Approccio proattivo, ecocompatibilità e Green Marketing: una innovazione sostenibile di prodotto/processo nel settore conciario

orientata non solo al prodotto, bensì ad una revisione aziendale globale in ottica 
“verde”. 
Nel Capitolo 1 viene descritta la tecnologia tradizionale di estrazione del tannino e 
di seguito quella innovativa. Viene, inoltre, proposto un confronto tecnico-economico 
fra le soluzioni analizzate sulla base di diverse ipotesi di impianto. 
Nel Capitolo 2 è presente una accurata descrizione della filiera del tannino, 
partendo dalle fonti e presentando successivamente tutti i principali utilizzi che sono 
fino ad oggi noti nei vari settori industriali. Viene da ultimo presentato il progetto 
Scarpa Ecologica Riciclabile dell’ENEA che costituisce un significativo potenziale di 
sviluppo dell’utilizzo del tannino nella concia vegetale. 
Nel Capitolo 3 è presentata un’analisi economica del settore che, fra tutti quelli 
esaminati, è più indicato ad assorbire la maggior parte della produzione di tannino, 
ossia quello della concia. 
Nel Capitolo 4 viene affrontata la questione di una previsione quantitativa della 
domanda di tannino da parte del settore conciario, stante l’ipotesi di progressiva 
conversione ad un processo di concia vegetale. Per effettuare tale previsione, dopo una 
rapida analisi delle varie metodologie esistenti, è stato scelto lo strumento della rete 
neurale, della quale sono state descritte le caratteristiche di definizione e di 
funzionamento. Successivamente viene riportata la metodologia di raccolta dei dati e di 
implementazione della rete che ha permesso di ottenere una stima piuttosto accurata 
della produzione conciaria, così come discusso in fase di analisi dei risultati. 
Nel Capitolo 5, partendo dalle attuali problematiche ambientaliste che stanno 
mettendo ad oggi in evidenza alcune criticità del settore conciario, viene suggerita una 
possibile strategia di marketing in senso ecologico. La soluzione prospettata ha inizio 
con un processo di revisione dell’azienda in ottica di ecocompatibilità e di tutela 
ambientale e prosegue con l’esame delle varie azioni volontarie di overcompliance 
ambientale, proponendo una serie di modelli manageriali di gestione della variabile 
“ambiente” ed esaminandone vantaggi ed opportunità. Successivamente, viene ripresa 
la tecnologia innovativa precedentemente esaminata in rapporto a tali considerazioni. 
Infine, la trattazione procede con la valutazione dei benefici apportati dall’adozione di 
un Sistema di Gestione Ambientale, così come previsto da recenti normative europee di 
natura volontaria (EMAS, ISO 14000). Da ultimo, vengono prospettate soluzioni per la 
commercializzazione del processo innovativo. A tal proposito, è giusto sottolineare che, 
nell’ottica di rendere minimo l’impatto del processo industriale sull’ambiente, viene 
messa in risalto la possibilità di riutilizzo dei cascami di processo (principalmente il 
legno detannizzato) sotto la forma di biomasse; questa azione, attraverso la 
commercializzazione di tale materiale, rende oltretutto possibile il recupero di buona 
parte dei costi di investimento iniziale. 
 4
Capitolo 1 
Le tecnologie di estrazione del tannino 
1.1 Il processo tradizionale 
La produzione degli estratti tannici ha per scopo la separazione del tannino contenuto 
nei vari organi dei vegetali sotto forma di una soluzione in acqua. Quest’ultima può 
essere concentrata fino alla densità voluta o portata allo stato secco. 
Tale produzione comprende quattro operazioni principali: 
a. la cippatura del legno; 
b. l’estrazione del tannino; 
c. la decantazione del brodo tannico; 
d. la concentrazione finale. 
Un tipico schema dell’intero processo è riportato in Figura 1. 
Chips di
Castagno
Estrazione
con Acqua
Recupero
Calore
Sedimentazione Raffreddamento Concentrazione Prodotto
Finale
Acqua
Produzione
di Pannelli
MDF
1 2 3 4
57
 
Figura 1: Schema a blocchi di un processo di estrazione tradizionale 
1 soluzione al 5% (110° C) 5 permeato a 50° C 
2 soluzione al 5% (90° C) 6 permeato a 72° C 
3 soluzione al 5% (50° C) 7 legno esaurito 
4 soluzione al 50% (50° C)  
 5
1.1.1 La cippatura del legno 
Prima dell’estrazione, il materiale ligneo viene ridotto in pezzetti di dimensioni 
opportune (chips) mediante macchine tagliatrici. Esse sono costituite da un tamburo di 
ghisa, formato da due tronchi di cono uniti per le basi minori, e portano nelle superfici 
laterali delle fessure da cui sporgono dei coltelli. I tronchi di legno vengono 
meccanicamente spinti contro il tamburo che ruota a notevole velocità grazie ad un 
apparecchio automatico a stantuffo. I tamburi possono avere fino a 1200 mm di 
diametro alla base maggiore e ruotano a 50 min
giri
, producendo 2000÷2500 
h
kg
 di 
trucioli di legno, con un consumo di circa 30 kWh (corrispondenti a 0.012 
kg
kWh
 di 
legno tagliato). 
I chips così prodotti hanno una dimensione di circa 2÷3 cm di lato ed uno spessore 
medio di 5 mm. Una cippatura minuta consente l’estrazione di tannino con tenore di 
concentrazione più elevato, come si vede dall’andamento in Figura 2. 
del tenore totale
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 5
7
,5 1
0
1
2
,5 1
5
1
7
,5
Spessore del chip (mm)
%
Dopo 3 h
Dopo 6 h
Fonte dati: Centre Technique du Cuir
 
Figura 2: Quantità di tannino estratto in percentuale del tenore totale 
Il cippato viene successivamente convogliato in silos posti direttamente sopra le 
batterie di estrazione. 
 6
1.1.2 L’estrazione del tannino 
L’estrazione del tannino dai chips viene eseguita tramite lisciviazione effettuata in 
controcorrente con acqua in batterie di autoclavi. La controcorrente consiste nell’usare, 
per la lisciviazione del materiale vergine, un brodo già quasi saturo di sostanze estraibili 
e mettendo acqua pura a contatto del materiale quasi esaurito. Tutto ciò avviene 
caricando le autoclavi con il legno e facendo passare i brodi, man mano che si 
arricchiscono, da un’autoclave all’altra. 
La temperatura massima di lavorazione non deve superare 125° C, pena l’aumento 
della produzione di non-tannini, con conseguente sfalsamento del giusto rapporto fra 
tannini e non-tannini necessario per il processo di concia a cui il prodotto finale è 
generalmente destinato. 
Nella presente analisi verrà considerata un’ipotesi di impianto nel quale la quantità di 
chips di castagno da trattare è pari a 100000 
a
t
 (considerando 277 giorni lavorativi e, 
quindi, una lavorazione pari a 361 
g
t
). Tale quantità porta a dover processare a ciclo 
continuo circa 15 
h
t
 che, in termini di volume, corrispondono a 45 
h
m3
 di legno da 
lavorare (si considera il peso specifico del cippato pari a 0.3 
3dm
kg
). 
Per una efficace estrazione del tannino occorrono 6 ore ad una temperatura di  
110° C, con una pressione di 1.8 bar ed un rapporto acqua/legno pari a 2. Ne consegue 
che occorrerà trattare contemporaneamente 270 
h
m3
 di acqua. Per non aggravare troppo 
le dimensioni degli estrattori, sono previste 3 batterie d’estrazione, ognuna di una 
potenzialità di 90 m3, composte ciascuna da 7 autoclavi: per ogni ora di lavoro, 6 
 7
saranno in estrazione mentre l’ultima sarà impegnata nelle operazioni di carico e scarico 
del legno. Ogni singola autoclave dovrà contenere 15 m3 di legno. Considerando un 
rapporto diametro/altezza pari a 
3
1
, risulterà un diametro di 185 cm ed un altezza pari 
555 cm. Ne consegue che la superficie laterale di ogni singola autoclave sarà di 32.3 m2. 
Data l’acidità del brodo tannico, l’intero impianto sarà realizzato in acciaio inox  
AISI 304, con un Rs =700 MPa ed un peso specifico di 7.9 mmm
kg
⋅
2
. 
Data una pressione di progetto pp =2.7 bar, lo spessore della superficie laterale s  
sarà pari a: 
R
p Dp
s
s⋅
⋅
=
2
≅4 mm 
Per quanto riguarda la parte superiore ed il fondo dell’autoclave si è fissato uno 
spessore di 10 mm esteso per una superficie di circa 2.5 m2. Entrambe le estremità sono 
munite di aperture con valvole a ghigliottina dotate di movimentazione automatica per 
lo scarico ed il carico del legno. 
Dal momento che il rapporto ottimale acqua/legno è pari a 2, per trattare le 15 
h
t
 di 
legno occorreranno 30 
h
t
 di acqua, da ripartire nelle 3 batterie (10 
h
t
). 
La pompa di adduzione nell’autoclave sarà caratterizzata da: 
• portata  G =11.1 
s
kg
 
• prevalenza H ≅17 m 
• potenza  P =4 kW 
 8
L’acqua andrà riscaldata da una temperatura di circa 40° C fino a 110° C. Ciò verrà 
realizzato attraverso l’iniezione diretta di vapore all’interno dell’autoclave stessa. 
L’invio sarà effettuato al di sotto del battente liquido al duplice scopo di riscaldare e di 
indurre un moto al fluido all’interno dell’estrattore. 
Supponendo, quindi, di avere a disposizione del vapore saturo a 3 bar ( ebT =133° C), 
il quale ha un calore di vaporizzazione l =2160 
kg
kJ
≡517 
kg
kcal
, e dovendo riscaldare di 
70° C le 10 
h
t
 di acqua, si avrà bisogno di una portata di vapore pari a: 
w= =




 ⋅
l
GT
1353 
h
kg
. 
All’uscita dalla batteria, dopo aver attraversato 6 letti di legno, la soluzione avrà un 
tenore in tannino di circa il 5%. 
La soluzione in uscita si trova ad una temperatura di circa 110° C. Da qui viene 
successivamente convogliata verso i sedimentatori. 
1.1.3 La sedimentazione 
Il brodo tannico in uscita dagli estrattori contiene alcune particelle insolubili in 
acqua, come polifenoli di elevata polimerizzazione, ed ovviamente una serie di 
impurezze che è necessario eliminare. Quindi, prima della sedimentazione, la soluzione 
subirà un raffreddamento allo scopo di favorire la deposizione di tali impurezze. 
La soluzione, che si trova inizialmente a 80° C, deve essere portata ad una 
temperatura di 30º C tramite scambio termico in controcorrente con acqua di 
raffreddamento a 25º C. Nel contempo viene effettuato un recupero termico tra la 
 9
soluzione uscente dai sedimentatori, che viene inviata alla concentrazione, e la 
soluzione stessa proveniente dall’estrazione. 
Si procede con il calcolo delle superfici di scambio 1S  e 2S . 
Per quanto riguarda la superficie 1S , si ha che: 
• ( )TcGQ p ∆⋅⋅=1 =1650000 
h
kcal
 
• dU =1500 Chm
kcal
°⋅⋅
2
 
• 1mlT∆ =17.38° C 
La superficie di scambio 1S  risulta così dimensionata: 
h⋅∆⋅
=
1
1
1
mld TU
Q
S ≅79.1 m2. 
Per il calcolo della superficie di scambio 2S , occorre precisare che il raffreddamento 
è effettuato tramite acqua alla temperatura di 25° C; quindi, si ha che: 
• ( )TcGQ p ∆⋅⋅=2 =600000 
h
kcal
 
• dU =1500 Chm
kcal
°⋅⋅
2
 
• 2mlT∆ =9.1° C 
La superficie di scambio risulta così dimensionata: 
h⋅∆⋅
=
2
2
2
mld TU
Q
S =55 m2. 
Il brodo tannico viene così inviato ad un bacino di sedimentazione rettangolare. Il 
bacino è dotato di un raschiatore a catena, di larghezza pari a quella della vasca, il quale 
consente di indirizzare il materiale depositato in una canaletta di raccolta, dalla quale è 
 10
estratto per mezzo di una pompa. È provvisto inoltre di una lama paraschiuma che 
consente di trattenere i materiali galleggianti e di una setacciatura meccanica finale fatta 
con una semplice griglia di ferro. 
La portata oraria è di 25 
h
m3
, il che ha portato a considerare una superficie di  
40 m2, estesa 4 m in larghezza e 10 m in lunghezza, ed una profondità del bacino di 2 m. 
Il tempo di permanenza previsto nel bacino è di 3 ore. 
1.1.4 La concentrazione 
La soluzione in uscita dai sedimentatori è troppo diluita per la commercializzazione 
(tipicamente, la concentrazione non supera il 5%). Ne consegue, quindi, la necessità di 
concentrarla fino ad un tenore di tannino di almeno il 50%. 
Negli attuali impianti di produzione degli estratti tannici, tale concentrazione avviene 
per evaporazione dell’acqua in eccesso in evaporatori a multiplo effetto (generalmente 
sono del tipo a quadruplo effetto, caratterizzati da una distribuzione delle temperature e 
delle pressioni nei vari corpi come descritta in Tabella 1). 
Corpo ( )CT °  ( )barp  
I 93.0 0.78 
II 84.5 0.57 
III 73.5 0.36 
IV 54.0 0.15 
Tabella 1: Distribuzione di temperature e pressioni nell’evaporatore a quadruplo effetto 
Gli evaporatori sono in equicorrente e riescono ad aumentare la concentrazione fino 
ad un tenore del 50% in tannino. È evidente il consumo energetico e quindi l’onerosità 
di una soluzione del genere. Infatti, considerando i 30000 
h
l
 di soluzione al 5% da 
 11
trattare, occorrerà evaporare ben 27000 
h
l
 di acqua per ottenere la concentrazione 
voluta. Il consumo di vapore in un simile impianto è pari all’incirca ad  
1 kg per ogni 3 kg di acqua evaporata. Di conseguenza, si avrebbe un consumo di circa 
9000 
h
kg
 di vapore. 
Verrà affrontata ora una valutazione del costo di impianto e di gestione dell’unità. 
Come già detto in precedenza, la portata in massa di soluzione in entrata è pari a 
f
W =30000 
h
kg
. Essendo la soluzione diluita al 5%, tale portata sarà composta da solidi 
per 1500 
h
kg
; se ne deduce che il prodotto finale in soluzione è pari a 3000 
h
kg
.  
In definitiva, la portata in massa di acqua da evaporare risulta pari a 41−w =27000 
h
kg
. 
Si intenderà, inoltre, con: 
i
w : acqua evaporata allo stadio moi ; 
s
W : vapore di alimentazione; 
i
l : calore di evaporazione allo stadio moi ; 
s
l : calore di evaporazione del vapore di alimentazione; 
f
T : temperatura dell’acqua di alimentazione (
f
T =80° C) ; 
i
T : temperatura di ebollizione allo stadio moi ; 
'
i
T : temperatura di condensazione del vapore allo stadio ( )moi 1+ ; 
f
c : calore specifico della soluzione (
f
c =1 
Ckg
kcal
°⋅
). 
 12
Le equazioni utilizzate sono semplici bilanci entalpici e di materia: 
• ( ) 111 ll ⋅=−⋅⋅+⋅ wTTWcW fffss  
• ( ) ( ) 222
'
1111 ll ⋅=−⋅−⋅+⋅ wTTwWcw ff  
• ( ) ( ) 333
'
22122 ll ⋅=−⋅−−⋅+⋅ wTTwwWcw ff  
• ( ) ( ) 444
'
332133 ll ⋅=−⋅−−−⋅+⋅ wTTwwwWcw ff  
• 414321 −=+++ wwwww  
I dati da utilizzare nel calcolo dei bilanci sono riassunti in Tabella 2. 
Stadio ( )atmp  





kg
kcal
ebl
 
( )CT
eb
°  





°⋅⋅ Chm
kcalUd 2
 
I 1.51 531 111.6 1300 
II 1.06 537 101.0 1000 
III 0.60 547 86.1 700 
IV 0.15 566 54.0 400 
Tabella 2: Grandezze caratteristiche nei diversi stadi dell’evaporatore a quadruplo effetto 
Il vapore saturo di alimentazione si trova a 
satT =120° C e satp =1.97 atm  
(
s
l =526 
kg
kcal
). Si è considerato verosimile un salto di pressione costante fra uno stadio 
e l’altro e pari a: 





 −
=∆
4
IVsat ppp =0.455 atm. 
Il calcolo delle superfici di scambio termico viene effettuato iterativamente, fissando 
di volta in volta un valore di 
s
W  (vapore vivo di alimentazione) e sostituendolo ad ogni 
passo nelle equazioni successive in modo da verificare il bilancio di massa finale. 
 13
Per un valore iniziale 
s
W =5500 
h
kg
 si ottengono i seguenti valori: 
• 1w =5957 
h
kg
 ⇒ 1wW f − =24043 
h
kg
 
• 2w =6338 
h
kg
 ⇒ 21 wwW f −− =17705 
h
kg
 
• 3w =6708 
h
kg
 ⇒ 321 wwwW f −−− =10997 
h
kg
 
• 4w =7105 
h
kg
 
• 4321 wwww +++ =26108<27000 
h
kg
 di acqua da evaporare. 
Al passo 2 il valore iniziale viene portato a 
s
W =5700 
h
kg
 di vapore: 
• 1w =6155 
h
kg
 ⇒ 1wW f − =23845 
h
kg
 
• 2w =6530 
h
kg
 ⇒ 21 wwW f −− =17315 
h
kg
 
• 3w =6886 
h
kg
 ⇒ 321 wwwW f −−− =10429 
h
kg
 
• 4w =7244 
h
kg
 
• 4321 wwww +++ =26815<27000 
h
kg
 
Si assumerà, dunque, un consumo orario di vapore pari a 
f
W =5700 
h
kg
. 
La superficie di scambio si ricava da equazioni del tipo: 
h
l
⋅∆⋅
⋅
=
id
ii
i
TU
w
S . 
 14
Il calcolo, ripetuto in modo analogo per tutte le superfici, conduce ai seguenti valori: 
• 1S =349 m2 
• 2S =438 m2 
• 3S =448 m2 
• 4S =400 m2 
Le superfici di scambio vengono ovviamente progettate tutte con la medesima 
estensione, scelta pari a 450 m2. Quindi, la superficie di scambio totale è di 1800 m2. 
1.1.5 Il prodotto finito 
La soluzione concentrata in uscita dall’unità di concentrazione (3000 
h
l
) deve essere 
opportunamente additivata con una soluzione di bisolfito di ammonio (al 4% di SO2), la 
quale, in virtù delle sue proprietà antiossidanti, funge da conservante ed antimuffa. 
Tipicamente, si aggiungono 5 l di soluzione di bisolfito ogni 100 l della soluzione 
tannica, con un conseguente consumo orario di soluzione di bisolfito pari a 150 
h
l
. Tale 
aggiunta porta il nostro prodotto ad avere un tenore in tannino, commercialmente inteso, 
del 47÷48% in cui sono distribuiti tannini e non-tannini in un rapporto pari a circa 4. 
Questa operazione avviene in un miscelatore, alimentato da una parte dai 3000 
h
l
 di 
concentrato e dall’altra da una pompa dosatrice che provvede all’immissione del 
bisolfito d’ammonio.