Il Processo di Produzione della Pasta di Legno: Dalla Natura alla Carta

La pasta di legno rappresenta la materia prima fondamentale per la produzione della carta, un materiale onnipresente nella nostra vita quotidiana. Questo articolo esplora in dettaglio il processo di produzione della pasta di legno, partendo dalla selezione del legno fino alla sua trasformazione in un composto fibroso adatto alla fabbricazione della carta.

Origini e Storia della Produzione della Carta

La storia della produzione della carta è antica e affascinante. I primi produttori di carta furono i cinesi, intorno al 100 a.C., che custodirono gelosamente i segreti della lavorazione per lungo tempo. Solo successivamente, nel XI secolo, gli Arabi introdussero la produzione di carta in Europa. In Italia, la prima cartiera risale al XII secolo, fondata da Polese da Fabriano nei pressi di Bologna. Da allora, le cartiere si diffusero in tutta Europa, evolvendosi fino ai moderni metodi industriali.

Materie Prime: La Scelta del Legno

La produzione della pasta di legno inizia con la selezione del legno. Tradizionalmente, si utilizzano tronchi di legno "tenero", come abete o pioppo, che vengono scortecciati e tagliati. Il legno è composto da molecole complesse e si classifica in due famiglie principali: legni duri (angiosperme) e legni dolci (conifere). I legni duri contengono più cellulosa ed estratti e meno lignina rispetto ai legni dolci, e hanno una luminosità iniziale più elevata. Le fibre di legno dolce sono più lunghe di quelle dei legni duri, conferendo maggiore resistenza alla carta. Occorrono circa 2 tonnellate di legna per produrre una tonnellata di pasta di legno.

Dopo la ricezione negli stabilimenti, la legna viene convogliata in un "tamburo" scortecciatore, alimentato spesso dal vapore prodotto dalla combustione delle cortecce stesse. La corteccia, ricca di lignina, cere e altre sostanze non utili, viene scartata.

I Diversi Metodi di Produzione della Pasta di Legno

Esistono principalmente due metodi per ottenere la pasta di legno: meccanico e chimico.

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Processo Meccanico

Nel processo meccanico, i tronchi vengono sfibrati tramite una mola cilindrica (pulper o spappolatore) che ruota ad alta velocità in un ambiente acquoso. Questo processo produce fibre in sospensione acquosa al 4% circa. Le paste meccaniche sono ad alta resa, con circa 95 kg di pasta ottenuti da 100 kg di legno.

Esistono varianti del processo meccanico:

• Pasta meccanica (RMP): Utilizza trucioli di legno alimentati tra due dischi metallici in una raffineria.
• Pasta termomeccanica (TMP): I trucioli di legno vengono trattati a temperature inferiori a 100°C per ammorbidire parzialmente la lignina.
• Pasta chimico-termomeccanica (CTMP): I trucioli vengono trattati chimicamente prima del riscaldamento e della defibrazione meccanica per migliorare le proprietà fisiche della pasta.

Le paste meccaniche mantengono una percentuale elevata (80-95%) dei componenti originali del legno.

Processo Chimico

Nel processo chimico, il legno viene ridotto in piccole schegge (chip) e bollito in autoclavi con una soluzione liquida chiamata liscivio. Questo isola la cellulosa grezza grazie alla temperatura e alla pressione elevata. La cellulosa viene poi filtrata per rimuovere le impurità. La polpa chimica mira a rimuovere la lignina e gli estratti, risultando in una resa inferiore (40-55%) ma con fibre più lunghe e flessibili.

Il processo chimico più importante è il processo Kraft, dove i trucioli di legno vengono "cotti" in una soluzione alcalina per diverse ore. Le sostanze chimiche attaccano la lignina, spezzandola in segmenti più piccoli che vengono sciolti e rimossi. Il processo Kraft ha un sistema di recupero che cattura e riutilizza i prodotti chimici, minimizzando costi e impatto ambientale. La pasta Kraft non sbiancata è di colore marrone scuro e richiede sbiancamento per alcune applicazioni.

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Altri Processi Chimici

• Pasta di solfito: Introdotta nel 1867, è più facile da candeggiare rispetto alla pasta Kraft ma meno diffusa.
• Pasta semi-chimica: I trucioli vengono cotti e poi macinati meccanicamente, risultando in fibre più rigide e una resa maggiore.

Fasi Successive alla Produzione della Pasta di Legno

Una volta ottenuta la pasta di legno, essa subisce ulteriori processi:

1. Sbiancamento (o Imbianchimento): La pasta grezza ha un colore scuro dovuto alla lignina e viene sbiancata con trattamenti chimici. Lo sbiancamento può avvenire secondo diverse tecniche, in base alla resistenza meccanica desiderata.
2. Raffinazione: Le paste meccaniche subiscono un'ulteriore lavorazione meccanica chiamata raffinazione.
3. Formazione del Foglio: L'impasto passa in una cassa di flusso dove si forma il foglio.
4. Trattamenti Superficiali: La carta grezza viene trattata in superficie con additivi per conferirle le caratteristiche desiderate, come agenti patinanti per la scrittura o la stampa, o per una finitura più liscia.
5. Essiccazione: I fogli vengono essiccati attraverso calandre riscaldate che hanno anche una funzione lisciante.
6. Arrotolamento: La carta è pronta per essere arrotolata su un'anima di supporto.

Tipi di Pasta di Legno Kraft

Esistono diversi sottogradi di pasta di carta Kraft:

• NBSK (Northern Bleached Softwood Kraft): Prodotta da alberi di conifere del Canada, dei paesi nordici e della Russia. Ha fibre lunghe e conferisce struttura alla carta.
• SBSK (Southern Bleached Softwood Kraft): Prodotta da alberi di conifere del sud degli Stati Uniti.
• NBHK (Northern Bleached Hardwood Kraft): Prodotta da alberi di latifoglie del Canada e delle aree forestali settentrionali degli Stati Uniti.
• SBHK (Southern Bleached Hardwood Kraft): Simile alla NBHK, prodotta da legno duro coltivato negli Stati Uniti.
• Pasta di eucalipto: Segmento più grande di pasta di mercato per tonnellaggio, proveniente da alberi di eucalipto in Europa, Asia e America Latina.
• Legno tropicale: Prodotta principalmente da piantagioni di acacia nel sud-est asiatico.

Pasta di Legno da Fibre Riciclate

La produzione di carta può anche utilizzare fibre riciclate. Questo processo inizia con la trasformazione della carta da macero in polpa riciclata. Successivamente, avviene la rimozione dell'inchiostro, eliminando l'inchiostro da stampa e le impurità dalla polpa. La disinchiostrazione comporta una perdita del 10-40% della polpa riciclata a causa del danneggiamento delle fibre. Si stima che una singola fibra arborea possa sopportare da 3 a 7 cicli di riciclaggio.

Altri Tipi di Pasta di Legno

• Polpa mercerizzata: Polpa decolorata trattata con alcali diluiti a caldo per ottenere una massa extra elevata e un'elevata porosità.
• Pasta di legno di dissoluzione (DWP): Pasta di cellulosa purificata adatta per la successiva conversione chimica in vari prodotti.
• Polpa di lanugine (Fluff Pulp): Polpa chimica ottenuta da legni dolci di fibre lunghe, utilizzata in prodotti assorbenti come pannolini e prodotti per l'igiene femminile.

Classificazione e Rischi della Pasta di Legno

Secondo il regolamento (CE) N. 1272/2008 [CLP], la pasta di legno può essere classificata come:

• Solido infiammabile, categoria 2 (H228)
• Tossicità per la riproduzione, categoria 2 (H361d)
• Tossicità specifica per organi bersaglio - esposizione ripetuta, categoria 2 (H373)
• Irritazione oculare, categoria 2 (H319)
• Irritazione cutanea, categoria 2 (H315)
• Tossicità specifica per organi bersaglio - esposizione singola, categoria 3 (H336)

È quindi importante seguire le indicazioni di pericolo e i consigli di prudenza, come tenere lontano da fonti di calore, indossare protezioni adeguate e evitare di respirare la polvere.

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