Merceologia - Appunti

A causa della crisi finanziaria, nel 2008 si è registrato un calo dei consumi che è risultato solo temporaneo:

nel 2009 l’utilizzo di materie plastiche ha ripreso a crescere.

In questo scenario mondiale l’Europa produce oggi 60 Mt con una quota che è scesa dal 35% dei consumi

mondiali nel 1983 al 25% nel 2008. intermedi di prima

analizzare il mercato delle materie plastiche vanno considerati prima di tutto gli

Per

generazione o

(etilene e propilene).

Nel 2010, il consumo di etilene nell’Europa Occidentale è aumentato del 7,8% rispetto al 2009,

raggiungendo 20.308 kt. La produzione invece (20.280 kt nel 2010) è aumentata dell’8% rispetto al 2009,

at

mentre la capacità produttiva (24,463 kt) è cresciuta solo dello 0,2%. Per quanto riguarda il propilene, il

consumo nell’Europa Occidentale è aumentato del 5,1% rispetto al 2009, raggiungendo 15.018 kt. La

produzione ha superato i 15,167 kt.

2011 sono state convertite in Europa 47 Mt di materie plastiche: 39,4% per imballaggio, 20,5% per

Nel rb

edilizia, 8,3% per trasporti, 5,4% per il settore elettrico ed elettronico, 26,4% per altri settori di consumo.

L’Italia è il secondo più grande mercato di polimeri termoplastici in Europa: nel 2011 il consumo italiano di

plastiche ha superato i 7 Mt. Ba

Il problema del riciclaggio delle materie plastiche

riciclaggio delle materie plastiche è quanto mai rilevante, perché la maggior parte di questi materiali sono

il

destinati a prodotti a veloce ciclo di utilizzo (circa 3 mesi). Di qui l’esigenza di attivare processi di raccolta

la

differenziata e quindi di recupero di parte di tali materie. La produzione di materie plastiche direttamente dal

petrolio richiede circa 80 – 120 GJ/t di energia, questo comporta un grande vantaggio nel riciclare la plastica

poiché l’energia richiesta è di circa 10 GJ/t. Tali valutazioni devono essere interpretate nella maniera

corretta: quando si parla dell’energia richiesta per produrre la plastica da materiali già utilizzati non si

considera la fase della raccolta o quella della selezione le quali, così come sono organizzate oggi, portano ad

ue

un notevole incremento dei costi energetici (fino a circa 70 GJ/t) riducendo la convenienza a riciclare. I

problemi che sorgono quindi sono prima di tutto di carattere organizzativo ed in secondo luogo di

destinazione: dopo aver raccolto in maniera differenziata i diversi prodotti come procedo?

In passato il risultato della raccolta differenziata forniva materia prima per gli inceneritori i quali forniscono

all’incirca 40 – 42 GJ/t (considerando che sostanzialmente la plastica è petrolio quindi il potere calorifico è lo

an

stesso) valore che se confrontato con l’energia richiesta per la sua produzione ci fa comprendere come la

termoutilizzazzione (bruciare la plastica usata per ottenere energia) non sia affatto conveniente.

Em

Produzione di energia dalla biomassa – i biocombustibili (Da integrare al Modulo II)

Sebbene l’uso della biomassa come fonte di materie prime rinnovabili per soddisfare le necessità dell’uomo

risalga a tempi remoti, solo nei primi anni ‘30 si cominciò a prendere consapevolezza delle potenzialità

associate all’uso delle sostanze organiche naturali. Di ciò se ne occupa la chemiurgia una branca della

chimica che studia l’uso di prodotti e sottoprodotti agricoli per la lavorazione industriale degli stessi e lo

sviluppo di nuovi tipi di piante per applicazioni esclusivamente industriali. In particolare la chemiurgia si

occupa della produzione di energia a partire dalla biomassa.

I principali processi di conversione della biomassa possono essere termochimici e biochimici.

o

Processi termochimici at

1. Combustione: è una reazione chimica di ossidazione di un combustibile con un comburente (aria od

ossigeno) che avviene ad alta velocità e con forte sviluppo di energia termica;

2. Gassificazione: è un processo nel quale il materiale viene portato a temperature elevate (900-1.000

°C) in presenza di aria o di ossigeno puro; si ottiene così un gas con PCI medio/basso formato da

una miscela di idrogeno e ossido di carbonio che viene usato come combustibile o come base per la

rb

produzione di prodotti chimici;

3. Pirolisi: degradazione termica della materia organica con basso tenore di umidità e alto contenuto di

carbonio in completa assenza o in difetto di ossigeno, a medie temperature.

Ba

Processi biochimici

1. Digestione anaerobica: è quel processo nel quale il materiale organico viene sottoposto ad un

processo biologico in assenza di ossigeno, che consiste nella demolizione delle sostanze organiche

complesse ad opera di microrganismi, e viene trasformato in un gas composto di metano (60%),

anidride carbonica (40%) con PCI di circa 23 MJ/Nm3;

2. Fermentazione alcolica: è quel processo che avviene ad opera di microrganismi che, in presenza di

aria, trasformano gli zuccheri in alcol etilico e anidride carbonica;

la

3. Transesterificazione: consiste nella reazione di oli con alcoli in modo da ottenere l’estere

corrispondente all’alcol utilizzato.

ue

Biocombustibili

I processi biochimici sono alla base della produzione dei biocombustibili, cioè prodotti liquidi o gassosi

fabbricati dalla biomassa. Questi presentano le seguenti caratteristiche:

Presenza di elevate quantità di ossigeno (ciò determina una riduzione delle emissioni generate dai

•

an

motori endotermici;

Ridotto contenuto di zolfo;

• Sono biodegradabili;

• Hanno un buon potere calorifico inferiore;

• Sono ottenuti da fonti rinnovabili.

•

Em

Una prima classificazione dei combustibili derivanti dalla biomassa prende in considerazione le materie prime

utilizzate, avremo quindi biocombustibili che derivano da oli vegetali e biocombustibili derivanti dall’alcol

etilico. Una seconda classificazione distingue i biocombustibili in relazione alla tecnologia utilizzata nella

produzione.

1. I biocombustibili di prima generazione sono quelli prodotti con l’utilizzo di zuccheri semplici o colture

oleaginose;

2. I biocombustibili di seconda generazione sono quelli che utilizzano gli scarti agroalimentari o colture

dedicate che non vengono utilizzate nel settore alimentare;

3. I biocombustibili di terza generazione utilizzano materie prime alternative come le micro-alghe

4. Infine i biocombustibili di quarta generazione utilizzano materie prime geneticamente modificate.

Sempre in merito a questa seconda classificazione, è da considerare che solo i biocombustibili di prima

generazione (biodiesel, bioetanolo) presentano un proprio mercato. Questo è dovuto principalmente alle

critiche apportate alla produzione di tali combustibili, critiche che possono essere riassunte brevemente

come segue:

La loro incidenza sull’aumento dei prezzi dei prodotti alimentare conseguente alla crescente

• di alcuni prodotti agricoli (mais, zucchero e semi oleosi) per la produzione di biocarburanti;

domanda

Hanno un elevato costo di produzione;

• Il loro limitato contributo alla riduzione dei gas serra e il loro elevato costo in termini di €/t di

• anidride carbonica evitata;

Maggiore richiesta di acqua per le colture dedicate.

• o

problematiche sono in parte ridotte se venissero prodotti e commercializzati biocombustibili di seconda

Tali

generazione anche se questi richiedono più elevati costi di produzione visto le tecnologie che sono

at

necessarie.

Biodiesel rb

Dal punto di vista merceologico il biodiesel è costituito da una miscela di esteri degli acidi grassi, ottenuti

mediante la conversione chimica degli oli e dei grassi animali e vegetali. Questo biocarburante è migliore del

tradizionale gasolio in termini di contenuto di zolfo e composti aromatici e per la sua biodegradabilità, ma ha

un potere calorifico minore rispetto a quello del diesel (37 – 38 MJ/kg contro 42 MJ/kg).

Ba

materie prime utilizzate per la sua produzione sono essenzialmente colture oleaginose dedicate (come la

Le

palma da olio), raccolta differenziata degli oli vegetali esausti di origine alimentare e i grassi animali residui

dalla lavorazione delle carni bovine, suine e avi-cunicole (caratterizzati da elevata acidità).

processo produttivo del biodiesel prevede diverse fasi alcune delle quali differiscono rispetto alla materia

Il

prima utilizzata. Tali fasi sono così configurabili:

la

•Nel caso di colture oleaginose dedicate la prima fase da affrontare è il pretrattamento dei seimi che

consiste sostanzialmente nella rimozione dei residui della coltivazione. Si procede quindi all'estrazione

degli oli vegetali grezzi utilizzando tecniche di tipo fisico, chimico. o di tipo misto.

•Nel caso di materie prime derivanti dal recupero di oli vegetali o animali esausti la prima fase consiste

Prima fase nella rigenerazione di tali sostanze.

ue

•La seconda fase è uguale ad entrambe le tipologie di materie prime: si procede alla raffinazione

degli oli grezzi per la rimozione dei residui solidi (centrifugazione) pigmenti, cere e fosfati

(degommaggio).

Seonda fase

an

•Nella terza fase si procede alla riduzione dell'acidità degli oli (essenziale nel caso di oli e grassi

rigenerati).

Terza fase

Em

•La quarta fase consiste nel processo di transesterificazione che consiste nella trasformazione dei

trigligeridi in esteri metilici o etilici per reazione con gli alcoli corrispondenti in presenza di un

catalizzatore. Ciò permette di rifurre la viscosità fino a valori prossimi a quelli del gasolio.

Quarta fase •Si procede in seguito alla purificazione del biodiesel eliminando il glicerolo utilizzato

nell'industria farmaceutica e cosmetica.

Quinta fase l’impatto ambientale

Per quello che riguarda infine dei biodiesel dobbiamo principalmente far riferimento alle

emissioni di anidride carbonica. A tale scopo è opportuno parlare di equilibrio fra le diverse fasi del processo

produttivo e del consumo: è necessario che l’assorbimento di anidride carbonica da parte delle colture

dedicate sia equivalente alla produzione di anidride carbonica nelle fasi di consumo e di produzione.

Bioetanolo

Il bioetanolo di prima generazione è un alcol ottenuto dalla fermentazione alcolica dei glucidi contenuti in

o

diversi prodotti ricchi di carboidrati e zuccheri. Esso presenta un potere calorifico di circa 27 MJ/kg ed un

elevato numero di ottano (è un buon antidetonante).

Il bioetanolo può essere aggiunto nelle benzine in percentuali varabili fino al 20% senza dover modificare il

at

motore. È utilizzato anche in miscela con il diesel.

materi prime utilizzate possono essere classificate in base al tipo di carboidrato che con