La industriya ng sapatos at katad Ito ay nahaharap sa isang sandali ng malalim na pagbabago, kung saan Mga sapatos na nagmamalasakit sa kapaligiran Ang mga ito ay nagiging mas mahalaga: bawat taon, libu-libong tonelada ng dumi ng balat ang nalilikha, na karamihan ay nauuwi sa pagbabaon sa mga tambakan ng basura o pagsusunog sa mga insinerator. Sa konteksto kung saan ang mga regulasyon sa kapaligiran ay lalong nagiging mahigpit, ang patuloy na pamamahala sa basurang ito gaya ng dati ay hindi na isang makatotohanang opsyon.
Dahil sa ganitong sitwasyon, ang mga proyektong tulad ng RECUBIC, pinangunahan ng ITE at InescopIpinakita nila na posibleng baguhin ang problema at gawing mga mapagkukunang may mataas na halaga ang mga tira-tirang katad. Dahil sa pyrolysis, isang teknolohiya sa paggamot ng init na walang oxygen, ang basurang ito ay nagiging sanhi ng problema sa kapaligiran at ekonomiya. mga biochar na mayaman sa nitroheno, mga langis na may kinalaman sa kemikal at synthesis gas na may utilidad sa enerhiya, na inihahanay ang sektor sa pabilog na ekonomiya at decarbonization.
Isang mahalagang sektor na may malubhang problema sa dumi ng katad
La Ang Komunidad ng Valencia ay bumubuo ng humigit-kumulang kalahati ng mga kumpanya sa industriya ng katad at sapatos sa Espanya. Ang malakas na espesyalisasyong ito ay mayroon ding downside: ang sektor ay kumikita bawat taon libu-libong tonelada ng basurang post-industrial —mga ginupit, mga depektibong piraso, mga tira-tirang katad, atbp.— na kadalasang napupunta sa tambakan ng basura.
Bukod sa mga solidong hiwa, ang paggawa ng katad ay lumilikha ng alikabok sa pagliha, putik mula sa dumi sa alkantarilya, putik at iba pang mga produktong galing dito nakaugnay sa iba't ibang yugto ng pangungulti, marami sa mga ito ay naglalaman ng mga chromium salt at iba pang mga kemikal na compound. Ang buong daloy ng dumi na ito ay may masalimuot na komposisyon na humahadlang sa pagpapahalaga ng materyal o enerhiya nitoIto ang nagpapaliwanag kung bakit napakakaunting mga halimbawa ng pag-recycle sa industriyal na saklaw at, kadalasan, sa mga pasilidad na mababa ang kapasidad.
Isang partikular na maselang aspeto ay ang pamamahala ng katad na may kulay chromena nananatiling pinakamalawak na ginagamit na sistema sa buong mundo—humigit-kumulang 90% ng mga balat ay kinukunan ng kulay ng trivalent chromium salts. Bagama't ang ganitong uri ng pagkukunwari ay nag-aalok ng mga makabuluhang bentahe sa mekanikal na pagganap, lakas, at katatagan ng dimensyon, mayroon din itong panganib: ang trivalent chromium, na matatag at hindi nakakapinsala sa orihinal nitong estado, ay maaaring mag-oxidize upang maging hexavalent chromium, isang compound na inuri bilang carcinogenic, kung sasailalim sa ilang partikular na kondisyon ng oksihenasyon o hindi makontrol na pagkasunog.
Lumalala ang problema kapag ang Ang dumi ng katad ay hinahalo sa iba pang mga materyalesAng mga ito ay isinasailalim sa mataas na temperatura habang may oksiheno o hinahawakan sa mga plantang hindi idinisenyo para sa ganitong uri ng daloy. Sa ilalim ng mga sitwasyong ito, ang paglipat mula sa Cr(III) patungo sa Cr(VI) ay nagiging isang tunay na posibilidad, na may kaakibat na epekto sa kalusugan at kapaligiran.
Para mas lumala pa ang sitwasyon, ang sitwasyon ng regulasyon ay nagiging lalong mahirap: Batas 7/2022 sa Basura at Kontaminadong Lupa —naaayon sa mga direktiba ng Europa— ay nagbabawal, simula 2025, sa pagsunog at pagtatapon ng basura ng basurang organikong Partikular na tumutukoy ito sa mga basurang industriyal mula sa mga tela at mga katulad na produkto. Direktang kinabibilangan ito ng mga dumi ng katad, kaya naman napipilitan ang sektor na maghanap ng mga mabubuting alternatibo upang maiwasan ang paglabag sa batas.
Sa bagong balangkas na ito, pinagtitibay din ang mga sumusunod: Pinalawak na Responsibilidad ng Prodyuser (EPR)Kinakailangan nito ang mga kumpanya na maging kasangkot sa pamamahala ng basurang nalilikha ng kanilang mga produkto sa buong siklo ng buhay: mula sa disenyo at pagpili ng materyal hanggang sa pagkolekta, paggamot, at pagbawi ng basura pagkatapos ng pagkonsumo. Sa ganitong paraan, ang katad ay hindi na lamang isang mahusay na teknikal na materyal at nagiging isang pangmatagalang hamon sa pamamahala.
Pyrolysis bilang isang malinis na alternatibo upang gawing biochar ang dumi ng katad
Dahil sa ganitong senaryo ng regulasyon at kapaligiran, ang Ang pyrolysis ay umuusbong bilang isang pangunahing solusyon sa teknolohiya para sa mas mataas na paggamot ng dumi ng katad. Ang pyrolysis ay isang prosesong thermochemical na kinabibilangan ng pag-init ng materyal sa mataas na temperatura nang halos walang oxygen, upang hindi mangyari ang pagkasunog, kundi isang kontroladong agnas ng organikong bagay.
Kapag inilapat sa katad, ang pyrolysis ay lumilikha ng tatlong pangunahing praksyonSa isang banda, isang solidong carbon na may mataas na specific surface area at kahanga-hangang internal porosity ang nakukuha; sa kabilang banda, isang pyrolysis oil na may mga compound na may interes sa kemikal; at, sa wakas, isang synthesis gas o syngas na maaaring gamitin para sa mga layunin ng enerhiya. Ang distribusyon sa pagitan ng mga praksyong ito ay nakadepende sa mga parametro tulad ng temperatura, oras ng paninirahan, o bilis ng pag-init.
Kapag tama ang mga kondisyon, ang mayoryang bahagi ay ang butas-butas na biocharna may istrukturang mayaman sa nitroheno na nagmula sa mga protina na gawa sa katad. Ang uling na ito ay maaaring gamitin bilang materyal sa pagsasala, suporta sa catalytic, pagbabago sa agronomiya, o maging bilang isang bahagi sa mga aparato sa pag-iimbak ng enerhiya. Sa katunayan, ang mataas na lawak ng ibabaw at ang pagkakaroon ng mga nitrogenous functional group ay nagpaparami sa mga potensyal na aplikasyon nito.
Isa sa mga pangunahing bentahe ng pyrolysis kumpara sa tradisyonal na pagkasunog ay Pinapayagan nito ang isang malaking bahagi ng chromium na hindi gumalaw sa solidong yugto. na makikita sa kulay-kayumanggi na katad, kaya binabawasan ang panganib ng pagbuo ng hexavalent chromium. Ang mga kasunod na yugto ng paglilinis at pag-activate ng carbon ay nagbibigay-daan para sa karagdagang pagpipino ng kontrol na ito, upang ang pangwakas na produkto ay ligtas na magamit sa mahihirap na aplikasyon sa kapaligiran.
Sa larangang ito, ang mga sentro ng teknolohiya tulad ng Inescop (Sentro ng Teknolohiya ng Sapatos) Matagal nang nag-iipon ng karanasan ang ITE (Energy Technology Institute). Sa mga nakaraang gawain, nakipagtulungan ang Inescop sa University Institute of Materials sa University of Alicante upang ipakita ang kapasidad ng mga biochar na nagmula sa tanned leather para sa nagpapanatili ng mga nakalalasong gas tulad ng hydrogen sulfide (H2S) sa mga daluyan ng biogas, na nagbubukas ng pinto sa mga aplikasyon sa mga planta ng paggamot ng basura at mga biodigester.
RECUBIC: pagpapahalaga sa halaga ng dumi ng katad upang gawing mga biochar na may mataas na halaga
Ang kaalamang ito ang pundasyon kung saan ito itinatayo RECUBIC (Muling Pagsasaayos ng Basura ng Katad tungo sa Biochar para sa mga Aplikasyon sa mga Paggamot sa Kapaligiran), isang inisyatibo na pinondohan ng IVACE+i at ng European Union sa pamamagitan ng ERDF Operational Programme ng Valencian Community 2021-2027. Ang proyekto, na may iba't ibang mga file (halimbawa, IMDEEA/2025/54 at IMDEEA/2025/96) depende sa partikular na linya ng trabaho, ay binuo sa pagitan ng 2025 at 2026 at may badyet na halos 360.000 euro.
El Ang ITE ang nag-uugnay sa inisyatibonag-aambag ng kaalaman nito sa mga proseso ng enerhiya at pyrolysis, habang Ang Inescop ang namamahala sa bahaging may kaugnayan sa katad.Ang kolaborasyong ito ay kinabibilangan ng paglalarawan ng mga basurang post-industrial, pagsusuri ng iba't ibang uri ng scrap, pagpili ng mga representatibong sample, at pagtukoy ng mga angkop na kondisyon sa pagpapatakbo. Tinitiyak nito ang isang komprehensibong pamamaraan, mula sa pinagmulan ng basura hanggang sa pagpapatunay ng mga nagresultang produkto.
Ang pangunahing layunin ng RECUBIC ay Bumuo at mag-optimize ng isang partikular na proseso ng pyrolysis para sa dumi ng katad na nagpapahintulot sa mga ito na maging mga produktong may mataas na halaga: mga activated biocarbon para sa remediation sa kapaligiran, mga langis na may potensyal na paggamit ng kemikal o renewable fuels, at synthesis gas para sa mga aplikasyon ng enerhiya. Habang ginagarantiyahan ang teknikal, ekonomiko, at pangkapaligiran na posibilidad na mabuhay ang iminungkahing programa.
Sa buong proyekto, isinasagawa ang trabaho sa pagtukoy at pag-uuri ng iba't ibang daluyan ng basura nalilikha ng industriya ng sapatos at mga produktong katad: mga tira-tirang katad na may chrome-tan, mga labi ng iba't ibang uri ng pagtatapos, mga halo sa tela, atbp. Ang layunin ay upang matiyak na ang nabuong proseso ay malawak at maaaring kopyahin hangga't maaari, upang mailapat ito sa iba't ibang uri ng mga by-product na may kaunting mga adaptasyon.
Sa seksyon ng proseso, nakatuon ang ITE at Inescop sa pag-optimize ng carbonaceous fractionSa pamamagitan ng pagsasaayos ng mga temperatura, atmospera, oras, at posibleng mga yugto ng kemikal o pisikal na pag-aaktibo, ang layunin ay makakuha ng mga porous na carbon na may mataas na surface area, mayaman sa nitrogen na istraktura, at functionality na angkop para sa iba't ibang gamit: mula sa mga water at air filter hanggang sa mga electrocatalyst o mga pagbabago sa agrikultura.
Kasabay nito, ang Komposisyon at pagganap ng mga langis ng pyrolysis at synthesis gasSinusuri ng pamamaraang ito ang kanilang pagiging angkop bilang biofuels, combustion mixtures para sa mga boiler o engine, o bilang precursors para sa industriya ng kemikal. Pinapayagan nito ang pag-maximize ng paggamit ng bawat nabuong fraction, pagliit ng basura at pagsunod sa mga prinsipyo ng isang circular economy.
Mga aplikasyon sa kapaligiran ng mga biochar na gawa sa katad
Los mga aktibong biochar mula sa dumi ng katad Ang mga ito ay nakaposisyon bilang mga materyales na maraming gamit sa larangan ng mga paggamot sa kapaligiran. Dahil sa kanilang porous na istraktura at ang presensya ng nitrogen sa kanilang carbonaceous matrix, maaari silang makipagkumpitensya sa mga kumbensyonal na activated carbon na nagmula sa fossil at mapabuti pa ang ilan sa kanilang mga katangian ng pagganap.
Isa sa mga pinakakilalang linya ay ang paggamit nito bilang mga adsorbent ng mga polluting gasIto ay lalong mahalaga sa mga sistemang nalilikha ang hydrogen sulfide (H2S), isang nakalalason at kinakaing unti-unting gas na kadalasang matatagpuan sa mga biodigester at anaerobic digester. Ipinakita ng mga nakaraang pagsubok na pinangunahan ng Inescop ang kakayahan ng mga carbon na ito na epektibong mapanatili ang H2S, na nagpapabuti sa kalidad ng biogas.
Ang isa pang mahalagang aplikasyon ay ang pagkuha ng carbon dioxide (CO2) sa mga industriyal na sapa na may mataas na konsentrasyon ng gas na ito, tulad ng mga nauugnay sa produksyon ng semento. Kasama sa proyektong RECUBIC ang mga partikular na pagsubok upang suriin ang pag-uugali ng mga biochar sa ilalim ng totoong mga kondisyon ng emisyon ng CO2, na naghahanap ng mga solusyon na nakakatulong sa decarbonization ng sektor.
Sa sektor ng tubig, ang mga biochar na gawa sa katad ay sinusuri bilang materyal na pansala para sa pag-alis ng mga kontaminante sa wastewaterkabilang ang mga umuusbong na compound at mga sangkap na mahirap tanggalin gamit ang mga kumbensyonal na teknolohiya. Ang mataas na antas ng porosity at surface chemistry ng karbon ay susi sa pagkulong ng malawak na hanay ng mga kontaminante.
Bukod pa rito, ang pagsasama ng mga materyales na ito ay sinisiyasat sa mga proseso ng pag-compost at pinahusay na biodegradationSinasamantala ang kanilang kakayahang mapanatili ang mga sustansya, patatagin ang kapaligiran, at itaguyod ang aktibidad ng mikrobyo, ang mga biochar ay maaaring magsilbing isang agronomic amendment sa mga lupang pang-agrikultura, na nagpapabuti sa pagpapanatili ng tubig, aeration, at fertility, habang mas matatag din ang pag-aayos ng carbon sa lupa.
Bukod pa rito, ang nitrohenong katangian ng mga uling na ito ay nagbubukas ng pinto para sa kanilang paggamit bilang mga electrocatalyst sa mga prosesong elektrokemikalKabilang dito ang mga reaksyon para sa produksyon ng berdeng hydrogen o hydrogen peroxide (H2O2). Sa pamamagitan ng pagpapalit ng mga mahuhusay na materyales tulad ng platinum ng mas matipid na mga advanced carbon, nababawasan ang mga gastos at napapabuti ang pangkalahatang pagpapanatili ng mga umuusbong na teknolohiya.
Pagpapatunay ng industriya at pakikipagtulungan sa mga nangungunang kumpanya
Isang mahalagang katangian ng RECUBIC ay hindi ito limitado sa pananaliksik sa laboratoryo: Mula sa umpisa nito, dinisenyo ito nang may matinding pagtuon sa industriya.Upang makamit ito, ang proyekto ay umaasa sa kolaborasyon ng mga kumpanya mula sa iba't ibang sektor na nag-aambag ng basura, mga totoong kondisyon ng pagpapatakbo, at mga partikular na senaryo ng paggamit para sa mga nabuong materyales.
Kabilang sa mga kumpanyang nakikipagtulungan ay Çimsa Cementos Espanya, isang pandaigdigang lider sa puting semento. Ang kanyang tungkulin sa RECUBIC ay nakatuon sa pagsusuri ng bisa ng mga biochar sa pagkuha ng CO2 sa mga daloy ng gas na proseso nito. Nagbibigay ang kumpanya ng datos sa mga rate ng daloy, temperatura, at komposisyon ng mga inilalabas na gas, na bumubuo ng isang makatotohanang testbed para sa pagpapatunay ng mga iminungkahing solusyon.
Sa konteksto ng pinagsamang siklo ng tubig, FACSA (Sociedad de Fomento AgrÃcola Castelonense, SA), na kabilang sa Gimeno Group, ay namamahala sa pagsubok sa mga biochar sa pagpapanatili ng mga kontaminante sa wastewaterGamit ang karanasan nito sa paggamot ng tubig at pamamahala ng mga mapagkukunan. Sa kanilang bahagi, SAV (Mga Magsasaka ng Vega de Valencia) Nagsusuplay ito ng wastewater mula sa mga planta ng paggamot nito upang magsagawa ng mga karagdagang pagsusuri sa bisa ng materyal na may karbon.
Sa yugto ng suplay ng hilaw na materyales, DIAFA Cut, isang negosyong pampamilya sa sektor ng sapatos, ay nag-aambag sa basurang post-industrial mula sa katad na may chrome tan at nagbibigay ng detalyadong impormasyon tungkol sa kanilang pinagmulan, mga nakaraang paggamot, at ang mga proseso kung paano ito nabubuo. Ang kaalamang ito ay mahalaga sa tukuyin ang pinakamarami at representatibong daluyan ng basura at samakatuwid, upang magdisenyo ng isang proseso ng pyrolysis na may katuturan sa isang sektoral na saklaw.
Ang kumpanya Mga Solusyong Matalino at Pangkapaligiran ng SUEZ, na dalubhasa sa mga solusyon para sa pagsubaybay at paggamot ng mga kontaminante sa tubig, lupa at hangin, ay tumatalakay sa beripikahin ang pagganap ng activated carbon sa ilalim ng mga kondisyon sa totoong mundoPartikular nitong sinusuri ang pag-aalis ng H2S sa gaseous outlet stream ng isang biodigester na naka-install sa Rincón de León WWTP (Alicante), na nagpapahintulot sa mga resulta ng laboratoryo na maihambing sa isang operational installation.
Sa larangan ng mga advanced na teknolohiya at malinis na enerhiya, ang kumpanyang Valencian MATTECO, na nakatuon sa nanoteknolohiya at mga materyales para sa produksyon ng berdeng hydrogen, ay nakikilahok sa pagsusuri ng mga carbon bilang mga electrocatalyst para sa mga proseso ng electrolysis at produksyon ng hydrogen peroxide. Ang linyang ito ay nagbubukas ng isang kawili-wiling larangan para ipakita na ang mga biochar ng katad ay maaaring makipagkumpitensya sa mga katalista na nakabatay sa marangal na metal, na binabawasan ang mga gastos at bakas sa kapaligiran.
Sa wakas, Mga Pagsubok at Pagpapaunlad sa Agrikultura ng SinyentTaglay ang sariling laboratoryo at karanasan sa mga pagsubok sa agronomiya, ito ang responsable para sa upang mapatunayan ang paggamit ng mga biochar bilang pandagdag sa lupa at suporta para sa pag-compostAng kanilang mga pagsubok ay naglalayong sukatin ang pagpapabuti ng pagkamayabong ng lupa, pagpapanatili ng mga sustansya at ang pagtaas ng biodegradation ng mga compostable na materyales, sa gayon ay kinukumpleto ang hanay ng mga aplikasyon ng biochar.
Pabilog na ekonomiya, kakayahang kopyahin at potensyal na higit pa sa katad
Ang pamamaraan ng RECUBIC ay akmang-akma sa mga prinsipyo ng pabilog na ekonomiyaSa halip na kumuha ng mga bagong mapagkukunan upang makagawa ng mga materyales, ang proseso ay nagsisimula sa basurang nalilikha na ng industriya ng katad at binibigyan ito ng pangalawang buhay sa anyo ng mga produktong may mas mataas na halaga. Binabawasan nito ang presyon sa mga likas na yaman, pinipigilan ang akumulasyon ng basura sa mga landfill, at nakakatulong na mabawasan ang iba pang mga epekto sa kapaligiran, tulad ng mga emisyon ng greenhouse gas.
Bagama't ang proyekto ay unang binuo sa Komunidad ng Valencia, ang Ang modelong ito ay perpektong naaangkop sa ibang mga rehiyon. na may katulad na istrukturang pang-industriya. Ang Espanya ang ikapitong pinakamalaking tagaluwas sa mundo ng mga hilaw na balat ng hayop at hayop, na bumubuo sa humigit-kumulang 4,4% ng pandaigdigang pag-export, at ang ikawalong pinakamalaki sa mga balat na kulay kayumanggi, na may 3,5% ng kabuuan. Ang mga bilang na ito ay nagbibigay ng ideya ng napakalaking potensyal para sa paglalapat ng mga teknolohiya tulad ng pyrolysis ng dumi ng katad, hindi lamang sa buong bansa kundi pati na rin sa buong mundo.
Sa pandaigdigang saklaw, tinatayang Ang industriya ng katad ay nakakalikha ng humigit-kumulang 6 milyong toneladang basura bawat taonDahil dito, ang pamamahala sa mga daloy na ito ay ginagawang prayoridad para sa pagpapanatili ng sektor. Ang mga inisyatibo tulad ng RECUBIC ay nag-aalok ng isang konkretong roadmap para sa pagbabago ng isang malawakang problema tungo sa isang mapagkukunan ng mga oportunidad sa teknolohiya at negosyo.
Bukod pa rito, itinuturo ng mga namamahala sa proyekto na ang Ang potensyal ng pyrolysis ay hindi limitado sa katadAng parehong teknolohiya ay maaaring gamitin upang ma-value ang iba't ibang uri ng basura: mga residue ng kagubatan (mga piraso ng pino, mga sanga ng pruning), basura mula sa agrikultura (dayami, balat ng mani, buto ng olibo), putik mula sa dumi sa alkantarilya, o kahit na ang mga basurang tela na mahirap i-recycle. Ang kakayahang magamit nang husto na ito ay nagbubukas ng pinto sa isang bagong henerasyon ng mga solusyon na nakatuon sa waste value, na may mga aplikasyon sa enerhiya, kapaligiran, at agrikultura.
Mula sa pananaw ng negosyo, ang proyekto ay nakakatulong sa kakayahang makipagkumpitensya ng telang pang-industriyaSa pamamagitan ng pagbibigay-daan sa mga kumpanya sa sektor ng tela, sapatos, tubig, semento, at enerhiya na galugarin ang mga bagong nitso sa negosyo na nauugnay sa mga napapanatiling materyales, pinapadali nito ang kanilang pag-angkop sa isang konteksto kung saan ang mga pangangailangan sa kapaligiran at ang responsableng paggamit ng mga mapagkukunan ay hindi na opsyonal, kundi mga kinakailangan para sa pananatiling mapagkumpitensya.
Kasama rin sa RECUBIC mga aksyon sa pagpapalaganap at paglilipatKabilang sa mga aktibidad na ito ang mga teknikal na workshop, mga espesyal na publikasyon, at mga pakikipagtulungan sa mga kumpanya sa sektor ng enerhiya at kapaligiran. Layunin nitong palakasin ang epekto ng proyekto, ibahagi ang mga resulta nito sa iba pang mga industriya, at pabilisin ang pag-aampon ng mga solusyon nito sa iba't ibang konteksto ng produksyon.
Kung titingnan ang buong larawan, ang pangakong baguhin ang dumi ng katad sa biochar at iba pang mahahalagang produkto Inilalarawan nito kung paano kayang baguhin ng teknolohikal na inobasyon at kolaborasyon sa pagitan ng mga sentro ng pananaliksik at mga kumpanya ang problematikong basura tungo sa isang estratehikong mapagkukunan. Sa pamamagitan ng paglipat mula sa mga landfill at incinerator patungo sa activated biochar, mga kapaki-pakinabang na langis, at synthesis gas, ang sektor ng katad at sapatos ay hindi lamang sumusunod sa mga bagong regulasyon kundi pinapalakas din nito ang pagpapanatili, nagbubukas ng mga bagong pagkakataon sa negosyo, at mas maayos na naipoposisyon ang sarili upang harapin ang mga hamon sa kapaligiran at ekonomiya sa mga darating na taon.
