Gestione delle acque in una raffineria di olio vegetale

Una importante fase del presente lavoro è stata la caratterizzazione delle acque reflue provenienti dalle diverse sezioni. Attraverso le metodologie ufficiali IRSA e altre tecniche di misurazione sono stati misurati i seguenti parametri:

1) pH (IRSA 2060)
Principio del metodo: Il pH di una soluzione è determinato per via potenziometrica utilizzando, come sensore, un elettrodo a vetro combinato con opportuno elettrodo di riferimento. Il valore da determinare viene ottenuto dopo aver effettuato un'operazione di taratura con due soluzioni tampone a pH noto, portate alla stessa temperatura del campione.

2) COD (test in cuvetta)
Principio del metodo: S'inserisce un volume noto di campione in una cuvetta, dove le sostanze organiche e inorganiche sono ossidate in presenza di concentrato e di solfato di argento, come dell'ossidazione. La reazione è fatta avvenire a circa 150°C per due ore. In seguito la cuvetta è inserita in uno spettrofotometro tarato specificamente per questa misura che restituisce il valore di COD.

3) Solidi sospesi(IRSA2090)
Principio del metodo: solidi sospesi totali presenti in un'aliquota di campione d'acqua vengono raccolti per filtrazione su un apposito filtro a membrana e determinati per via gravimetrica dopo essiccamento del filtro a una temperatura di 103-105°C fino a peso costante. Se il tempo richiesto per la filtrazione è troppo lungo (superiore a un'ora) è opportuno operare una prefiltrazione del campione su filtro avente porosità superiore a 0,45 um e filtrare il liquido risultante su filtro da 0,45 um/ Il contenuto di solidi sospesi si determina dalla somma dei due residui. Una stima dei solidi sospesi totali può essere ottenuta calcolando la differenza tra il valore dei solidi totali e quello dei solidi totali disciolti. Nel caso la determinazione sia finalizzata alla verifica dei limiti previsti
dalle abb/ 1, 3, 4 dell'All/ 5 del D.lgs 152/99, la membrana filtrante utilizzata dovrà avere pori di diametro medio pari a 0,45 um/

4) Conducibilità (IRSA 2030)
Principio del metodo: La determinazione della conducibilità elettrica specifica è effettuata misurando la resistenza elettrica specifica di un campione acquoso mediante un ponte di Kohlrausch. Le misure si dovrebbero eseguire a 25°C per evitare di adoperare correzioni per differenze di temperatura ed eliminare una delle maggiori fonti di errore. Si tenga presente che la conducibilità varia di circa il 2% per grado centigrado. La temperatura a cui si esegue la misura della conducibilità deve essere quindi specificata.

5) Contenuto di anioni (IRSA 4020)
Principio del metodo: Il metodo è basato sulla determinazione simultanea di specie anioniche mediante cromatografia ionica. Questa tecnica si basa sulla separazione degli analiti mediante colonna di scambio anionico in base alla loro affinità per la fase stazionaria. 'eluente, contenente gli analiti separati, passa poi attraverso un dispositivo di derivatizzazione chimica post-colonna detto soppressore che, scambiando protoni con la fase mobile, ha lo scopo di abbassare la conducibilità di fondo dell'eluente, per formazione dell'acido debole coniugato, e di esaltare il segnale dell'analita, che è rivelato mediante un conduttimetro in linea. Il riconoscimento degli analiti è effettuato confrontando il tempo di ritenzione dei picchi del campione con il tempo di ritenzione di soluzioni di riferimento. a concentrazione viene determinata confrontando l'area del picco con la curva di taratura dell'analita costruita mediante una serie di soluzioni di riferimento a diverse concentrazioni.

6) Contenuto di materia grassa (IRSA 5160)
Principio del metodo: Il metodo si basa sulla determinazione delle sostanze oleose totali mediante spettrofotometria di assorbimento all'infrarossol campione di acqua, preventivamente acidificato, viene estratto con 1,1,2-triclorotrifluoroetano. alla misura dell'area nella regione compresa tra 3015 e 2800 cm si ricava la concentrazione delle sostanze oleose totali mediante confronto con una curva di taratura ottenuta con soluzioni di riferimento (esadecano, iso-ottano) a concentrazioni note comprese nel campo di indagine analitico. Strumento usato: spettrofotometro IR Equinox 55, Brucker

7) Contenuto di esano (IRSA 5140)
Principio del metodo: Il metodo prevede la determinazione dei solventi organici aromatici in campioni acquosi mediante gascromatografia accoppiata a: a) spazio di testa statico (HS); b) spazio di testa dinamico (“urge & trap”)/ Soltanto i composti scarsamente solubili in acqua, relativamente volatili, tendono a occupare lo spazio di testa e quindi possono essere trasferiti nel gascromatografo; in tal modo è possibile minimizzare eventuali interferenze e/o contaminazioni della colonna gascromatografica e del rivelatore. Strumento usato: gas cromatografo GC8000series + spettrometro di massa MC800 Fisons Instruments

8) Contenuto di fosforo espresso come orto fosfato (IRSA 4110):
Principio del metodo: Gli ioni ortofosfato reagiscono con il molibdato di ammonio e il potassio antimonil tartrato, in ambiente acido, formando un eteropoliacido che è ridotto con acido ascorbico a blu di molibdeno, intensamente colorato, la cui assorbanza è misurata alla lunghezza d'onda di 882 nm.

9) Viscosità (misura con un viscosimetro a rotazione)
Principio del metodo: Dato un cilindro cavo, al cui interno a una temperatura costante è contenuto il liquido in esame, e un secondo cilindro posto in rotazione intorno al suo asse da un momento motore, che si misura in Newton*metro [N*m], ad opera di un motorino elettrico. Tarando il cilindro interno con due tacche, una per il livello 1 e l'altra per il livello 2, si deve misurare la differenza tra momento motore necessario a produrre la rotazione del cilindro interno quando il livello del liquido è in 1 e quando è in 2; la velocità di rotazione dovrà essere la medesima. Dalla differenza dei due momenti si risale alla viscosità.

Data la viscosità dei fluidi, si può fare la seguente classificazione:

- NEWTONIANI sono quei fluidi in cui la viscosità dipende solo dalla natura del fluido stesso o dal suo stato fisico e tali per cui valga la legge di Newton (acqua, benzina, idrocarburi leggeri).
- PSEUDOPLASTICI per i quali il valore di viscosità cala al crescere del gradiente di velocità (gelatina, malte, fanghi).
- DILATANTI per i quali gli sforzi di taglio aumentano all'aumentare della velocità e il valore di viscosità cresce al crescere del gradiente di velocità (grassi, sabbia in sospensione).

10) Velocità di separazione (test del cilindro)
Principio del metodo: questa prova si utilizza per la determinazione della velocità di separazione delle gomme dall'acqua/ i tratta di un test tipico per la valutazione della velocità di sedimentazione ostacolata, ovvero per cui non vale la legge di Stokes. S'inserisce un certo volume di miscela in un cilindro graduato e si segna per ogni istante temporale il livello raggiunto dall'interfaccia acqua/gomme. Dai valori misurati si ricava un grafico del tipo riportato in figura.
Per normalizzare i risultati si riporta il livello raggiunto per unità di superficie del cilindro. Infatti, una maggiore superficie disponibile porta a una variazione di livello inferiore a parità di tempo trascorso.