Trasformare i residui delle cartiere e gli zuccheri delle bioraffinerie in prodotti ad alto valore aggiunto
Le cartiere odierne cercano di valorizzare tutti i componenti di cui sono composte le materie prime che utilizzano, una strategia che aumenta la redditività e riduce l’impatto ambientale. Tuttavia, tale obiettivo è spesso ostacolato dai bassi livelli di maturità tecnologica e dalla concorrenza posta dai combustibili fossili più economici. Le fabbriche di pasta per carta generano sottoprodotti ricchi di emicellulosa, attualmente caratterizzati da uno scarso valore commerciale a causa delle complessità insite nei processi di isolamento e purificazione dei carboidrati di tale polimero. Tuttavia, l’elevato contenuto di emicellulosa nel legno rappresenta una risorsa non sfruttata per la creazione di prodotti preziosi e la generazione di entrate significative a vantaggio delle bioraffinerie. Il progetto VEHICLE, finanziato dall’UE, ha illustrato metodi innovativi per utilizzare efficacemente questi sottoprodotti ricchi di emicellulosa. «Abbiamo dimostrato nuove tecnologie per ottimizzare e incrementare l’attuale basso valore di cui sono dotati i flussi di zucchero», osserva il coordinatore del progetto, Ed de Jong. «Il principale obiettivo di VEHICLE era quello di sfruttare i prodotti chimici di origine vegetale derivati da materie prime rinnovabili, come la biomassa lignocellulosica proveniente dalle cartiere e le materie prime non alimentari di cui si avvalgono le bioraffinerie.»
Elementi costitutivi, materiali e prodotti di consumo di nuova concezione
I partner del progetto hanno istituito nuove catene del valore in varie parti d’Europa allo scopo di fornire queste sostanze chimiche di origine vegetale per varie applicazioni industriali e diversi prodotti di consumo, tra cui materiali da imballaggio, prodotti in pasta di legno e carta e articoli a base di bioplastiche. L’obiettivo previsto dal progetto era aumentare il potenziale commerciale delle bioraffinerie europee esistenti e future e di altre aziende attive nel campo della bioeconomia mediante la creazione di benefici economici e nuovi posti di lavoro all’interno delle loro catene del valore. «Abbiamo dimostrato la valorizzazione dei flussi di zucchero a basso valore utilizzando sei dimostratori per ogni fase delle catene del valore delle bioraffinerie, che hanno abbracciato ogni attore in tal ambito: dall’azienda chimica al produttore di polimeri, passando per il trasformatore e fino al proprietario del marchio.» Secondo de Jong, i sei nuovi elementi costitutivi a base biologica sono i seguenti: glicole monoetilenico (MEG), glicole monopropilenico (MPG), dioli, diacidi, glucosone e fruttosio. Inoltre, sono stati prodotti cinque nuovi biomateriali: bioplastiche compostabili, bio-MEG, bio-MPG, biopolimeri non alimentari e poliesteri biodegradabili a base biologica. Le attività dei partner del progetto hanno portato per di più allo sviluppo di sette nuovi bioprodotti di consumo. Tra di essi figurano bio-PET per le bottiglie di plastica, biopoliesteri per le pellicole nei materiali da imballaggio, bioplastiche compostabili destinate al rivestimento della carta per estrusione e ai vassoi termoformati, fluidi antigelo per gli aeromobili e fluidi per il trasferimento di calore destinati alla protezione dei motori e ai pannelli solari.
Consumo idrico, riduzione dei rifiuti e utilizzo di CO2: notevoli miglioramenti
«In termini di utilizzo dell’acqua, i percorsi di conversione dimostrati nell’ambito di VEHICLE sono paragonabili o superiori ai metodi standard, mettendo in evidenza miglioramenti che vanno dal 10% al 90%», afferma de Jong. «La diminuzione della quantità di rifiuti è stata tradotta in realtà valorizzando i flussi collaterali e riducendo al minimo i rifiuti organici generati dalle cartiere che producono più di 15 000 tonnellate all’anno di pasta di legno. Inoltre, la produzione di materiali compostabili e biodegradabili è risultata un ulteriore fattore in grado di mitigare la produzione degli scarti.» Sono state quindi ottenute significative riduzioni delle emissioni di CO2. De Jong aggiunge che i tre percorsi di conversione dimostrati hanno consentito di abbassare la generazione di CO2 secondo una percentuale compresa tra il 40% e il 92% nell’arco dell’intero ciclo di vita rispetto ai parametri di riferimento basati sui bioimpianti e la benzina. Con i piani di sfruttamento e i modelli di business già pronti, i partner del progetto si preparano ora ad ampliare i risultati. Si prevede che ogni percorso di conversione dimostrato disponga di un notevole potenziale di mercato che viene incentivato da solide tendenze di consumo, come l’attuale domanda esistente di bioprodotti. Questa proiezione è ulteriormente supportata dall’evoluzione delle normative e dal sostegno politico in Europa, che incoraggiano la sostituzione dei prodotti a base fossile.
Parole chiave
VEICOLO, cartiera, emicellulosa, bioraffineria, sostanze chimiche, biomassa lignocellulosica
