Scopriamo i 4 strumenti indispensabili per un moderno laboratorio di analisi per valutare le caratteristiche chimico/fisiche principali dei rifiuti

di Rossella del 17 novembre 2015

La crescente produzione di rifiuti solidi urbani (il cui acronimo è RSU) che derivano da tutte le attività domestiche e commerciali, ha posto notevoli problemi alle moderne società industrializzate, indirizzando la ricerca e sviluppo verso nuove soluzioni per uno smaltimento che implichi il minor impatto ambientale possibile.

Scopriamo insieme in questo approfondimento quali sono i migliori strumenti in grado di valutare le caratteristiche chimico/fisiche principali dei rifiuti solidi urbani, riuscendone ad ottimizzare l’utilizzo e garantendo così un’ambiente più green.

I rifiuti solidi urbani costituiscono infatti delle matrici molto eterogenee e la strategia per il loro smaltimento prevede, dopo il recupero di materiali per il riciclo, anche il recupero energetico dalla Frazione Residua, ovvero della frazione rimanente dopo raccolta differenziata.

Le recenti normative europee sono finalizzate a promuovere l’impiego e lo sviluppo dei Combustibili Solidi Secondari (CSS) ricavati dai rifiuti, ampliando le possibilità di utilizzo di questi ultimi come combustibile alternativo per il recupero di energia in impianti di incenerimento e co-incenerimento.

Per questo motivo può risultare davvero utile valutare le caratteristiche qualitative dei rifiuti attraverso una approfondita caratterizzazione chimico-fisica, in modo da consentire di diversificare la tecnologia di smaltimento, oltre che la scelta e la progettazione dei sistemi di gestione ed il relativo trattamento.

aPer un laboratorio che si occupa di analisi ambientale è di fondamentale importanza avere a disposizione una serie di strumenti analitici che consentano la determinazione del potere calorifico superiore (PCS) ed inferiore (PCI) nell’analisi della composizione elementare e nelle tecniche di preparazione del campione, in piena conformità alle norme italiane UNI, le europee CEN/TS e la normativa tecnica americana ASTM.

Il primo passo del trattamento consiste, appunto, nella preparazione del campione: quest’ultimo dovrà essere necessariamente omogeneo e fine, così da essere facile da pesare ed analizzare.

Il mulino a coltelli PULVERISETTE 19 della linea Fritsch è il più adatto a macinare materiali disomogenei per dimensioni, forme e consistenze quali sono i rifiuti.

Il processo di macinazione per taglio ed impatto è, infatti, il più indicato per il trattamento di materiali eterogenei, duri e resistenti e per quello di materiali fibrosi ed elastici sino al raggiungimento di una finezza predefinita del campione minore di 500 μm, garantendo così il rispetto della termo-sensibilità dei materiali.

Questo mulino ha dalla sua caratteristiche tecniche particolarmente apprezzate:

  • estrema rapidità e facilità di pulizia;
  • rotore e setaccio asportabili a mano e camera di frantumazione apribile e ribaltabile.

Inoltre, PULVERISETTE 19 è concepito per l’accoppiamento a rotori con diverse geometrie, in modo da adattare le performance di taglio alle caratteristiche del campione.

Le diverse parti macinanti sono disponibili in differenti materiali (acciaio speciale esente da cromo, carburo di tungsteno) per controllare eventuali problemi di abrasione ed inquinamenti.

Le principali analisi sui materiali destinati alla combustione sono dedicate alla misura dell’energia sprigionata attraverso il potere calorifico superiore, inferiore e la misura degli eventuali inquinanti presenti.

Per questo l’accoppiata Calorimetro-Analizzatore elementare è di largo interesse per l’analisi ambientale.

bIl calorimetro IKA C6000 è uno strumento indispensabile per la determinazione del potere calorifico superiore (PCS) in campioni liquidi e solidi secondo tre modalità:

  • Dinamico
  • Isoperibolico
  • Adiabatico

Tutte le operazioni necessarie ad effettuare una classica analisi calorimetrica come il caricamento/svuotamento dell’acqua nella camera interna e il caricamento/degassificazione della bomba con ossigeno sono completamente automatizzate per ridurre il tempo di analisi e per garantire la massima sicurezza dell’operatore.

È anche possibile determinare in parallelo il contenuto di alogeni, di zolfo e calcolare il potere calorifico inferiore (PCI) del campione accoppiando i valori di idrogeno ottenuti attraverso l’analisi elementare.

cLa linea IKA prevede una serie di soluzioni per migliorare la combustione dei campione più difficili, rendendo le analisi precise e ripetibili. Tutti gli accessori, così come le procedure di misurazione, sono validate secondo le normative standard internazionali DIN 51900, ASTM 4809D, ASTM 1989D, ASTM, 5468D, ASTM 5865D, ASTM 240D, E 711, GOST, ISO 1928 e BSI.

L’analisi elementare attraverso vario MACRO cube C H N S offre una rapida informazione degli elementi inquinanti di un materiale dedicato alla combustione, quali azoto e zolfo.

La quantificazione di idrogeno, insieme all’analisi eseguita con il calorimetro C6000, permette di calcolare il potere calorifico inferiore, ovvero l’energia reale ricavabile dal processo.

Vario MACRO cube può determinare in simultanea il contenuto di carbonio, idrogeno, azoto e zolfo in tutti i tipi di matrici organiche e nella maggior parte di campioni inorganici in forma liquida o solida.

L’analizzatore vario MACRO cube C H N S consente, inoltre, l’indagine su quantità MACRO di campione (fino a 150 mg di carbonio assoluto o 1,5 g di terreno), assicurando risultati riproducibili ed affidabili anche per matrici eterogenee.

  • I tempi di analisi sono particolarmente brevi: per una determinazione CHNS occorrono circa 10 ‑ 12 minuti.
  • Sono disponibili kit opzionali per la determinazione del contenuto di ossigeno e cloro, per la determinazione del carbonio organico totale (TOC) e del carbonio inorganico totale (TIC) in campioni solidi.

dIn alternativa vario TOC cube è il più compatto e versatile analizzatore in grado di determinare il TOC in matrici solide e liquide con un solo strumento dedicato: in pochi minuti si passa dalla configurazione per liquidi a quella per solidi sulla stessa macchina, dotata di autocampionatore per entrambe le modalità di impiego.

Gli analizzatori elementari e TOC trovano un impiego ideale nell’analisi di combustibili fossili, terreni, prodotti agricoli, fertilizzanti e rifiuti ambientali secondo le normative standard di riferimento AOAC 990.03, AOAC 993.13, AOAC 968.06, AOAC 992.15, AOAC 992.23, ASBC, AACC, DIN 10467, EN 61010, DIN/ISO 13878, LUFA, MEBAK, ASTM D5373-93, ASTM D5291-91.

Vi informo che questo articolo è stato realizzato in collaborazione con Emme 3, azienda nata nel 1985 e specializzata nella produzione di strumenti ad alto contenuto tecnologico per i laboratori chimici.

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