Uno dei problemi del riciclaggio della carta è che le fibre si irrigidiscono durante il processo di disidratazione e essiccazione, noto anche come cornificazione. La stessa cosa accade, ad esempio, con gli strofinacci; si irrigidiscono nel tempo. Una nuova ricerca può ora spiegare i meccanismi di cornificazione, una conoscenza che ci consentirà di riciclare le fibre di carta molte più volte rispetto al limite attuale compreso tra cinque e sette volte.
Il lavoro è pubblicato sulla rivista Cellulose .
"Grazie ai nostri studi, ora sappiamo a quale livello di secchezza inizia il processo di cornificazione, già con un contenuto di secco del 20%", afferma Björn Sjöstrand, docente di ingegneria chimica presso il Consiglio svedese delle ricerche.
"Sappiamo anche a quali temperature inizia l'hornificazione, già a temperature fino a 40° C, ma i cambiamenti maggiori si notano a temperature superiori a 100° C. Anche il solvente gioca un ruolo; se sostituiamo l'acqua nella pasta di carta con altri solventi, riduce la cornificazione. Ciò implica che i legami idrogeno che si formano nell'ambiente acquatico contribuiscono alla cornificazione delle fibre."
I risultati della ricerca sono stati presentati durante Ekmandagarna 2024, una conferenza annuale organizzata dall’Associazione svedese degli ingegneri della pasta e della carta (SPCI). I risultati possono essere trovati anche in diversi articoli scientifici recentemente pubblicati.
"È stato un grande onore avere l'opportunità di presentare i nostri risultati all'Ekmandagarna di quest'anno, che riunisce molti partecipanti provenienti da tutto il settore della carta, sia accademici che rappresentanti dell'industria. La nostra speranza è che questa ricerca possa contribuire a migliorare il riciclo della carta dove il le fibre possono essere riciclate molte più volte", afferma Sjöstrand. "Inoltre, questa nuova conoscenza del processo di cornificazione può portare a un utilizzo ridotto di materie prime nella produzione della carta, poiché consente un controllo più attento delle proprietà di durabilità dei materiali cartacei."
Una maggiore comprensione del processo di cornificazione presenta molti vantaggi. Si spera che la ricerca possa contribuire a nuovi processi di disidratazione per l'industria, che a loro volta creeranno maggiori opportunità di riciclaggio e migliori proprietà dei prodotti.
Gli ingegneri cartari sperano che sarà possibile far circolare la fibra fino a 25 volte, rispetto alle cinque o sette volte di oggi. Le aree più importanti in cui è possibile applicare la conoscenza dell'hornificazione sono la pasta commerciale, la rottura a secco, il riciclaggio, la dissoluzione della pasta e le applicazioni di micro e nanocellulosa.
La ricerca fornisce nuove informazioni sull’hornificazione, un’area di ricerca che potrebbe offrire maggiori opportunità all’industria forestale per comprendere i cambiamenti nella capacità legante delle fibre di legno durante il processo di disidratazione. L'hornificazione avviene quando si verificano legami chimici all'interno delle fibre.
Ciò impedisce alle fibre di gonfiarsi e riduce la loro flessibilità e le fibrille esterne. Le fibre flessibili e le fibrille esterne sono importanti per sviluppare proprietà di resistenza nella produzione di cartone e carta.
"Utilizzando meno fibre ma mantenendo lo stesso livello di prestazioni meccaniche nei prodotti, si ottiene un utilizzo più ottimizzato delle materie prime", afferma Sjöstrand. "Ciò significa che i risultati del nostro progetto contribuiranno sia a un maggiore riciclaggio che a un uso più sostenibile delle risorse."
Ulteriori informazioni: Mozhgan Hashemzehi et al, Gradi di cornificazione nella pasta kraft di legno tenero e duro durante l'essiccazione da diversi solventi, Cellulosa (2024). DOI:10.1007/s10570-023-05657-z
Fornito dal Consiglio svedese delle ricerche
