Sebbene i produttori di cellulosa e carta si considerino da tempo parte di un'industria sostenibile grazie all'uso di fibre vergini e carta riciclata, stanno subendo varie ripercussioni a causa dell'aumento della pressione esercitata dai consumatori e dai governi sulle aziende di tutti i settori per ridurre il loro impatto ambientale. L'iniziativa cinese Blue Sky per ridurre l'inquinamento atmosferico complessivo ha costretto i produttori di carta più piccoli e inefficienti a chiudere i battenti. Nel frattempo, i produttori di carta dell'Europa occidentale stanno definendo le modalità di produzione di beni rinnovabili privi di imballaggi di plastica per ridurre la loro impronta di carbonio. E i produttori nordamericani e latinoamericani si stanno adoperando per rispondere al crescente interesse dei consumatori verso prodotti sostenibili e compostabili.
Di recente le cellulose non legnose, che possono sostituire gli alberi come materia prima per la cellulosa, sono tornate alla ribalta come soluzione per i produttori di carta che vogliono raggiungere gli obiettivi ambientali e di sostenibilità, anche se il vero impatto ambientale del passaggio alle cellulose non legnose è ancora in fase di studio. Solenis fa parte di un consorzio che cerca di rispondere proprio a questa domanda e che sta lavorando per realizzare un'analisi dettagliata del ciclo di vita che metta a confronto la carta prodotta dal legno con quella prodotta da cellulose non legnose. Questo blog fornisce un'analisi della produzione attuale e illustra le previsioni sulla produzione di cellulosa e le considerazioni relative al mercato per quanto riguarda la produzione di carta.
Panoramica del mercato dei materiali non legnosi
Da molti anni le fibre alternative, tra cui bambù, bagassa, canapa, paglia di frumento, lino e canna, costituiscono una fonte di fibre di nicchia. L'interesse per queste fibre è iniziato principalmente in Cina e nella regione Asia-Pacifico, ma oggi le cellulose non legnose sono prodotte in tutte le regioni del mondo.
Nonostante ciò, i dati di Fisher International mostrano che le cellulose non legnose rappresentano solo il 5% della produzione globale di cellulosa, con una modesta crescita nei prossimi quattro anni, stimolata dall'aumento dell'uso di cellulosa di bambù, che sta diventando sempre più comune nella produzione di carta tissue morbida. Si prevede che l'Asia aumenterà la produzione di materiali non legnosi di quasi l'8% all'anno entro il 2025. L'Europa vedrà solo una modesta crescita nella produzione di cellulosa non legnosa, mentre l'America latina non registrerà alcuna crescita. Il maggiore aumento di capacità avverrà in Nord America, dovuto principalmente alla riapertura di una linea di produzione di paglia di frumento presso il Columbia Pulp di Lyons Ferry, Washington.
Una lenta crescita delle cellulose non legnose è prevista anche dalla China Household Paper Producers Association, che ha recentemente illustrato l'uso della cellulosa per tipo di impasto, confrontando le percentuali del 2019 e del 2020 per il consumo complessivo di cellulosa del segmento cartaceo. La percentuale di cellulosa non legnosa utilizzata è diminuita dal 15,5% nel 2019 al 13,6% nel 2020, con una riduzione di circa 200.000 tonnellate. Il mercato stesso sta registrando un eccesso di offerta di circa cinque milioni di tonnellate, che colpisce soprattutto i produttori cinesi più piccoli. È probabile che questi produttori stiano subendo tempi di fermo o stiano operando a un tasso di utilizzo ridotto per la cellulosa non legnosa. Con il divieto imposto dalla Cina all'importazione di determinati flussi di carta da macero che riduce le forniture di carta riciclabile, è possibile che venga utilizzata una percentuale maggiore del consumo di cellulosa non legnosa per gli imballaggi anziché per i prodotti in carta tissue.
Nella regione Asia-Pacifico, i principali produttori di cellulosa non legnosa forniscono impasti principalmente per il settore della carta per usi igienico-sanitari, con oltre il 40% della produzione destinata a questo mercato. Il resto degli impasti non legnosi viene utilizzato per gli imballaggi e le carte grafiche e speciali.
I vantaggi del bambù
Oggi il bambù è di gran lunga la principale fonte di cellulose non legnose. Tra i consumatori, l'interesse per il bambù come fibra alternativa ha ottenuto consensi per diversi motivi:
- Per i clienti, i prodotti realizzati con piante che non siano alberi rappresentano un'opzione più compatibile con l'ambiente rispetto al legno. Questo concetto è stato rafforzato dai rapidi tassi di crescita delle piante con una maggiore resa in cellulosa, come il bambù.
- Il bambù viene raccolto tagliando lo stelo ma lasciando intatta la radice, in modo da ridurre la deforestazione.
- Il bambù cattura più anidride carbonica, rilascia più ossigeno e richiede meno manutenzione rispetto agli alberi.
- Nelle aree in cui le possibilità di silvicoltura sono limitate, il bambù e altri prodotti non legnosi offrono un'opzione praticabile come fonte di fibre.
Per i produttori di cellulosa, il bambù è la fibra non legnosa più facile da trasformare in cellulosa, in quanto consente di utilizzare cippatori convenzionali e condizioni di cottura simili a quelle del legno massiccio, permettendo di utilizzare la fibra nei digestori continui convenzionali.
I produttori di carta che utilizzano il bambù registrano valori di resistenza alla trazione che si collocano a metà strada tra la cellulosa di legno duro e quella di legno dolce, ma il bambù offre risultati di rottura e strappo significativamente più elevati. L'uso del bambù è diventato più comune nella produzione di carta tissue morbida in cui la morfologia delle fibre, in particolare la loro larghezza e grossolanità, contribuisce alla morbidezza.
La tabella seguente illustra le similitudini e le differenze nelle proprietà delle fibre di legno tradizionali e quelle del bambù. I livelli di contaminanti, come ceneri, silice, sostanze estrattive e fini, sono notevolmente più elevati nel bambù e richiedono una gestione adeguata dei programmi di raffinazione meccanica e di trattamento chimico.
BEK: Bleached Eucalyptus Kraft (kraft di eucalipto sbiancata)
NBSK: Northern Bleached Softwood Kraft (kraft di legno dolce settentrionale sbiancata)
Le sfide del bambù
Livelli più elevati di contaminanti e sostanze fini possono causare problemi ai produttori di carta tissue se non vengono apportate modifiche operative. Contaminanti e parti fini renderanno il rivestimento del monolucido più duro e abrasivo, dando luogo a un processo sempre più polveroso. Senza regolare il programma di rivestimento e/o utilizzare un programma di gestione delle sostanze fini per la compensazione, queste condizioni ridurranno la morbidezza dei fogli e la sensazione al tatto, diminuiranno la macchinabilità e aumenteranno le sostituzioni delle racle.
Le cartiere che acquistano bambù sotto forma di cellulosa commerciale dovrebbero avere meno problemi rispetto alle cartiere integrate, poiché l'essiccazione della cellulosa rimuove alcuni contaminanti. Inoltre, è probabile che i produttori di carta tissue debbano adeguare i loro programmi chimici per raggiungere gli obiettivi operativi e di sostenibilità. Gli additivi per il controllo della silice da utilizzare nello stabilimento per la produzione di cellulosa, le tecnologie aggiornate per il rivestimento dei cilindri monolucidi, le soluzioni di controllo dei depositi e i programmi di controllo delle sostanze fini contribuiranno ad aumentare i tempi di attività e a ridurre i difetti. La collaborazione con un fornitore di prodotti chimici che vanta una vasta esperienza nel mercato della carta per usi igienico-sanitari può aiutare i clienti a soddisfare i severi requisiti in termini di qualità e di prestazioni operative utilizzando tecnologie innovative basate sull'IA e prodotti per la crespatura, la resistenza a umido, la resistenza a secco, la morbidezza e la pulizia delle macchine.
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