L’essicazione delle pelli e sua influenza sull’articolo finale- Parte 1
La SSIP, in collaborazione con l’università di Padova, sta’ studiando, per mezzo di una ricerca sperimentale e una tesi industriale presso il Department of Chemical Sciences, le possibili applicazioni della tecnica NMR per la ricerca di alcune sostanze di interesse contenute nel cuoio.
Uno dei possibili sfruttamenti di queste nuove ed interessanti tecniche strumentali è la determinazione del contenuto d’acqua delle pelli.
Negli ultimi tempi, le aziende conciarie sono state obbligate a conformarsi a normative sempre più rigide e dettagliate per minimizzare lo spreco di risorse naturali ed energetiche. Al fine di produrre articoli con elevate prestazioni, diventa fondamentale migliorare il controllo della quantità di acqua durante i processi di asciugatura e condizionamento del pellame. Attualmente, i metodi disponibili per misurare il contenuto di acqua sono distruttivi, non sono applicabili in linea e non distinguono le diverse forme di acqua presenti. Il controllo della quantità di acqua presente nella pelle viene principalmente eseguito tramite misure termogravimetriche oppure mediante l’utilizzo di igrometri che sfruttano sensori resistivi e capacitivi. La mancanza di un metodo affidabile per il controllo del contenuto d’acqua durante il processo di asciugatura può portare a pelli di qualità inferiore o a problemi di stabilità nel tempo. Lo sviluppo di un nuovo metodo per la determinazione del contenuto di acqua utilizzabile in linea potrebbe portare a notevoli vantaggi in termini di qualità del prodotto finale, efficienza energetica e riduzione dei costi di produzione.
Le pelli dopo tintura contengono ca. 90% di acqua.
- Libera.
- Capillare.
- Combinata chimicamente
Al termine dell’operazione di pressatura (ritenere) si perde ca. 1/3 di acqua, dopo essiccazione più di 1/3 fino a raggiungere un contenuto dall’8% al 20% .
La pelle dopo pressatura è un corpo igroscopico grazie alla sua proprietà di legare acqua chimicamente.
Questo comporta che la tensione di vapore dell’acqua sulla superficie della pelle risulta più bassa dell’acqua alla stessa temperatura.
Dato che l’estrazione di acqua da un corpo avviene attraverso scambio di umidità con dell’aria e dato che questo avviene nel verso di sottrazione solamente se il contenuto d’umidità dell’aria è inferiore a quello del corpo umido, per ogni umidità relativa dell’aria corrisponde all’equilibrio un valore, inferiore, di umidità per un certo “tipo” di pelle.
Concetti base per le misure di umidità della pelle
L’umidità relativa dell’aria è il rapporto percentuale tra la quantità di vapore (misurata attraverso la sua tensione di vapore h) contenuto da una massa d’aria e la quantità massima (cioè, a saturazione) che il volume d’aria può contenere nelle stesse condizioni di temperatura e pressione: φ = h/hs x 100.
Alla temperatura di rugiada l’umidità relativa è per definizione del 100%, mentre l’umidità di un corpo umido è uguale alle parti d’acqua per 100 parti di sostanza umida.
L’igrometro elettronico utilizza dei sensori che possiedono la caratteristica di variare i propri parametri elettrici proporzionalmente al valore di umidità relativa cui sono esposti. Possono essere di tipo resistivo o
capacitivo convertendo la variazione resistiva o capacitiva in un segnale elettrico misurabile. Conducibilità σ = l/RA
Per i corpi igroscopici come la pelle il diagramma dell’equilibrio, esplicitato nella figura 1, serve per determinare la temperatura e l’umidità che l’aria deve avere per essiccare una pelle ad una desiderata umidità.
Per essiccare la pelle occorre avere quelle condizioni di equilibrio o trovarsi sotto la curva dell’equilibrio.
Gli effetti dell’essiccazione sulla pelle
L’essicazione provoca nella pelle, attraverso l’evaporazione dell’acqua una diminuzione dell’umidità,
una variazione del punto isoelettrico (da 7 a 6) quando il contenuto d’acqua scende sotto il 20%, delle reazioni chimiche non ancora avvenute nelle fasi in botte, delle migrazioni delle sostanze non legate (es. cuoio vegetale con alto contenuto di tannini non legati portano ad un fiore fragile e scuro) ed infine ad una contrazione della superficie della pelle.
L’essicazione influenza, inoltre, l’articolo finale in termini di morbidezza, pienezza, fermezza del fiore, resa superficiale e spessore; oltre alle proprietà meccaniche (es. resistenza allo strappo) e le rese tintoriali.
Parametri di controllo chimico-fisici per l’essicazione o asciugaggio dei pellami
Per un corretto ed efficace trattamento di essicazione delle pelli occorre tener in considerazione i seguenti parametri di processo:
- Temperatura dell’aria e/o della pelle (telaio, catena …)
- Umidità dell’aria e/o della pelle (telaio, catena …)
- Velocità di ricambio d’aria (telaio, catena)
- Tempo di permanenza o velocità di essicazione
- Entità del vuoto applicato e temperatura della piastra (sottovuoto)
- Spazi consentiti alle pelli.
In linea generale potremmo sintetizzare la condizioni di essicazione o asciugaggio dei pellami come sotto:
Nella prossima newsletter verranno approfondite le tecniche specifiche di asciugaggio utilizzate in conceria
Le immagini dei grafici sono tratte dal libro di testo di Giovanni Manzo “Chimica e tecnologia del cuoio.”, Media Service edizioni.
A cura di Marco Nogarole
Responsabile Trasferimento tecnologico della SSIP
Pubblicato il: 10 gennaio 2024 alle 14