Lignina nell’industria chimica
La lignina è un polimero naturale, ma è disponibile in forme modificate come flussi industriali secondari. Le lignine industriali non possono essere utilizzate direttamente per la produzione di biomateriali con specifiche di prodotto accettabili. Pertanto, è necessario un pre-trattamento per ridurre il contenuto di zolfo e l’odore e migliorare le proprietà della lignina in modo che possa poi essere utilizzata come riempitivo rinforzante in compositi e plastificanti. Il progetto SmartLi, finanziato dall’UE, ha sviluppato tecnologie per garantire materie prime di lignina di alta qualità per i produttori e gli utenti finali industriali. «Oltre alla fattibilità industriale, i materiali a base di lignina migliorano i processi sostenibili riducendo le emissioni di gas serra in quanto riducono la nostra dipendenza dai materiali a base fossile», spiega la coordinatrice del progetto, Christine Hagström-Näsi. Il progetto rientra nell’impresa comune Bioindustrie (IC Bioindustrie), un partenariato pubblico-privato di 3,7 miliardi di euro tra l’UE e il Consorzio bioindustrie. IC Bioindustrie focalizza la propria attenzione sulla trasformazione di residui e rifiuti biologici in prodotti di uso quotidiano più ecologici attraverso tecnologie innovative, favorendo così la transizione da un’economia basata sui fossili a un’economia biologica sostenibile, generando crescita e posti di lavoro. Nuove tecnologie per il recupero della lignina I partner di SmartLi hanno sviluppato e testato diversi protocolli per la produzione di lignina polimerica con proprietà migliorate e costanti. Utilizzando metodi di frazionamento per separare la lignina, sono stati in grado di recuperare frazioni di lignina con proprietà uguali da diversi materiali di partenza della lignina per poi caratterizzarle. Sono state inoltre testate metodologie di separazione delle membrane e analizzate le frazioni di lignina in termini di resa, composizione e caratteristiche strutturali. Inoltre, i partner hanno utilizzato la nanofiltrazione come approccio non termico per isolare frazioni di lignina. Il progetto ha dimostrato con successo le proprietà antiossidanti della lignina e il suo utilizzo nella produzione di polimeri termoplastici. Si prevede inoltre che la lignina aggiunga valore ai materiali compositi migliorando la loro resistenza alle fiamme. È importante notare che la lignina e le frazioni di lignina sono state valutate per il loro potenziale di sostituire fino al 75% di fenolo nelle resine di formaldeide. Gli scienziati hanno lavorato per comprendere i meccanismi delle reazioni utilizzando tecniche analitiche avanzate e hanno valutato le proprietà delle resine contenenti lignina rispetto alle ricette industriali di riferimento. Bioeconomia della lignina SmartLi si è proposto di sviluppare percorsi di valorizzazione per la lignina proveniente dai sottoprodotti dell’industria della pasta di legno e della carta. La logica era quella di sostenere la bioeconomia e di sostituire le materie prime fossili, portando a una riduzione delle emissioni di gas a effetto serra. Il raggiungimento dell’efficienza delle risorse è uno degli obiettivi centrali della bioeconomia. Per garantire l’efficacia del loro processo di innovazione, i partner hanno svolto studi di valutazione della sostenibilità e del ciclo di vita nonché analisi tecnico-economiche per i prodotti e le tecnologie di nuova concezione basati sulla lignina. «Effettuare una valutazione economica ed ecologica in una fase iniziale della ricerca è fondamentale per lo sviluppo di processi e prodotti sostenibili. Il nostro obiettivo era quello di identificare gli ostacoli e gli incentivi responsabili della penetrazione del mercato», continua la Hagström-Näsi. Complessivamente, SmartLi svilupperà percorsi di valorizzazione per la lignina, immettendo sul mercato nuovi prodotti biologici e sostituendo le risorse non rinnovabili. Le tecnologie innovative ottimizzate durante il progetto hanno il potenziale per essere integrate nell’attuale panorama industriale per la produzione di prodotti a base di biomassa, creando opportunità commerciali e posti di lavoro. «Al tempo stesso, le nostre tecnologie offrono una qualità costante ai prodotti della lignina, agevolando in modo significativo il loro ingresso nei mercati», aggiunge la Hagström-Näsi. I prodotti a base di lignina, che in alcuni casi sono ancora più sicuri rispetto ai prodotti attualmente sul mercato, offrono un’alternativa più ecologica, sostenendo l’impegno globale a costruire un forte settore industriale basato sulle biotecnologie.
Parole chiave
SmartLi, lignina, bioeconomia, industria chimica, polimero