Nippon Sanso Holdings Corporation ha annunciato nell’ottobre 2024 un investimento strategico in Polaris, società italiana fondata nel 1996 e specializzata nella progettazione e costruzione di impianti per la separazione, purificazione e produzione di gas (dall’industria chimica alla farmaceutica), di cui detiene oggi una partecipazione di maggioranza. Per Polaris, secondo quanto dichiarato all’epoca dal chief operating officer Mario Masetto, l’operazione ha aperto l’accesso a progetti di scala maggiore nel campo delle tecnologie per la separazione dell’aria, settore nel quale Nippon Sanso vanta una lunga esperienza internazionale.
Dalla collaborazione tra le due aziende è nata una proposta tecnologica che integra la condensazione criogenica ad azoto liquido con una tecnologia di distillazione brevettata, per il trattamento delle emissioni di composti organici volatili e il recupero dei solventi industriali.
Nel trattamento degli sfiati industriali, Polaris rappresenta da anni un punto di riferimento nella condensazione criogenica per l'abbattimento delle emissioni di solventi e il recupero di composti organici volatili. A questa tecnologia l'azienda ha affiancato nel tempo lo sviluppo di una propria tecnologia proprietaria di distillazione, progettata per il recupero e la separazione di miscele solventi complesse, anche nei casi in cui le tecniche di distillazione convenzionali risultano meno efficaci.
La collaborazione con Nippon Sanso nasce dalla complementarità di queste competenze: da un lato il know how consolidato di Polaris nelle tecnologie di condensazione criogenica e recupero solventi, dall'altro l'esperienza internazionale di Nippon Sanso nella produzione, distribuzione e gestione dei gas industriali. Da questa sinergia sono nate delle proposte con l'obiettivo di trasformare il trattamento delle emissioni in un'opportunità di recupero e/o valorizzazione dei solventi industriali. Ne abbiamo parlato con Matteo Compagnoni, sales manager di Polaris per queste applicazioni, e Luca Moseneder, responsabile marketing delle applicazioni di Nippon Sanso.
Qual è il problema che i clienti dell’industria chimica e farmaceutica vi chiedono di risolvere, e in che modo l’integrazione tra condensazione criogenica e distillazione consente di andare oltre il semplice abbattimento delle emissioni?
Compagnoni - Il panorama delle emissioni nei diversi settori industriali è molto variegato, e allo stesso modo lo sono le tecnologie che si possono applicare. Nel farmaceutico si hanno tipicamente sfiati di reattore, sfiati da pompe da vuoto e sfiati di processo molto concentrati, spesso costituiti prevalentemente da azoto, che si adattano bene alla condensazione criogenica, meglio di quanto farebbero con carboni attivi, combustione o biofiltrazione. La condensazione consente di separare i composti organici volatili dalla corrente gassosa, recuperandoli in fase liquida, così da facilitarne lo smaltimento o, quando possibile, il recupero. È qui che entra in gioco la distillazione, che permette di andare oltre il semplice abbattimento e restituire un solvente che può tornare, quando possibile, nel ciclo produttivo.
Come si sviluppa il passaggio dalla condensazione alla distillazione, quali trattamenti subisce il solvente recuperato prima di un eventuale riutilizzo, e quali livelli di purezza riuscite a garantire anche in presenza di miscele complesse?
Compagnoni - Il principio di base consiste nel raffreddare la corrente gassosa mediante un fluido criogenico, in modo da ridurre la pressione di vapore dei composti organici volatili e determinarne la condensazione. Più bassa è la temperatura raggiunta, più elevata è l’efficienza di abbattimento. L’azoto liquido consente di scendere a temperature molto basse, un aspetto importante per solventi volatili come composti alogenati (esempio diclorometano), composti chetonici (esempio acetone) o alcoli, comuni nell’industria farmaceutica. Un ulteriore vantaggio è che l’azoto liquido, dopo aver ceduto frigorie ed essere passato allo stato gassoso, può essere recuperato dal cliente, il che si inserisce nella logica dell’economia circolare, mentre la bassa temperatura di esercizio rende la tecnologia intrinsecamente più sicura, un aspetto rilevante quando si trattano solventi infiammabili. Il condensato recuperato può essere avviato a smaltimento o termodistruzione in forma più concentrata e controllata, oppure sottoposto a distillazione per recuperare i solventi di partenza, un’operazione che può avvenire internamente ma spesso viene affidata a terzi. Nel farmaceutico, in particolare, il riutilizzo interno del solvente recuperato è sempre soggetto a valutazioni di purezza, e non è raro che le aziende preferiscano affidare la distillazione e la separazione a un fornitore esterno specializzato.
Quali comparti industriali stanno mostrando la crescita più interessante dal punto di vista della domanda, e c’è un caso recente particolarmente rappresentativo del valore della collaborazione?
Moseneder - Il farmaceutico resta il settore di maggiore interesse, ed è quello su cui si concentra lo sviluppo concordato in questa partnership. Un’applicazione in crescita è il raffreddamento dei reattori nella produzione di principi attivi, che permette di lavorare a temperature controllate e molto basse, smaltire rapidamente il calore di reazione e aumentare la produttività. I sistemi di Polaris, come quelli di condensazione, sono progettati su misura per il cliente, e la possibilità di recuperare integralmente l’azoto rende l’impianto a costo operativo quasi nullo, un risparmio insieme economico e ambientale che in un settore ad alto valore aggiunto come il farmaceutico continua a essere apprezzato. Un caso recente riguarda un cliente nel Nord-Ovest d’Italia, a cui abbiamo installato negli ultimi anni un sistema di abbattimento criogenico ormai a regime: è un cliente italiano a proprietà giapponese, coincidenza che ci ha fatto piacere perché abbiamo portato una tecnologia italiana in un’azienda che condivide la nostra stessa origine. Stiamo inoltre iniziando a esplorare altri settori insieme, come la chimica di base, i depositi costieri e il riciclo, quest’ultimo interessato da un aggiornamento recente delle tecniche disponibili di riferimento.
Quando parlate di riciclo, a quali flussi vi riferite in particolare?
Moseneder - Il settore dei rifiuti da apparecchiature elettriche ed elettroniche è tra i più attenzionati di recente, insieme ad altri flussi di rifiuti pericolosi, penso a quelli che contengono PFAS. Lo standard storico di Polaris in questo ambito è la condensazione dei clorofluorocarburi nel riciclo dei frigoriferi, ma ci sono altre opportunità da esplorare, in un settore la cui regolamentazione si sta facendo più stringente.
Quanto incide la complessità delle miscele di partenza sulla progettazione di un impianto? Ci sono famiglie di solventi in cui la tecnologia congiunta esprime le prestazioni migliori, e altre che per loro natura seguono una via più lineare?
Compagnoni - La condensazione è una tecnologia flessibile, nata originariamente per applicazioni come quella farmaceutica, in cui i flussi sono discontinu, sia come portate sia come composizione in termini di solventi. Si va dai solventi classici, tetraidrofurano, acetone, acetonitrile, alla famiglia degli alcoli, fino ai solventi clorurati come il diclorometano e ai composti fluorurati, tra i più critici da trattare con altre tecnologie. Alcuni composti richiedono attenzioni specifiche. È il caso dei composti potenzialmente soggetti a fenomeni di polimerizzazione, penso all’acrilonitrile o al cloruro di vinile, per cui va configurato con cura lo scambiatore per evitare fenomeni di intasamento. Esistono tecnologie di sbrinamento in grado di gestire la formazione di solidi, ma quando si tratta di polimeri il processo richiede un’attenzione particolare. Discorso simile per i composti che alle temperature di processo possono solidificare o cristallizzare, come il benzene o il cicloesano quando presenti in correnti relativamente concentrate, e per i composti molto volatili, caratterizzati da temperature di ebollizione sotto lo zero, come alcuni idrocarburi leggeri e alcuni composti fluorurati, che richiedono configurazioni specifiche degli scambiatori criogenici. Per quanto riguarda invece la distillazione, la tecnologia è abbastanza flessibile, e la scelta di come distillare dipende soprattutto dal tipo di solvente di partenza e dal livello di purezza richiesto.
Al di là del trattamento delle emissioni, quali fattori spingono un’azienda a investire in questo tipo di impianti? Pesa di più il quadro normativo o il ritorno economico legato al recupero di materia?
Moseneder - È una combinazione dei due fattori, a cui si aggiunge il risparmio economico legato al riutilizzo dell’azoto, che è spesso l’elemento decisivo. La conformità alle normative sulle emissioni pesa, e può variare nel tempo o in base a come si sviluppa uno stabilimento chimico farmaceutico, con ampliamenti, nuove ricette e nuovi solventi. Ci sono quindi fattori endogeni, legati alla produzione del cliente, e fattori esogeni, legati a prescrizioni normative spesso molto locali, che possono differenziare impianti anche simili tra loro. Quando si arriva a confrontare questa tecnologia con le alternative disponibili, pesa anche il fatto che il processo non genera a sua volta nuove emissioni, un aspetto non scontato, dato che l’applicazione è nata in origine anche per i solventi clorurati, perché bruciarli in torcia produce acido cloridrico e quindi piogge acide. A quel punto, tra zero emissioni e risparmio sui costi operativi legato al riutilizzo dell’azoto, la proposta diventa competitiva.
Compagnoni - La condensazione criogenica va comunque combinata con altre tecnologie in alcuni casi, per esempio con correnti contenenti composti fortemente acidi/corrosivi o con comportamenti termodinamici molto specifici come nel caso di anidride carbonica, che vanno gestiti opportunamente anche all’interno del condensatore.
Un’ultima precisazione: nel corso della conversazione avete fatto riferimento alle BAT per due settori. Di cosa si tratta, per esteso, e qual è il legame con la vostra tecnologia?
Compagnoni - Le BAT, le migliori tecniche disponibili previste dalla direttiva europea sulle emissioni industriali, citano la condensazione criogenica per il settore farmaceutico, e il riferimento vale probabilmente anche per altri comparti, anche se sono documenti in continua evoluzione. Un punto da sottolineare è che spesso non basta una singola tecnologia. Se le emissioni sono fortemente acide, con un quantitativo importante di solvente, conviene combinare un abbattimento a umido o a secco specifico per gli acidi con la condensazione criogenica. Se servono invece efficienze di abbattimento molto elevate, come richiesto in alcune aree europee, si può usare la condensazione criogenica per il grosso del carico e una sezione di assorbimento a valle per le ultime tracce. Anche per questa soluzione Polaris ha un brevetto specifico, e la combinazione va sempre calibrata con attenzione.
Moseneder - Aggiungo che nelle ultime trattative seguite si è affacciato anche il tema dell’integrazione dei segnali richiesta dagli incentivi legati alla transizione digitale dell’industria, che in alcuni casi ha permesso di far rientrare questo tipo di impianti nel credito d’imposta previsto per l’aggiornamento tecnologico degli stabilimenti, un argomento che ha facilitato la decisione di investire per alcuni clienti.
Questo contenuto è realizzato grazie al supporto degli sponsor
In copertina: immagine Envato