La misura della biodegradabilità del cuoio

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1 Stazione Sperimentale per l Industria delle Pelli e delle Materie Concianti Conceria Russo di Casandrino Università degli Studi di Napoli Federico II - Dipartimento di Biologia Strutturale e Funzionale Laboratorio di Igiene La misura della biodegradabilità del cuoio B. Naviglio, D. Caracciolo, G. Calvanese, C. Bruno, A. Calise, S. Lombardi, M. Guida 1

2 Obiettivo dello studio Introduzione Valutazione della biodegradabilità dei materiali cuoiosi con metodi oggettivi 2

3 Prodotti ecosostenibili Introduzione Prodotti ecofriendly (minor impatto ambientale) Prodotti con più elevato valore aggiunto 3

4 Prodotti ecosostenibili Ciclo di vita del prodotto Introduzione Biodegradabilità: caratteristica ecologica utile per la qualificazione ambientale del prodotto nella fase di eliminazione/smaltimento Impatto ambientale sostenibile No accumulo nell ambiente 4

5 Biodegradabilità : concetti Introduzione Biodegradabilità: caratteristica delle sostanze e dei materiali di essere assimilati dai microorganismi e di essere così immessi nei cicli naturali La biodegradabilità è, in pratica, la tendenza di un materiale ad essere convertito in CO 2 grazie ai microorganismi 5

6 Biodegradabilità : reazioni Introduzione Biodegradabilità Degradazione aerobica C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6CO 2 + 6H 2 O Degradazione anaerobica C 6 H 12 O 6 3CO 2 + 3CH 4 6

7 Concia : definizione Introduzione La concia è un processo di conversione di un materiale organico putrescibile in un materiale stabile che resiste alla putrefazione dovuta ai microorganismi Concia = resistenza alla biodegradazione di un materiale proteico (collagene) precedentemente putrescibile 7

8 Misura della biodegradabilità Parte Sperimentale Misura anidride carbonica sviluppata Misura consumo di ossigeno Misura perdita di peso Misura qualitativa della crescita delle colonie batteriche 8

9 Metodo standardizzato UNI EN Parte Sperimentale Valutazione della biodegradabilità aerobica ultima dei materiali di imballaggio nelle condizioni controllate di compostaggio Metodo mediante analisi dell anidride carbonica rilasciata 9

10 Materiali e metodi Reattori in vetro da 2 litri: 1. compost e pelle in rapporto 6:1 2. solo compost (bianco) Parte Sperimentale 3. compost e cellulosa (sostanza di riferimento) Temperatura: 58 C Condizioni aerobiche: ossigenazione continua dei reattori con aria senza CO 2 Durata prova : max 6 mesi Prova in doppio 10

11 Parte Sperimentale Determinazione CO 2 sviluppata Titolazione acido - base Assorbimento CO 2 rilasciata su Ba(OH) 2 (precipitato di BaCO 3 ) Titolazione di Ba(OH) 2 rimanente con HCl Misura CO 2 rilasciata (titolazione): una volta ogni due giorni 11

12 Materiali e metodi Parte Sperimentale a) Pompa d aria e) Mix compost + campione b) Sistema rimozione CO 2 in ingresso f) Reattore di compostaggio c) Aria priva di CO 2 g) Aria esausta d) Spazio per circolazione aria h) Trappole di Ba(OH) 2 connesse tramite tubi (i) 12

13 Parte Sperimentale Valutazione della biodegradabilità % biodegradazione = ( CO ) ( CO ) 100 (CO 2) T = g di CO 2 prodotti nel reattore contenente compost e pelle 2 T ThCO (CO 2 ) B = g di CO 2 prodotti nel reattore contenente compost (bianco) (CO 2 ) T - (CO 2 ) B = g di CO 2 biologica della pelle 2 2 prodotti dalla degradazione ThCO 2 = g teorici di CO 2 che la pelle può produrre; determinazione TOC (Carbonio Organico Totale ) B 13

14 Pelli esaminate Parte Sperimentale Pelle decalcinata e macerata (non conciata) Pelle finita conciata al cromo Pelle finita conciata al vegetale 14

15 Risultati Caratteristiche chimiche delle pelli esaminate Parametro Cuoio al cromo Cuoio al vegetale Pelle macerata Umidità e sostanze volatili a 102 C Ceneri totali solfatate a 800 C 0,0 % 0,0 % 0,0 % 6,6 % 1,3 % 2,7 % Ossido di cromo (Cr 2 O 3 ) 4,1 % - - Grassi 5,7 % 6,4 % 0,3 % Sostanza dermica 72,9 % 58,6 % 92,7 % ph estratto acquoso 3,6 4,1 7,5 TOC (Carbonio Organico Totale) 49,4 % 55,2 % 50,8 % 15

16 Risultati Biodegradabilità delle pelli esaminate Campione Durata prova ( giorni di incubazione) % biodegradazione (media) Cuoio al cromo ,0 Cuoio al vegetale ,5 Pelle macerata ,0 Cellulosa ,0 16

17 Risultati Biodegradabilità delle pelli esaminate 17

18 Residuo di pelle conciata al cromo dopo prova di biodegradabilità Risultati 18

19 Risultati Microanalisi del residuo di pelle al cromo Dopo prova di biodegradabilità In stats. C O Mg Si Cl K Ca Cr Tot. Spectrum yes 19,1 48,1 0,1 0,1 1,1 2,6 26,3 2,6 100,0 19

20 Conclusioni Conclusioni Il metodo UNI EN 14046, sperimentato sui materiali cuoiosi, valuta sostanzialmente la biodegradabilità in compost; Ai fini della compostabilità il livello di biodegradazione minimo deve essere pari al 90% da raggiungere in meno di 6 mesi; Altri requisiti per la compostabilità: disintegrabilità: la frazione non disintegrata (residui con dimensioni maggiori di 2 mm) deve essere inferiore al 10%; assenza di effetti negativi sul processo di compostaggio; bassi livelli di metalli pesanti e assenza di effetti negativi sulla qualità del compost. 20

21 Conclusioni Conclusioni La pelle non conciata può essere definita biodegradabile, nei tempi stabiliti dalla norma presa come riferimento Il cuoio al vegetale è risultato essere più biodegradabile (67,5%) del cuoio conciato al cromo (43,0%) 21

22 GRAZIE PER L ATTENZIONE SSIP Stazione Sperimentale per l Industria delle Pelli e delle Materie Concianti Via Nuova Poggioreale, NAPOLI Tel Fax Via W. Tobagi, Castelfranco di Sotto (PI) Tel Fax ssip@ssip.it 22