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12 Novembre 2018di Ikem0

Già l’origine della parola riviera suggerisce che per questa fase della lavorazione della pelle è necessaria acqua in abbondanza. L’obiettivo è semplice: rimuovere il pelo e liberare il derma da tutto il materiale superfluo che può provocare o costituire difetti nella pelle finita. I fenomeni chimico-fisici attraverso cui si raggiunge lo scopo e che letteralmente impostano la qualità della pelle sono invece molto complessi. In ragione dei volumi di acqua in gioco e del carico di prodotti organici e inorganici che si scaricano con essa si genera il maggiore impatto ambientale di tutto il processo conciario.

Mettiamo in evidenza come le varie metodologie di processo incidono sull’ambiente e come modificano le caratteristiche organolettiche della pelle.

 

Conservazione

La conservazione sotto sale comporta l’abbondante immissione di un elettrolita di difficile recupero dalle acque di fine processo conciario. Oltre all’azione disidratante il sale elimina la metà circa delle proteine globulari e parte del grasso naturale per cui le pelli saranno più svuotate e rilassate rispetto alle pelli conservate fresche.

Utilizzando grezzo fresco si ha il vantaggio di non introdurre sale in eccesso nel processo anche se, tuttavia, l’inserimento nel rinverdimento fino al 3% di cloruro di sodio favorisce l’attacco delle proteine solubili. Le pelli fresche sostanzialmente hanno una struttura più integra e quindi più piena rispetto alle pelli salate.

Lavorare con sole pelli fresche non costituisce una soluzione universale al minor utilizzo di sale per ragioni di natura logistica e commerciale. Inoltre è richiesta energia per il refrigeramento fino ai 4-5°C.

 

Rinverdimento di pelli fresche e salate

Il rinverdimento deve essere sempre completo e deve sopperire ad eventuali problematiche dovute a cattiva conservazione o stoccaggio non adeguato. Le fibre devono ritrovare la loro naturale idratazione e scorrevolezza a vantaggio di un derma meccanicamente resistente ed uniforme nel suo aspetto finale.

Le condizioni di lavoro nel rinverdimento di pelli salate e fresche sono diverse e sostanzialmente sono così riassumibili. Nel primo caso è necessario un dissalaggio, occorre lavare la sporcizia e scendere almeno fino a 3 Bè per non ostacolare l’azione enzimatica. Si deve reidratare un materiale il cui contenuto d’acqua è diminuito anche del 20% rispetto all’origine e varie sostanze interfibrillari (albumina, globulina, proteoglicani,…) sono state rimosse per almeno il 50%. Enzimi che accelerano il processo e si aggiungono ai tradizionali tensioattivi sintetici sono diffusamente utilizzati.

Nel secondo caso le pelli fresche devono essere riportate alla temperatura di lavoro. Il fisiologico contenuto medio di acqua, circa il 65%, e le sostanze interfibrillari sono ancora presenti. L’uso di specifici enzimi permette la loro rimozione in tempi rapidi fino ad ottenere uno stato simile a quello delle pelli conservate salate.

I battericidi sono raccomandati per garantire una efficace protezione in presenza di cattiva conservazione. Nella pratica quotidiana sono irrinunciabili. Ipoteticamente però, partendo da una corretta conservazione, mantenendo il pH di lavoro sopra 9 e la temperatura dell’acqua nel bottale tra i 20 e i 25°C – eventualmente rinfrescando il bagno ogni tanto – si ha un effetto batteriostatico sufficiente. Questa condizione operativa permette inoltre di avvicinarsi gradualmente al pH del calcinaio e di saponificare parte del grasso del tessuto connettivo.

 

Scarnatura

Scarnare dopo il rinverdimento, piuttosto che solo dopo il calcinaio, da un lato costituisce una doppia lavorazione, ma dall’altro offre importanti benefici. Questo carniccio, rispetto al carniccio del calcinaio, è un sottoprodotto più pulito che risulta idoneo per altri usi industriali come fonte di grasso e proteine. La presenza di tracce di battericida è tollerabile ma soprattutto non devono essere stati usati fin qui prodotti chimici pericolosi. L’asportazione dello strato sottocutaneo risulta molto agevole se la pelle viene trattata con appositi enzimi che lo gelatinizzano e ne migliorano la resistenza opposta alle lame della scarnatrice. La diminuzione del peso del carico determina anche una rilevante diminuzione del potenziale inquinante per il bagno, fino al 20% in meno, con conseguente riduzione dei prodotti chimici impiegati. Non meno trascurabile per la qualità è la migliore distensione della pelle che guadagna leggermente in piedaggio e i prodotti penetrano più facilmente e in modo più uniforme dal lato carne.

 

Depilazione e calcinaio

È risaputo che questa è la fase della riviera a maggior impatto ambientale per consumo di acqua e relativo carico inquinante costituito da alti COD, presenza di solfuri, calce ed eventualmente altri prodotti chimici. In un calcinaio tradizionale con calce e solfuri sono consolidate alcune varianti di processo di cui si riportano in breve gli effetti sull’ambiente e le modifiche che si determinano sul pellame.

Assumiamo che con un calcinaio distruttivo il COD si attesti intorno a 50-55 mila mg/litro. Con l’immunizzazione e recupero del pelo può scendere a 24-25 mila e la quantità necessaria di solfuro e solfidrato all’incirca dimezza. Per ottenere questi valori la filtrazione del pelo staccato viene fatta in continuo fin da subito. Se la filtrazione dello stesso bagno viene fatta il giorno dopo il COD sale intorno ai 37-40 mila mg/litro.

Il carico organico ha comunque un peso relativo che è subordinato al corretto funzionamento dell’impianto di depurazione collegato. In generale, considerando tutte le sostanze inquinanti del processo, i parametri degli scarichi delle concerie sono relativi e dipendono dalle regolamentazioni del territorio in cui ogni azienda opera.

 

Recupero del pelo

Il pelo costituisce circa il 6-8% del peso della pelle grezza e potenzialmente è anche un’ottima materia prima per altri usi industriali. Può essere trattato per un reimpiego nell’agricoltura, nella cosmetica, nell’edilizia e nel tessile sfruttando il suo alto contenuto di cheratina o la sua struttura fibrosa, tanto migliore quanto meno viene danneggiata dai riducenti.

Nella pratica industriale l’uso di soli enzimi per la depilazione non garantisce il totale distacco del pelo e sussiste il rischio che a lungo andare venga intaccato anche il derma. L’uso di solfuri garantisce l’effetto depilante desiderato ma rende il pelo meno appetibile per alri impieghi. Un processo ibrido in due fasi, la prima enzimatica e la seconda con solfuri, permetterebbe un recupero fino al 90 % di pelo “pulito” in un processo sicuro per la qualità del derma. La depilazione verrebbe poi portata a termine con l’impiego di una minima quantità di solfuri e uno scarto minimo di sottoprodotto.

Merita un cenno anche la depilazione ossidativa con acqua ossigenata e soda in quanto elimina la calce e i solfuri dal processo con un’impronta decisamente più ecologica. Le pelli risultano assolutamente pulite e ben lavorabili, ma data la difficoltà del sistema per gestire il gonfiamento si può incorrere spesso in una minore distensione del fiore con sgranature accentuate.

Il tema del riutilizzo del pelo al momento non è così sentito e pratiche di recupero ai fini commerciali non sono incentivate. Probabilmente ne è una causa l’ambiguità della sua classificazione tra rifiuto e sottoprodotto per cui la situazione giuridica di chi lo produce non è chiara.

 

Aspetti tecnici del calcinaio

Al fine di ottenere un cuoio con le caratteristiche richieste dal mercato si deve provocare un allentamento del tessuto fibroso con metodologie sempre condizionate dalla provenienza della razza. È necessario il gonfiametno alcalino per la rimozione di sostanze superflue come le proteine non collageniche che causano incollature tra le fibre e ne ostacolano la distensione e parte dei grassi naturali come cere, fosfolipidi e trigliceridi che possono dare efflorescenze superficiali o irrancidimento. Si devono liberare nel derma i siti reattivi per poter inserire i prodotti chimici di concia e riconcia. Si deve eliminare inoltre lo strato epidermico per poter ottenere un fiore ben tingibile e permeabile ai prodotti chimici.

 Cuoio: i diversi strati della pelle

 

Simultaneamente vengono attaccati i ponti disolfuro per staccare soltanto il pelo o ottenere la sua solubilizzazione completa. Il massimo potenziale riducente si attiva a pH molto alcalino dove il gonfiamento della pelle raggiunge il suo massimo ottimale tra 12.5 e 12,7.

A questo pH, se non sussiste la contemporanea azione del solfuro, i ponti della cisteina si trasformano in lantionina rendendo il pelo immune a qualsiasi attacco successivo da parte dei riducenti.

Gonfiamento del derma, immunizzazione del pelo e depilazione si manifestano tutti elevando il pH. Si sfruttano le loro diverse velocità di reazione per ottenere il miglior risultato qualitativo. Va detto che in aspo non si ha l’effetto fisico di compressione che si ha in botte e quindi il processo è molto più facile da gestire.

Il gonfiamento del derma  è legato alla quantità di acqua presente nel bagno in relazione all’azione meccanica esercitata. L’intensità dell’azione meccanica esercitata, e quindi la velocità del gonfiamento, è variabile e dipende dalle condizioni di carico e dalla velocità di rotazione del bottale.

Sotto l’azione dei riducenti la depilazione avviene in un’ora circa. La prima parte del pelo a cedere è proprio la radice. A lungo andare il pelo si può solubilizzare completamente.

L’immunizzazione del pelo richiede invece fino a 6 ore. Trascorso questo tempo non sarà più attaccabile dagli agenti chimici; c’è buon margine per depilare, sia con recupero che con distruzione del pelo.

 

Il gonfiamento alcalino

In ambiente alcalino la pelle si carica negativamente e le molecole del collagene si respingono. Allontanandosi tra di loro favoriscono l’assorbimento di acqua che a pH 12,5 aumenta anche del 30%. Il gonfiamento mette in tensione le fibre della pelle. Se non avviene in modo uniforme e graduale si possono formare soffiature o disuniformità accentuate sul fiore. Inoltre le rughe sul collo e sui fianchi che non vengono attenuate in questa fase rimangono più visibili fino alla fine di tutta la lavorazione penalizzando la qualità del materiale. In questo stato la pelle è molto delicata e il fiore si può facilmente danneggiare per sfregamento meccanico e alta temperatura. La temperatura di contrazione del collagene è qui al suo valore più basso: 35°C sono sufficienti a gelatinizzare le fibre irreversibilmente. La quantità di acqua presente deve impedire attriti e la temperatura deve attenersi sotto i 28°C precauzionali. Se il gonfiamento oltrepassa la soglia utile per la conduzione del processo si incorre in una apertura tale della struttura che oltre allo scollamento del fiore provoca un drastico peggioramento delle resistenze meccaniche.

 

Solfuro e solfidrato

A parte la calce che viene sempre usata in eccesso, solfuro e solfidrato vengono combinati assieme per impostare il tipo di calcinaio e l’articolo finito. Per la totale solubilizzazione del pelo in genere è sufficiente un 3% dato dalla combinazione dei due, dove l’aliquota del solfidrato va da 0 a 1,5%. Il recupero del pelo necessita di quantità inferiori. Solfuro e solfidrato provocano un gonfiamento delle fibre che modifica lo stato fisico della pelle in trippa già soggetta a gonfiamento alcalino. In base al grezzo da lavorare e alle caratteristiche organolettiche dell’articolo finito si modifica la loro rispettiva aliquota. Il parametro che in definitiva identifica le caratteristiche fisiche del gonfiamento è la turgescenza e viene valutata empiricamente.

Un eccesso di solfuro porta alla formazione di soda caustica che incrementa il gonfiamento oltre il necessario. Il solfuro determina una maggiore turgescenza della pelle rispetto al solfidrato – che sviluppa una alcalinità più bassa -. Ciò si traduce in un crust meno rilassato, più pieno e rotondo. In linea di principio sono le caratteristiche richieste per articoli di calzatura e carrozzeria. Viceversa, diminuendo il solfuro a parziale vantaggio del solfidrato si indirizza il calcinaio all’ottenimento di pelli più soffici e spugnose più indicate per arredamento e pelletteria morbida.

 

Effetti degli ausiliari

Per eseguire un calcianio in sicurezza sono utilizzati pochi ma efficaci ausiliari.

Antiruga. Tendono a rimuovere velocemente le proteine solubili. Le tensioni che ostacolano il distanziamento delle fibre vengono allentate e la struttura dermica sarà predisposta a gonfiare in modo più uniforme. In base alla loro formulazione possono anche rallentare il gonfiamento.

Lavorando in bottale non è conveniente puntare all’azzeramento del TKN apportato da questi ausiliari per non penalizzare la qualità delle pelli. Si può optare per un recupero di parte del bagno di calcinaio vecchio che può ripetersi per alcuni cicli prima che si creino differenze troppo ampie nella composizione del bagno stesso.

Riducenti organici. Aiutano la depilazione e migliorano la pulizia superficiale del fiore. Permettono risultati ottimali livellando le differenze di manto caratteristiche dei vari grezzi incrementando di poco il carico inquinante.

Emulgatori. Sono necessari per mantenere in emulsione i grassi naturali che se precipitano per errore di condotta sono poi molto ostici da rimuovere. Vanno usati comunque in piccole quantità.

Polifosfati. Impiegati in finale servono ad evitare formazione di carbonato di calcio superficiale che dà macchie chiare non più rimovibili.

Utilizzare ausiliari nel processo garantisce la massima qualità delle pelli lavorate. Se da un lato significa incrementare sulla carta il carico inquinante, dall’altro, se usati in modo opportuno, può significare ripagare con una diminuzione del COD ottenibile (riferendosi ai valori assunti citati in precedenza, l’uso corretto di un antiruga ben formulato porta fino al 10% di COD in meno riferito al calcinaio distruttivo). Si sfrutta al meglio la sua efficacia in relazione alle diverse velocità con cui si verificano i fenomeni di gonfiamento e di rottura dei ponti disolfuro. In sostanza si tratta di farlo lavorare un tempo più breve possibile affinchè garantisca lo stesso effetto sulla pelle. Al contempo viene registrato un COD più basso in virtù del fatto che la sua azione rapida si focalizza nel follicolo del pelo senza deteriorarne il resto della sua struttura.

Al termine del calcinaio saranno liberate le fibre strutturali che, ben separate, saranno in grado di ricevere i successivi trattamenti chimici. Per primo l’agente conciante che prenderà il posto delle proteine globulari diventando il sostituto per le loro funzioni stabilizzanti.

 

Lavori in corso

Attualmente sono in corso delle sperimentazioni di un nuovo processo di depilazione ossidativa con un ossidante diverso dall’acqua ossigenata combinata ad enzimi. Il pelo distaccato risulta integro e può essere riutilizzato in nuovi ambiti industriali (feltri, materiali di coibentazione,…) senza dover subire trattamenti di modifica chimica.

 

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