La fodtøjs- og læderindustrien Den står over for et øjeblik med dybtgående forandringer, hvor Fodtøj der passer på miljøet De vinder i betydning: Hvert år genereres der tusindvis af tons hudaffald, hvoraf det meste ender på lossepladser eller brændes i forbrændingsanlæg. I en kontekst, hvor miljøreglerne bliver stadig strengere, er det simpelthen ikke længere en realistisk mulighed at fortsætte med at håndtere dette affald som sædvanligt.
I dette scenarie, projekter som RECUBIC, ledet af ITE og InescopDe demonstrerer, at det er muligt at vende problemet og omdanne læderrester til ressourcer med høj værditilvækst. Takket være pyrolyse, en iltfri varmebehandlingsteknologi, går dette affald fra at være en miljømæssig og økonomisk hovedpine til at blive omdannet til nitrogenrige biokul, olier af kemisk interesse og syntesegas med energinytte, hvilket bringer sektoren i overensstemmelse med den cirkulære økonomi og dekarbonisering.
En nøglesektor med et alvorligt problem med læderaffald
La Den valencianske region tegner sig for cirka halvdelen af virksomheder i den spanske læder- og fodtøjsindustri. Denne stærke specialisering har også sin ulempe: sektoren genererer hvert år tusindvis af tons postindustrielt affald —udskæringer, defekte stykker, læderrester osv. — som for det meste ender på lossepladsen.
Ud over solide snit genererer læderproduktion slibestøv, spildevandsslam, mudder og andre biprodukter knyttet til de forskellige stadier af garvning, hvoraf mange indeholder kromsalte og andre kemiske forbindelser. Hele denne affaldsstrøm har en kompleks sammensætning, der hindrer dens materiale- eller energiudnyttelseDette forklarer, hvorfor der er meget få eksempler på genbrug i industriel skala og normalt i anlæg med lav kapacitet.
Et særligt delikat aspekt er håndtering af kromgarvet læderhvilket fortsat er det mest anvendte system på verdensplan – omkring 90 % af alle huder garves med trivalente kromsalte. Selvom denne type garvning tilbyder betydelige fordele med hensyn til mekanisk ydeevne, styrke og dimensionsstabilitet, indebærer den også en risiko: trivalent krom, der er stabilt og harmløst i sin oprindelige tilstand, kan oxidere til hexavalent krom, en forbindelse klassificeret som kræftfremkaldende, hvis den udsættes for visse oxidations- eller ukontrolleret forbrænding.
Problemet forværres, når Læderaffald blandes med andre materialerDe udsættes for høje temperaturer i nærvær af ilt eller håndteres i anlæg, der ikke er designet til denne type strømninger. Under disse omstændigheder bliver overgangen fra Cr(III) til Cr(VI) en reel mulighed, med deraf følgende konsekvenser for sundhed og miljø.
For at gøre tingene værre bliver den regulatoriske situation stadig mere krævende: Lov 7/2022 om affald og forurenet jord —i overensstemmelse med europæiske direktiver— forbyder fra 2025 afbrænding og deponering af organisk affald Dette refererer specifikt til industriaffald fra tekstiler og lignende produkter. Dette omfatter direkte læderaffald, hvilket er grunden til, at sektoren er tvunget til at finde levedygtige alternativer for at undgå at bryde loven.
I denne nye ramme styrkes følgende også: Udvidet producentansvar (EPR)Dette kræver, at virksomheder er involveret i håndteringen af det affald, der genereres af deres produkter, gennem hele livscyklussen: fra design og materialevalg til indsamling, behandling og genvinding af forbrugsaffald. På denne måde ophører læder med blot at være et fremragende teknisk materiale og bliver også en langsigtet forvaltningsudfordring.
Pyrolyse som et rent alternativ til at omdanne læderaffald til biokul
I betragtning af dette lovgivningsmæssige og miljømæssige scenario, Pyrolyse fremstår som en vigtig teknologisk løsning til avanceret behandling af læderaffald. Pyrolyse er en termokemisk proces, der involverer opvarmning af materialet til en høj temperatur næsten i fravær af ilt, så der ikke sker forbrænding, men snarere en kontrolleret nedbrydning af det organiske materiale.
Påført læder genererer pyrolyse tre hovedfraktionerPå den ene side opnås et fast kulstof med et højt specifikt overfladeareal og bemærkelsesværdig indre porøsitet; på den anden side en pyrolyseolie med forbindelser af kemisk interesse; og endelig en syntesegas eller syngas som kan anvendes til energiformål. Fordelingen mellem disse fraktioner afhænger af parametre som temperatur, opholdstid eller opvarmningshastighed.
Når forholdene er rette, er majoritetsfraktionen porøs biokulmed en nitrogenrig struktur udvundet af læderproteiner. Dette trækul kan bruges som filtreringsmateriale, katalytisk bærer, agronomisk forbedringsmiddel eller endda som en komponent i energilagringsenheder. Faktisk mangedobler dets store overfladeareal og tilstedeværelsen af nitrogenholdige funktionelle grupper dets potentielle anvendelser.
En af de store fordele ved pyrolyse i forhold til konventionel forbrænding er, at Det gør det muligt for en stor del af krommet at blive immobiliseret i den faste fase. findes i garvet læder, hvilket reducerer risikoen for dannelse af hexavalent krom. Efterfølgende rensnings- og kulaktiveringstrin muliggør yderligere forfining af denne kontrol, så det endelige produkt sikkert kan anvendes i krævende miljømæssige applikationer.
Inden for dette område er teknologicentre som f.eks. Inescop (Fodtøjsteknologicenter) ITE (Institut for Energiteknologi) har samlet erfaring i årevis. I tidligere arbejde samarbejdede Inescop med Institut for Materialer ved Universitetet i Alicante for at demonstrere biokul fra garvet læder til tilbageholde giftige gasser såsom hydrogensulfid (H2S) i biogasstrømme, hvilket åbner døren for anvendelser i affaldsbehandlingsanlæg og biogasanlæg.
RECUBIC: Valorisering af læderaffald til biokul med høj værdi
Denne vidensbase er fundamentet, som den er bygget på RECUBIC (Revaluering af læderaffald til biokul til anvendelse i miljøbehandlinger), et initiativ finansieret af IVACE+i og Den Europæiske Union gennem ERDF's operationelle program for Valenciaregionen 2021-2027. Projektet, med forskellige filer (f.eks. IMDEEA/2025/54 og IMDEEA/2025/96) afhængigt af det specifikke arbejdsområde, udvikles mellem 2025 og 2026 og har et budget på tæt på 360.000 euro.
El ITE koordinerer initiativetbidrager med sin knowhow inden for energiprocesser og pyrolyse, samtidig med Inescop er ansvarlig for den del, der er relateret til læder.Dette samarbejde omfatter karakterisering af postindustrielt affald, evaluering af forskellige typer skrot, udvælgelse af repræsentative prøver og definition af passende driftsforhold. Det sikrer en omfattende tilgang, lige fra affaldets oprindelse til validering af de resulterende produkter.
Hovedformålet med RECUBIC er Udvikle og optimere en specifik pyrolyseproces til læderaffald der gør det muligt at omdanne dem til produkter med høj værditilvækst: aktiveret biokulstof til miljøsanering, olier med potentielle kemiske anvendelser eller vedvarende brændstoffer og syntesegas til energiformål. Alt dette samtidig med at den foreslåede ordnings tekniske, økonomiske og miljømæssige levedygtighed garanteres.
Gennem hele projektet arbejdes der med identifikation og klassificering af de forskellige affaldsstrømme genereret af fodtøjs- og lædervareindustrien: kromgarvede læderrester, rester af forskellige overfladebehandlinger, blandinger med tekstiler osv. Formålet er at sikre, at den udviklede proces er så bred og reproducerbar som muligt, så den kan anvendes på en bred vifte af biprodukter med minimale tilpasninger.
I procesafsnittet fokuserer ITE og Inescop på optimering af den kulstofholdige fraktionVed at justere temperaturer, atmosfærer, tider og mulige kemiske eller fysiske aktiveringsstadier er målet at opnå porøse kulstoffer med et stort overfladeareal, en nitrogenrig struktur og funktionalitet, der er egnet til forskellige anvendelser: fra vand- og luftfiltre til elektrokatalysatorer eller landbrugsforbedringer.
Parallelt hermed Sammensætning og ydeevne af pyrolyseolier og syntesegasDenne tilgang vurderer deres egnethed som biobrændstoffer, forbrændingsblandinger til kedler eller motorer eller som forløbere for den kemiske industri. Den muliggør maksimering af brugen af hver genereret fraktion, minimerer affald og overholder principperne for en cirkulær økonomi.
Miljømæssige anvendelser af læderbiokul
masse Aktiveret biokul fra læderaffald De er positioneret som yderst alsidige materialer inden for miljøbehandling. Takket være deres porøse struktur og tilstedeværelsen af nitrogen i deres kulstofholdige matrix kan de konkurrere med konventionelle aktive kul af fossil oprindelse og endda forbedre nogle af deres ydeevneegenskaber.
En af de mest fremtrædende linjer er dens anvendelse som adsorbenter af forurenende gasserDette er især relevant i systemer, hvor der genereres hydrogensulfid (H2S), en giftig og ætsende gas, der ofte findes i biogasanlæg og anaerobe gasanlæg. Tidligere forsøg ledet af Inescop har vist disse kulstoffers evne til effektivt at tilbageholde H2S og dermed forbedre biogaskvaliteten.
En anden vigtig anvendelse er kuldioxid (CO2) opsamling i industrielle strømme med høje koncentrationer af denne gas, såsom dem, der er relateret til cementproduktion. RECUBIC-projektet omfatter specifikke tests til at evaluere biokuls opførsel under reelle CO2-udledningsforhold og søge løsninger, der bidrager til dekarboniseringen af sektoren.
I vandsektoren testes læderbiokul som filtermateriale til fjernelse af forurenende stoffer i spildevandherunder nye forbindelser og stoffer, der er vanskelige at fjerne med konventionelle teknologier. Kuls høje porøsitet og overfladekemi er nøglen til at indfange en bred vifte af forurenende stoffer.
Derudover undersøges integrationen af disse materialer i komposteringsprocesser og forbedret bionedbrydningVed at udnytte deres evne til at tilbageholde næringsstoffer, stabilisere miljøet og fremme mikrobiel aktivitet, kan biokul fungere som et agronomisk forbedringsmiddel i landbrugsjord, forbedre vandretention, luftning og frugtbarhed, samtidig med at det binder kulstof mere stabilt i jorden.
Desuden åbner disse kuls nitrogenholdige natur døren for deres anvendelse som elektrokatalysatorer i elektrokemiske processerDette omfatter reaktioner til produktion af grønt brint eller brintoverilte (H2O2). Ved at erstatte ædle materialer som platin med mere økonomisk avancerede kulstoffer reduceres omkostningerne, og den samlede bæredygtighed af nye teknologier forbedres.
Industriel validering og samarbejde med førende virksomheder
Et centralt træk ved RECUBIC er, at det ikke er begrænset til laboratorieforskning: Fra starten er den designet med et stærkt fokus på industrien.For at opnå dette er projektet afhængigt af samarbejde mellem virksomheder fra forskellige sektorer, der bidrager med affald, reelle driftsforhold og specifikke anvendelsesscenarier for de udviklede materialer.
Blandt de samarbejdende virksomheder er Çimsa Cementos España, en international leder inden for hvid cement. Hans rolle hos RECUBIC fokuserer på evaluering af effektiviteten af biokul i CO2-opsamling i sine procesgasstrømme. Virksomheden leverer data om strømningshastigheder, temperaturer og sammensætningen af de udledte gasser, hvilket udgør et realistisk testmiljø til validering af de foreslåede løsninger.
I forbindelse med det integrerede vandkredsløb, FACSA (Sociedad de Fomento Agrícola Castellonense, SA), der tilhører Gimeno-gruppen, er ansvarlig for Test af biokul i tilbageholdelse af forurenende stoffer i spildevandUdnytter sin erfaring inden for vandbehandling og ressourceforvaltning. På sin side, SAV (Bønder i Vega de Valencia) Den leverer spildevand fra sine rensningsanlæg for at udføre yderligere tests af effektiviteten af det kulstofholdige materiale.
I råvareforsyningsfasen, DIAFA-snit, en familieejet virksomhed i fodtøjsbranchen, bidrager til postindustrielt affald fra kromgarvet læder og giver detaljerede oplysninger om deres oprindelse, tidligere behandlinger og de processer, hvorved de genereres. Denne viden er nøglen til Identificér de mest udbredte og repræsentative affaldsstrømme og derfor at designe en pyrolyseproces, der giver mening på sektorniveau.
Selskabet SUEZ Smart & Environmental Solutions, der specialiserer sig i løsninger til overvågning og behandling af forurenende stoffer i vand, jord og luft, beskæftiger sig med verificere aktivt kuls ydeevne under virkelige forholdSpecifikt evaluerer den fjernelsen af H2S i den gasformige udløbsstrøm fra en biogasreaktor installeret på Rincón de León spildevandsanlæg (Alicante), hvilket gør det muligt at sammenligne laboratorieresultaterne med et operationelt anlæg.
Inden for avancerede teknologier og ren energi, den valencianske virksomhed MATTECO, dedikeret til nanoteknologi og materialer til produktion af grøn brint, deltager i evaluering af kulstof som elektrokatalysatorer til elektrolyseprocesser og produktion af hydrogenperoxid. Denne linje åbner op for et interessant felt til at demonstrere, at læderbiokul kan konkurrere med ædelmetalbaserede katalysatorer, hvilket reducerer omkostninger og miljøaftryk.
Endelig Sinyent landbrugsforsøg og udviklingMed eget laboratorium og erfaring inden for agronomiske forsøg er det ansvarligt for at validere anvendelsen af biokul som jordforbedringsmiddel og støtte til komposteringDeres tests har til formål at måle forbedringen af jordens frugtbarhed, næringsstoftilbageholdelse og øget bionedbrydning af komposterbare materialer og dermed fuldende anvendelsesområdet for biokul.
Cirkulær økonomi, replikerbarhed og potentiale ud over læder
RECUBICs tilgang passer perfekt til principper for den cirkulære økonomiI stedet for at udvinde nye ressourcer til fremstilling af materialer, starter processen med affald, der allerede er genereret af læderindustrien, og giver det et nyt liv i form af produkter med højere værditilvækst. Dette reducerer presset på naturressourcer, forhindrer ophobning af affald på lossepladser og hjælper med at afbøde andre miljøpåvirkninger, såsom drivhusgasemissioner.
Selvom projektet oprindeligt er udviklet i den valencianske region, er dets Denne model er perfekt anvendelig i andre regioner. med en lignende industriel struktur. Spanien er verdens syvendestørste eksportør af rå huder og skind og tegner sig for omkring 4,4 % af den globale eksport og den ottendestørste inden for garvede huder med 3,5 % af det samlede beløb. Disse tal giver en idé om det enorme potentiale for at anvende teknologier som pyrolyse af læderaffald, ikke kun nationalt, men også internationalt.
På globalt plan anslås det, at Læderindustrien genererer omkring 6 millioner tons affald om åretDette gør håndteringen af disse strømme til en prioritet for sektorens bæredygtighed. Initiativer som RECUBIC tilbyder en konkret køreplan for at omdanne et udbredt problem til en kilde til teknologiske og forretningsmæssige muligheder.
Desuden påpeger de ansvarlige for projektet, at Pyrolysepotentialet er ikke begrænset til læderDen samme teknologi kan bruges til at værdiansætte en bred vifte af affald: skovbrugsrester (fyrretræsflis, beskæringsgrene), landbrugsaffald (halm, nøddeskaller, olivenkerner), spildevandsslam eller endda tekstilaffald, der er vanskeligt at genbruge. Denne alsidighed åbner døren for en ny generation af løsninger med fokus på affaldsværdiansættelse med anvendelser inden for energi, miljø og landbrug.
Fra et forretningsperspektiv bidrager projektet til den industrielle strukturs konkurrenceevneVed at gøre det muligt for virksomheder inden for tekstil-, fodtøjs-, vand-, cement- og energisektoren at udforske nye forretningsnicher knyttet til bæredygtige materialer, letter dette deres tilpasning til en kontekst, hvor miljøkrav og ansvarlig brug af ressourcer ikke længere er valgfrie, men snarere krav for at forblive konkurrencedygtig.
RECUBIC inkluderer også formidlings- og overførselsaktionerDisse aktiviteter omfatter tekniske workshops, specialiserede publikationer og samarbejder med virksomheder inden for energi- og miljøsektoren. De har til formål at forstærke projektets effekt, dele dets resultater med andre industrier og fremskynde implementeringen af dets løsninger i forskellige produktionssammenhænge.
Når man ser på hele billedet, er forpligtelsen til at transformere læderaffald i biokul og andre værdifulde produkter Dette illustrerer, hvordan teknologisk innovation og samarbejde mellem forskningscentre og virksomheder kan omdanne problematisk affald til en strategisk ressource. Ved at omstille fra lossepladser og forbrændingsanlæg til aktiveret biokul, nyttige olier og syntesegas overholder læder- og fodtøjssektoren ikke blot nye regler, men styrker også sin bæredygtighed, åbner nye forretningsmuligheder og positionerer sig bedre til at imødegå de kommende års miljømæssige og økonomiske udfordringer.
