Inspiration for a greener tanning industry from the Arzignano tanning district.

Le infinite possibili applicazioni in tecnologie green della cheratina ricavata dal pelo recuperato nel processo conciario

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Tra gli obiettivi di greenLIFE c’è la riduzione degli scarti risultanti dalle fasi di concia e la loro valorizzazione. Attraverso il processo di calcinaio con recupero, in fase di studio, si mira a valorizzare il pelo dei manti, fonte di cheratina di buona purezza con un amplissimo spettro di potenzialità applicative, dal settore biomedico a quello dei fertilizzanti. Il pelo rientra poi nella vasta classe dei biopolimeri naturali (legno, fibre tessili naturali, amidi, ecc.) che rappresentano ad oggi uno dei maggiori campi di interesse per le tecnologie biocompatibili e biosostenibili.

Incontriamo Giorgio Pozza, direttore R&D di Gruppo Mastrotto.

La lavorazione conciaria ha come scopo primario la realizzazione di cuoio finito a partire dalle pelli grezze provenienti dalla scuoiatura di animali macellati per uso alimentare.  La struttura che viene valorizzata dal processo di concia è essenzialmente costituita dal reticolo fibroso caratteristico della specie animale – formato principalmente da collagene di tipo I – che viene stabilizzato e reso imputrescibile per mezzo di un particolare procedimento chimico detto “concia”.

La fase preparatoria alla concia, detta riviera, riveste una fondamentale importanza ai fini della qualità del prodotto finito, e si realizza attraverso una serie di trasformazioni chimico-fisiche che rimuovono dal substrato dermico tutte le componenti indesiderate. Gran parte dei numerosi costituenti della pelle vengono di conseguenza degradati in modo indifferenziato e allontanati come reflui solidi e liquidi.

GL. Perché è difficile recuperare e valorizzare materiali di risulta delle lavorazioni conciarie?

 GP. La natura chimica dei materiali di scarto è piuttosto varia, comprendendo numerose specie proteiche e grasse idrolizzate in diversa misura, glicosamminoglicani, acido ialuronico, condroitina solfato, melanine, ecc.; è perciò difficile il recupero di prodotti sufficientemente raffinati che siano adatti ad applicazioni industriali con alto valore aggiunto. La complicazione maggiore deriva dall’elevato numero di specie chimiche contenute nei residui e dal relativo grado di variabilità.

GL. Un’eccezione sembra essere il pelo. Perché?

GP. Un’eccezione in questo senso è effettivamente costituita dal pelo, che rappresenta probabilmente il sottoprodotto conciario con la composizione chimica più uniforme e il maggior grado di purezza. Il pelo viene rimosso dalla propria sede nel corso dell’operazione detta “calcinaio”, che ha lo scopo di aprire le fibre di collagene e allontanare la maggior parte delle sostanze che non interessano ai fini della concia. Nella versione distruttiva del calcinaio l’azione delle sostanze depilanti viene prolungata fino alla disgregazione completa del pelo, che viene perciò solubilizzato nel bagno di processo. Attraverso opportuni accorgimenti tecnici è però possibile separare il pelo flottante dal bagno di calcinazione man mano che questo si stacca dalle pelli, recuperandolo ancora integro, il cosiddetto calcinaio con recupero.

GL. Quali i vantaggi ambientali e industriali del recupero del pelo?

GP. Oltre alla diminuzione del carico inquinante del bagno e al risparmio di prodotti chimici, la realizzazione di processi di calcinazione con recupero mette a disposizione notevoli quantità di pelo di buona qualità, che per le sue caratteristiche chimico-fisiche costituisce una potenziale materia prima per diverse applicazioni industriali. Il costituente primario del pelo bovino è una proteina detta cheratina, che si distingue dalle altre componenti proteiche del derma per via dell’elevato contenuto di cisteina, un amminoacido contenente zolfo che conferisce alla struttura un’elevata resistenza meccanica e chimica. Poiché le altre componenti sono presenti in quantità minoritaria, il pelo rappresenta una fonte di cheratine di buona purezza, con tutti i vantaggi del caso.

GL. In quali settori industriali può essere valorizzato?

 GP. Ad esempio, l’abbondanza di azoto e carbonio organico tipica delle proteine, la relativa inerzia chimica e l’assenza di metalli pesanti rendono il pelo una materia prima pregiata per la realizzazione di fertilizzanti a lento rilascio. E’ possibile inoltre ipotizzare per il pelo bovino applicazioni in settori tecnologici più avanzati, come già avviene con la cheratina ricavata dalle penne del pollame. A questo proposito sono già operanti aziende (Eastern Bioplastics, USA) che utilizzano le farine cheratiniche per la realizzazione di prodotti speciali, quali sorbenti selettivi per la bonifica di idrocarburi, cheratine fibrose allo stato grezzo per applicazioni industriali “green”, fibre rinforzanti per resine bioplastiche, ecc. La similitudine chimica tra pelo bovino e penne dei volatili e l’abbondante numero di brevetti riguardante queste ultime suggerisce un ampio spettro di potenzialità applicative anche per il primo; i settori di interesse variano dal farmaceutico (materiali di rivestimento) al cosmetico, al biomedico. In senso ancor più generale, il pelo rientra nell’ampia classe dei biopolimeri naturali (legno, fibre tessili naturali, amidi, ecc.) che rappresentano ad oggi uno dei maggiori campi di interesse per le tecnologie biocompatibili e biosostenibili;

L’industria conciaria può divenire il primo promotore della ricerca su una nuova categoria di materiali che, nonostante siano tradizionalmente destinati allo smaltimento, sono ricchi di potenzialità inesplorate e quindi molto promettenti.

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