Ottimizzazione di un processo produttivo industriale di depigmentazione dei capelli naturali: analisi e proposte innovative

Abstract

Il lavoro di ricerca svolto può essere sommariamente suddiviso in tre parti: 1) audit energetico; 2) analisi termo-energetica tramite modellazione statica e dinamica del processo produttivo e/o parte di esso. Contestualmente all’analisi è stato fatto un approfondimento sul processo produttivo e sui materiali coinvolti per capire le criticità dello stesso; 3) proposte d’intervento le quali possono anche essere volte ad ottimizzare il ciclo di produzione. Dopo l’audit energetico ci si è resi conto che la fase più critica fosse il reparto della decolorazione e qui si è incentrata l’analisi termo-energetica. Lo studio è stato fatto, sulla vasca di decolorazione, con il Comsol Multiphiscs, prima analizzando il caso bidimensionale stazionario e poi quello transitorio. Avvalendosi di un sistema di filtraggio dinamico delle acque, in fase di processo, migliora significativamente il “lavaggio” dei capelli riducendo consistentemente i consumi idrici e quindi anche energetici. Infine tutto lo studio chimico sul processo di decolorazione. Il kit in provetta su campioni piccolissimi di capelli, consente di determinare preliminarmente quali campioni hanno subito tinture inquinanti e quali no. L’utilizzo di un protettivo che neutralizza il radicale libero in eccesso, che si forma nella reazione di ossidazione con l’H2O2 , interviene preservando la qualità del prodotto finito e quindi stabilizza il processo e riduce gli scarti.

The research work carried out can be summarized in three parts: 1) energy audit; 2) thermalenergetic analysis by static and dynamic modeling of the production process and/or part of it. At the same time, an in-depth study of the production process and the materials involved to understand the criticalities of the same; 3) intervention proposals which can also be used to optimize the production cycle. After the energy audit we realized that the most critical phase was the decolorization department and here was focused the thermo-energetic analysis. The study was done on the bleaching tank with Comsol Multiphiscs, first analyzing the stationary two-dimensional case and then the transitional one. Utilizing a dynamic water filtering system during the process, it significantly improves hair washing by consistently reducing water consumption and therefore also energy. Finally, all the chemical study on the bleaching process. The test kit on tiny hair samples allows you to determine in advance which samples have been contaminated and what is not. The use of a protector that neutralizes the excess free radical formed in the oxidation reaction with H2O2 intervenes while preserving the quality of the finished product and thus stabilizes the process and reduces waste.