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Sulphur-free production method for non-food biopolymers (dissolving pulp, hemicellulose and lignin)

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Una tecnologia rivoluzionaria crea nuove materie prime per i beni di consumo

I biopolimeri hanno una vasta gamma di applicazioni industriali, dai prodotti tessili a quelli cosmetici. Lo zolfo è un componente chiave negli attuali processi di fabbricazione della pasta per carta, ma un approccio innovativo si avvale dell’estrazione di acqua calda pressurizzata e rende questi processi più puliti ed efficienti.

Tecnologie industriali

Sino ad oggi, l’industria della pasta per carta ha fatto affidamento sul cosiddetto processo kraft. Questo metodo, brevettato nel 1884, è inefficiente in quanto consente esclusivamente l’estrazione della cellulosa, che costituisce solo il 40-50 % della materia prima, e dipende dallo zolfo. Oltre a ciò, il processo kraft è anche inquinante e caro, poiché richiede post-trattamenti costosi, soprattutto se la pasta per carta viene raffinata in fibre tessili. Il progetto CHBTECH, sostenuto dall’UE, ha sviluppato un processo basato sull’estrazione di acqua calda pressurizzata che ricorre a una quantità molto contenuta di sostanze chimiche. «Di conseguenza, produciamo tre biopolimeri di elevata qualità in una forma intatta e originaria. Il metodo che abbiamo sviluppato è anche molto più flessibile: oltre al legno, infatti, può impiegare come materie prime flussi di rifiuti di provenienza agricola e industriale», spiega Mari Taipale, direttrice operativa di CH-Bioforce, l’azienda alla base del progetto.

Giunge l’ora di aggiornare un processo secolare

In confronto all’efficienza dei materiali offerta dal processo kraft, inferiore al 50 %, quella fornita dalla tecnologia sviluppata con il sostegno del progetto CHBTECH, finanziato dall’UE, supera il 90 %. Laddove il processo kraft perde metà della materia prima, generando rifiuti, la tecnologia realizzata con l’aiuto del progetto sostenuto dall’UE è in grado di trasformarne il 90 %. Ciò implica che il processo risulta più efficiente in termini di costi non solo in relazione alla resa, ma anche per quanto concerne le materie prime, in quanto l’estrazione di acqua calda pressurizzata può essere applicata a svariate tipologie di tali sostanze, come ad esempio la paglia e i materiali di scarto originati dai processi industriali. «La nostra tecnologia ci avvicina all’avvento dell’economia circolare», dichiara Taipale. «Possiamo prendere alcuni rifiuti industriali e convertirli in cellulosa, consentendo un futuro impiego nell’industria tessile.» Raggiungere questo vantaggio a livello di efficienza, in termini sia di investimento che di impatto ambientale, non comporta spese aggiuntive: lo sviluppo di CH-Bioforce è meno costoso. «Non solo questo processo non prevede l’impiego dello zolfo, ma permette di limitare l’utilizzo complessivo di sostanze chimiche. La circolazione idrica è a ciclo chiuso, per cui la necessità di acqua dolce è bassa e gli agenti inquinanti non vengono rilasciati nell’ambiente. Dato che l’efficienza dei materiali è superiore al 90 %, la quantità di rifiuti sottoprodotti è trascurabile», aggiunge Taipale. Anche la produzione di CO2 è notevolmente inferiore: «Alcune ricerche recenti hanno indicato che le emissioni di CO2 generate dal processo di CH-Bioforce equivalgono solamente a 0,0176 tonnellate metriche di anidride carbonica per tonnellata essiccata all’aria, ovvero meno dell’1 % in confronto all’attuale processo kraft convenzionale.»

Impianti e capacità flessibili per garantire efficienza con qualsiasi dimensione

L’altro vantaggio principale offerto dal nuovo sistema è la grande varietà di dimensioni ammissibili per gli impianti, che permette anche alle imprese relativamente piccole di sfruttare la tecnologia. Grazie al minor costo di investimento iniziale, all’elevata efficienza dei materiali e ai prodotti finali di qualità più elevata, l’azienda ha creato una tecnologia altamente scalabile. «Invece di concentrarci su investimenti sulla scala dei miliardi, come nell’industria tradizionale della pasta per carta, possiamo ora fornire una tecnologia che consente a un segmento di clienti interamente nuovo di investire nella nostra tecnologia rivoluzionaria. Ciò significa che il processo di macerazione può svolgersi più vicino sia alle materie prime sia agli utenti finali, riducendo così anche le emissioni e i costi legati al trasporto.»

Ampliare il sistema per dimostrare il potenziale

Il team ha deciso di costruire autonomamente il primo impianto di produzione allo scopo di dimostrare il concetto ai partner industriali del progetto, permettendo agli attori industriali di effettuare, per tutta la durata di CHBTECH, una valutazione dei biopolimeri di CH-Bioforce nei prodotti tessili e in quelli cosmetici. «I risultati sono stati molto promettenti e abbiamo ricevuto lettere d’intenti da società interessate all’acquisto dei nostri biopolimeri, una volta disponibili. Se solo alcune di queste dichiarazioni portassero alla firma di un contratto, avremmo già venduto l’intera capacità del primo impianto», afferma Taipale. Qualunque cosa riservi il futuro, Taipale è soddisfatta dell’evoluzione realizzata dal progetto. «La nostra più grande conquista è stata l’aver aumentato la consapevolezza del mercato e la domanda per i nostri prodotti. Abbiamo ampliato la nostra tecnologia ed effettuato con successo diverse sperimentazioni di verifica concettuale, con una grande varietà di materie prime.»

Parole chiave

CHBTECH, senza zolfo, macerazione, cellulosa, estrazione di acqua calda pressurizzata, economia circolare, processo kraft, CH-Bioforce, tessuti, cosmetici

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