La «fibra» offre vantaggi non solo al tratto gastrointestinale
La cellulosa abbonda nelle piante legnose e negli alberi ed è una componente principale del cotone, uno dei principali prodotti dell’industria tessile. Tuttavia, la coltivazione del cotone consuma molta acqua e pesticidi, e i terreni agricoli aggiuntivi per la coltivazione sono scarsi. Le fibre cellulosiche «rigenerate», prodotte sciogliendo e filando fibre naturali in «nuove», sono il secondo gruppo di fibre cellulosiche dopo il cotone. Comunemente chiamate fibre cellulosiche artificiali (man made cellulosic fibres, o MMCF, inclusa la viscosa), sono prodotte da fibre cellulosiche di pasta di legno o tessuti riciclati. Attualmente la trasformazione coinvolge alcali caustici e disolfuro di carbonio (CS2), creando gravi rischi alla salute. Il progetto NeoCel, che ha ricevuto finanziamenti dall’Impresa comune Bioindustrie, un partenariato pubblico-privato tra l’UE e l’industria, ha fornito una soluzione sostenibile e rispettosa dell’ambiente.
Un aiuto alla «digestione» di cellulosa
Il responsabile di progetto di RISE, Mattias Wennerstål, spiega i progressi di NeoCel: «NeoCel è una nuova tecnologia per la produzione di MMCF. L’attivazione e la dissoluzione di alcali freddi convenzionali deve far fronte a delle sfide e migliorare la reattività della pasta è essenziale. Per farlo, accorciamo le catene cellulosiche e aumentiamo la porosità delle fibre per aumentare l’accessibilità per i solventi». Ciò facilita la dissoluzione a temperature più moderate, riducendo così il consumo di energia. Inoltre, il processo NeoCel libera la cellulosa più delicatamente e in modo più rispettoso dell’ambiente senza l’uso di CS2. Infine, riutilizza anche i principali prodotti chimici utilizzati per la dissoluzione e la filatura delle fibre, un’innovazione che genera un interesse significativo più in generale per gli impianti di viscosa esistenti e all’interno dell’industria della pasta di legno. La sofisticata modellizzazione dei processi e una serie di strumenti analitici hanno rafforzato la comprensione di base delle fibre cellulosiche a livello molecolare per stabilire correlazioni tra i parametri di processo e le proprietà delle fibre. Wennerstål ci spiega: «Le simulazioni dei processi modellati non solo sono utili per il processo NeoCel, ma sono facilmente adattabili ad altre applicazioni di lavorazione della cellulosa e, quindi, rilevanti per una varietà di soggetti interessati all’industria dei processi di pasta, carta e fibre tessili».
Metodi più ecologici con un’applicabilità di vasta portata
Il processo NeoCel supporta un’economia basata sul biologico, consente un controllo di processo senza precedenti e gestisce svariate fonti di pasta. Inoltre, la lavorazione continua dei lotti (rispetto a quella convenzionale) si traduce in un’elevata produttività per la produzione su larga scala, una svolta nel campo. Le fibre prodotte in laboratorio erano di qualità paragonabile o superiore rispetto alla viscosa. Esperimenti e simulazioni su scala pilota hanno dimostrato che la produzione europea è economicamente redditizia se il processo è integrato con un mulino per pasta di legno esistente. Infine, un’analisi del ciclo di vita (LCA) ha dimostrato che il concetto NeoCel può raggiungere un impatto ambientale inferiore al 15-50 % rispetto alla produzione di viscosa commerciale. Wennerstål dichiara: «Non ci ha sorpreso rilevare che i fattori ambientali associati all’uso di CS2 sono stati migliorati, ma non ci aspettavamo di vedere molti altri marcatori ambientali migliorati in misura così ampia, come dimostra l’LCA». NeoCel ha sviluppato con successo un processo scalabile e continuo per la produzione di MMCF di alta qualità e ha dimostrato i vantaggi economici e tecnologici di investire in tale processo. «La cosa più importante è che la tecnologia NeoCel ha significativi vantaggi ambientali», conclude Wennerstål. Spin-off si stanno ora preparando ad utilizzare la metodologia da pasta in fibra in applicazioni igieniche e mediche, come la produzione di compresse o bendaggi, e il processo da pasta a dissoluzione per formare tutti i materiali compositi di cellulosa. NeoCel dovrebbe avere un ampio impatto sul miglioramento dell’ecologia dei prodotti, da magliette e bendaggi ai compositi rinforzati con fibre naturali per numerosi campi.
Parole chiave
NeoCel, fibra, pasta di legno, cellulosa, viscosa, dissoluzione, CS2, MMCF, cartiera, fibre cellulosiche artificiali
