• AXFIX® AX 8560, (Axchem Group) CAS: 2661-33-1,7732-18-5, “anti-peci” utilizzato
come ricevuto dalla ditta fornitrice (30% omopolimero Etanammina/N,N,N-trimetil-2-[(2- metil-1-oxo-2-propen-1-yl)oxy]-cloruro di PM intorno ad 1.000.000 di u.m.a, 70% Acqua). • Nile Red (9-(dietilammino)-5H-benzo[a]fenoxazin-5-one), (Sigma-Aldrich) CAS: 7385-
67-3, titolante utilizzato come ricevuto dalla ditta fornitrice.
• Poli-DADMAC (Poli-Diallildimetilammoniocloruro), (BTG) CAS: 26062-79-3, titolante
utilizzato come ricevuto dalla ditta fornitrice.
• YTB 1213 LM, (SNF Floerger) CAS: 64742-47-8, attaccante coating utilizzato come
ricevuto dalla ditta fornitrice (100% polimero a base di polietilenimmina).
• YTR 2115, (SNF Floerger) CAS: 1338-43-8,7732-18-5, distaccante coating utilizzato come
ricevuto dalla ditta fornitrice (100% olio vegetale di colza).
• AXFLOC® AF 4160 EB, (Axchem Group) CAS: 69418-26-4,69011-36-5, utilizzato come
ricevuto dalla ditta fornitrice (40% copolimero Etanammide/N,N,N-trimetill-2[(1-oxo-2- propen-1-yl)oxy]-,cloruro con 2-propenammide, 20% alcani C12-C15, 30% Acqua, 5% Isotridecanolo etossilato, 5% Sorbitano Oleato).
2.2 Strumentazione e metodi
2.2.1 Spettrofotometro Acquafluor®Al fine di poter determinare la quantità delle contaminazioni idrofobiche e delle peci presenti nel circuito della PM 12, le analisi sono state effettuate utilizzando lo spettrofotometro UV-Vis portatile
Acquafluor®. Questo permette un’individuazione selettiva degli inquinanti responsabili della
formazione dei depositi sulle tele e feltri grazie all’impiego di un apposito titolante che si lega selettivamente al contaminante rendendolo individuabile. I diversi campioni raccolti, prima
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dell’analisi con lo spettrofotometro, sono stati filtrati con filtri di carta (Fischer Scientific) da 150 µm e 20 µm in modo da poter differenziare gli addensati resinosi presenti in funzione delle dimensioni.
Figura 25: Spettrofotometro Acquafluor utilizzato per l’analisi dei campioni raccolti lungo il circuito. .
Una volta filtrati, sono stati prelevati 10 mL dei diversi campioni ed introdotti, per l’analisi, nella cuvetta di plastica dello spettrofotometro alla quale, in questo caso specifico, si è aggiunto, nella quantità di 2 mL anche una soluzione titolante a base di “Nile Red” (nome IUPAC9-(dietilammino)- 5H-benzo[a]fenoxazin-5-one ) che, grazie alla sua natura chimica, è in grado di legarsi covalentemente ed in maniera selettiva agli addensati resinosi rendendone possibile l’individuazione e quindi la quantificazione. Il titolante impiegato, a concentrazione di 0,01 % p/p, è stato preparato a partire da 100 mg di polvere di “Nile Red” disciolti in 1L di alcool etilico anidro. L'intensità della radiazione emessa per fluorescenza dalla molecola di titolante, che si attiva a seguito del legame con il contaminante idrofobico, è infatti direttamente proporzionale alla concentrazione di contaminante presente, che viene quindi riportata direttamente dallo strumento come valore assoluto in una scala da 0 a 500 unità di fluorescenza (U.F.) ottenuta previa calibrazione dello strumento in cui si misura 0 per l’acqua deionizzata e 500 per la sola soluzione di titolante preparata come riportato.
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2.2.2 Rilevatore PCD per la misura della domanda di carica
Lo strumento utilizzato per la misura della domanda di carica delle particelle è il rivelatore PCD della Mütek (Particle Charge Detector) che permette di misurare la carica dispersa, intesa come carica colloidale, presente nel sistema liquido. L’immagine dello strumento impiegato è riportata in Figura 27.
Figura 27: Particle Charge Detector (PCD).
La misura della carica colloidale è un utile parametro per il monitoraggio dei contaminanti anionici presenti nel ciclo produttivo della carta e per valutare il dispendio e l’efficacia degli additivi chimici impiegati. Lo strumento è dotato di un recipiente cilindrico in teflon, nel quale viene introdotto il campione da analizzare (previa filtrazione con apposito filtro da 15 μm di plastica fornito dalla
Mütek) nella quantità di 10 mL, sormontato da un pistone in grado di muoversi verticalmente
all’interno del cilindro producendo un flusso di liquido. Durante questo movimento, i colloidi carichi presenti nel liquido, vengono adsorbiti sulla superficie del pistone che muovendosi provoca l’allontanamento, dalla superficie anionica colloidale, dei contro ioni appartenenti allo strato di
Stern, generando così una corrente di streaming rilevata da due appositi elettrodi presenti e letta (in
mV) sullo schermo dello strumento una volta convertita in potenziale di streaming [4].
Questa analisi non permette però di misurare il potenziale zeta esatto dei colloidi disciolti, ma fornisce un’indicazione sulla carica cationica o anionica del campione in analisi che viene
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quantificata mediante titolazione, con differenti titolanti a seconda che la carica registrata dallo strumento risulti positiva o negativa, fino al viraggio (corrispondente a 0 mV) del potenziale di streaming letto. I titolanti usati sono poliettroliti, ossia polimeri con densità di carica e titolo di concentrazione noti: per campioni anionici è necessario un titolante cationico, il cloruro di poli- diallildimetilammonio (poly-DADMAC), mentre per campioni cationici lo standard utilizzato è il poli-etersulfonato di sodio (PES-Na).
A B
Figura 28: Struttura molecolare del poly-DADMAC (A) e del PES-Na (B).
Conoscendo il volume di titolante impiegato e il titolo, inteso come microequivalenti per litro, si può calcolare la domanda di carica del filtrato analizzato secondo l’equazione riportata:
𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃 = [ 𝑉𝑉 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡 ∗ 𝑃𝑃 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡] 𝑉𝑉 𝑐𝑐𝑡𝑡𝑐𝑐𝑐𝑐𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡
dove V titolante corrisponde al volume di titolante impiegati, C titolante alla concentrazione del titolante ed infine V campione al volume di campione titolato.
2.2.3 Torbidimetro
Per le misure di torbidità dei campioni raccolti lungo il circuito della macchina continua, è stato impiegato un torbidimetro digitale HD 25.2 Delta Ohm portatile da laboratorio indicato per la misura di campioni di acque potabili, acque di scarico o liquidi da processo. Questo strumento opera secondo il principio di misura nefelo-metrico (90°) [46]. È dotato di tre fotorivelatori e due sorgenti di luce a led (bianca ed infrarossa) costantemente monitorate per garantire la stabilità della risposta
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nel tempo. Lo strumento esegue misure secondo gli standard EPA 180.1, ISO-NEPH (ISO 7027), EBC ed ASBC.
Figura 29: Torbidimetro HD 25.2 Delta Ohm. 2.2.4 pH/Conduttivimetro
I valori di pH e conducibilità dei reflui acquosi analizzati, sono stati misurati con un pH- conduttivimetro HD 2156.2 Delta Ohm. Si tratta di uno strumento portatile con display LCD di grandi dimensioni. È in grado di misurare il pH, i mV ed il potenziale di ossidoriduzione (ORP). La conducibilità, la resistività nei liquidi, i solidi totali disciolti (TDS) e la salinità sono misurate con sonde combinate di conducibilità e temperatura a 2 e 4 anelli. La calibrazione dell’elettrodo pH, oltre che in manuale può essere effettuata in automatico, su uno, due o tre punti potendo scegliere la sequenza di taratura da un elenco di 13 buffer. La calibrazione della sonda di conducibilità può essere effettuata in automatico su una o più delle soluzioni tampone (pH = 7) a 147 μS/cm, 1413 μS/cm, 12880 μS/cm o 111800 μS/cm.
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2.2.6 Stereoscopio ottico digitale
Il grado di morbidezza della carta prodotta è stato valutato tramite l’impiego dello stereoscopio ottico digitale KKmoon 1000X con display LCD da 4,3’’. Questo parametro viene stimato misurando la quantità di micro-folds, generati dal processo di crespatura, in una certa unità di superficie. Lo stereoscopio impiegato per l’osservazione della carta, è una variazione della versione ottica tradizionale: utilizza una fotocamera digitale per trasmettere l’immagine ad un monitor, talvolta tramite l’esecuzione di un software su un computer. Spesso lo stereoscopio digitale è dotato di luci LED incorporate e si differenzia dal classico microscopio in quanto non richiede necessariamente di osservare i campioni esaminati tramite un oculare.
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