ad olio vegetale. La rotazione delle colture agricole potrebbe quindi permettere agli agricoltori che forniscono la canapa di produrre anche piante oleaginose colza, girasole, mais, per ricavarne olio combustibile, anche con sistemi di pressatura aziendali. La manutenzione dell impianto deve consentire sempre il controllo delle polveri diffuse e dell accumulo nelle macchine, per eliminare il pericolo d incendio (ATEX). Per lo stesso

8 8 motivo e per recuperare le polveri generate dal processo di stigliatura, è previsto un impianto di aspirazione e depolverazione del prodotto, che va adattato all ambiente di lavoro. Addetti all impianto n 2 In compresenza Turni di lavoro n 1 Da estendere a 2 Ore/anno lavoro impianto ore ore /giorno x 22 gg/mese x 10 mesi/anno Ore/anno lavoro retribuito ore ore/giorno x 22 gg/mese x 11 mesi anno x 2 addetti Consumo energetico kw/h kw/h Potenza installata KW 200 Tempo di funzionamento Ore/giorno 8 h Fermi tecnici e manutenzione % del tempo operativo 15 % aria per estrazione polveri m3/h Capacità di lavorazione in entrata Ton./ora 1 Paglie lavorate /anno Ton t/giorno x 22 gg/mese x 10 mesi/anno o Il conto economico Il prezzo completo di acquisto della linea di stigliatura sopra descritta viene così definito 1 macchine euro 1 Alimentazione decorticazione -Separazione fibre/canapulo ed imballaggio Sistemi accessori, energia e sicurezza Consulenze trasporti e collaudo Veicoli, coperture, infrastrutture TOTALE Vedi preventivo dettagliato in allegato 2

9 9 Il valore della produzione viene quantificato come segue:- Produzione annua quantità Valore Prezzo unitario Fibre prodotte 528 ton ,00 /t 600,00 Canapulo prodotto 880 ton ,00 /t 400,00 Polvere e scarti 352 ton 7.000,00 /t 20,00 totali ,00 Il conto economico che segue è relativo alla gestione dell impianto pilota. Una volta che sia possibile verificare nei fatti che i dati imputati a ciascuna voce di costo e di ricavo sono corretti, si potrà ragionevolmente elaborare un conto economico analogo per l impianto definitivo. In realtà non cambiano tanto le dimensioni dell impianto, quanto la gestione del sistema di alimentazione, che cambia sostanzialmente la capacità oraria di lavorazione. La capacità calcolata nel conto economica è di 1 ton./ora, ma l obiettivo è di trasformare almeno 2 tonnellate/ora in continuo, su due 2 turni di lavoro. conto economico annuale COSTI VARIABILI QUANTITA'/ ANNO costo unitario euro paglia imballata in presse ton , ,00 paglia trinciata in campo ton , ,00 trasporti x spostamento impianto , ,00 energia elettrica - kwh , ,00 imballaggi materiali di consumo forfait ,00 assistenza ed acquisizione mat. prime agricole - trasferte , ,00 costi commerciali, trasferte , ,00 operaio + tecnico / ore - retribuzione lorda , ,00 TOTALE COSTI VARIABILI ,00 COSTI FISSI QUANTITA'/ ANNO costo unitario euro assicurazioni ,00 ammortamento di euro - in anni 5 % ,00 veicoli - ammortamento di % ,00 varie ,00 amministrazione ,00 TOTALE COSTI FISSI ,00 RICAVI QUANTITA'/ ANNO costo unitario euro ricavo lordo canapulo - ton. prodotte , ,00 ricavo lordo fibra - ton. prodotte , ,00 TOTALE RICAVI LORDI ,00 RISULTATO LORDO ,00 Il risultato operativo dell attività risulta dunque del 25,8 % sull investimento iniziale, al netto degli ammortamenti ed al lordo di tasse e contributi. In pratica l impianto si ripaga in 4 anni di attività funzionando su un solo turno a regime normale.

10 10 Per alimentare l impianto a regime è necessario stipulare contratti con gli agricoltori per la coltivazione di canapa di circa 400 ha. Si presentano in questo caso diverse tipologie di coltivazione, da cui derivano rese e remunerazioni diverse. 1. Coltivazione mista da seme e da paglia 5 t/ha di paglie 2. Coltivazione da biomassa - 12 t/ha di paglie 3. Trinciatura del raccolto - prezzo di acquisizione paglie 180 /t 4. Imballo delle paglie - prezzo di acquisizione paglie 150 /t L importante è che l agricoltore possa ottenere un reddito adeguato, che verrà migliorato dall operatività della rete di imprese Produzione mista di seme e paglie Produzione di solo paglie

11 11 Dalla comparazione dei due prospetti si vede chiaramente che, avendo la possibilità di conferire le paglie ad un impianto di prima lavorazione, conviene all agricoltore coltivare la canapa in modo da ottenere la maggior quantità di steli, ton./ha, e di affrontare la produzione di seme solo nel caso che sia possibile ottimizzare la resa, raccogliendo quantitativi di seme pari o superiori a 6 q./ha o Conclusioni Come abbiamo detto in premessa, la mancanza di impianti di stigliatura ha penalizzato gli sforzi di coloro che, nei passati 20 anni hanno cercato di far ripartire la coltivazione della canapa in Italia. La possibilità di utilizzare impianti di costo molto ridotto, rispetto a quelli che si conoscono in Europa, e montati in strutture modulari mobili, dilata la capacità di sfruttamento delle macchine e la loro redditività, consentendo di accedere al raccolto di aree che altrimenti resterebbero ferme, pur avendo le potenzialità agronomiche per realizzare la filiera produttiva. Impianti mobili come quelli descritti sono già stati realizzati in scala di prototipo e comunque si avvalgono di tecnologie e macchine che sono ampiamente collaudate. Ci sono dei punti critici nella configurazione del sistema e nella sua gestione tecnica ed economica che devono però essere attentamente valutati, per non incorrere in errori. Gli standard qualitativi della materia prima - Gli steli che devono essere stigliati, le cosiddette paglie, avranno per loro natura dimensioni diverse e caratteristiche differenziate a seconda delle varietà impiegate, dei metodi di coltivazione e di raccolta adottati, dell andamento stagionale delle colture. Saranno poi diversi da una fornitura all altra a causa dei trattamenti post-raccolta, essiccamento, macerazione in campo, che facilitano o meno il distacco delle fibre dal canapulo. E necessario quindi che il materiale agricolo in entrata nel sistema sia rispondente a caratteristiche standard definite nei contratti di conferimento e verificate da personale esperto. Agli agricoltori sarà quindi sottoposto un disciplinare di produzione che determini dei gradi qualitativi definiti a cui corrisponderà anche un diverso valore di prezzo del conferimento 2. L efficienza dell impianto Come tutte le macchine, anche quelle utilizzate nella stigliatura lavorano in piena efficienza con materiali di qualità omogenea; la materia prima agricola è invece variabile per sua stessa natura. Il rendimento dell impianto è stato quindi indicato in via prudenziale in 1 ton./ora di paglia, ma ci sono ampi margini di miglioramento della sua performance. 2 Tabelle di questo genere erano ben note e venivano stabilite dal Consorzio Canapa Italiano fino agli anni 50, altre simili sono tutt ora in uso nei Paesi dell Est Europa. Ora occorre ridisegnarle ex novo e metterle alla prova dei fatti.

12 12 I prezzi della materia prima e dei prodotti I dati economici che abbiamo assegnato al conferimento delle materie prime sono una media di quelli che vengono riconosciuti oggi dalle poche imprese del settore; non esiste nessuna quotazione pubblica della canapa a cui far riferimento, tipo la borsa merci delle Camere di Commercio. Questo influenza notevolmente la veridicità dei risultati del conto economico, se si considera che il costo di acquisizione delle paglie e del trinciato copre praticamente il 50% del ricavato dalle vendite dei prodotti di stigliatura. E sufficiente quindi che, per qualche motivo, quella remunerazione non sia sufficiente agli agricoltori per indurli a coltivare canapa, perché si determini un aggravio poco sostenibile dei costi di acquisto materie prime. Parimenti una variazione in negativo del prezzo di vendita delle fibre, indotto magari dalla concorrenza di altre fibre naturali esotiche, come juta, kenaf, sisal o ramie, può determinare una minor redditività dell attività di trasformazione E quindi indispensabile consolidare dei bacini di coltivazione in cui la canapa avrà la sua ragione di esistere e di svilupparsi in virtù anche di altri vantaggi agronomici ben conosciuti, come la sua funzione nelle rotazioni, il controllo delle infestanti. Sarà utile anche coinvolgere direttamente gli agricoltori nella gestione di alcuni aspetti produttivi, legati soprattutto alla logistica, con l organizzazione di diversi centri di stoccaggio a livello di aziende limitrofe. E importante sviluppare il mercato dei prodotti a base canapa su base locale, per realizzare veramente una filiera corta indirizzata alle attività produttive della regione in cui viene coltivata la canapa. L esempio dei prodotti per l edilizia è molto chiaro in proposito. Le tecniche per utilizzare il canapulo nei miscelati esistono da tempo, le competenze tecniche per utilizzare i prodotti in edilizia anche, ma la materia prima il canapulo, per essere competitivo con altri inerti esistenti, non può viaggiare su lunghe distanze; come tutti i materiali dell edilizia, verrà utilizzato convenientemente solo laddove viene prodotto. Detto questo dobbiamo evidenziare i vantaggi che una gestione del sistema mobile comporta:- Grande flessibilità operativa La sede operativa dell impianto mobile cambia in relazione alla collocazione ed alla quantità di paglie stoccate. Conosciamo casi recenti di impianti fissi, ben configurati e ben sostenibili, che hanno dovuto chiudere l attività o delocalizzarla perché è venuta a mancare la produzione agricola in un raggio di km dall impianto. I costi di trasporto delle paglie sulle medie lunghe distanze sono semplicemente insostenibili, quindi tagliarli drasticamente, avvicinando le macchine alle zone di produzione agricola significa mettere il gestore dell impianto e gli agricoltori nella miglior situazione per poter fare reddito entrambi.

13 13 Investimento ridotto nei macchinari, Come si diceva in premessa, il costo per l acquisto e la messa in opera di impianti di stigliatura fissi di dimensioni medie non è inferiore a 2,5 milioni di euro; l investimento preventivato per acquisire e mettere in funzione un impianto mobile di capacità analoga è invece ridotto a ¼ e si riduce ulteriormente a euro per l impianto pilota di cui si è trattato. Questo vantaggio si traduce in una riduzione del rischio di impresa e consente di ampliare la produzione fino al raggiungimento della saturazione dell impianto Attivazione di una filiera corta. Trasformare localmente il prodotto agricolo vuol dire creare delle filiere locali che lavorano in sinergia con specifiche attività produttive. In questo modo è possibile creare prodotti veramente tracciabili che hanno migliori opportunità di resistere alla concorrenza di prodotti di importazione. Questa strategia permette inoltre di avere accesso a contributi ed incentivi già previsti per le filiere corte. Possibilità di replicare l impianto Il risultato del conto economico consente di ripagare l investimento iniziale in 4 anni e dal quinto può generare le risorse finanziarie per costruirne un altro di pari portata. In 4 anni la coltivazione di canapa si può radicare in una zona ed assorbire anche tutta la capacità lavorativa dell impianto; si può allora replicare l impianto per supportare la trasformazione di altre zone di coltivazione, anche distanti tra loro. Per concludere riteniamo che l investimento in un impianto mobile di stigliatura della canapa industriale sia ampiamente sostenibile ed offra un profilo di redditività interessante anche per attrarre investimenti dal mondo agricolo ed industriale. Autore:- Cesare Tofani hempconsulting54@gmail.com AVVERTENZA L utilizzo del testo, dei dati e delle immagini contenuti in questo documento è sottoposto ad autorizzazione dell autore ed è comunque obbligatorio indicare chiaramente la fonte di provenienza