La produzione della carta è un processo complesso, articolato in diverse fasi, ognuna con le proprie peculiarità. Per gestire le criticità, è importante che i componenti industriali siano scelti con cura, a partire dalle pompe.


Processo di produzione della carta

L’industria cartaria occupa una posizione importante nel panorama italiano: nel 2014 la produzione di carta ha superato i 8,6 milioni di tonnellate con un fatturato di circa 6,75 miliardi di euro.
La carta è formata da un sottile strato di fibre di cellulosa, sovrapposte e pressate, che si ricavano dal legno. Principalmente composto da acqua (50%), possiede anche una frazione solida costituita da cellulosa (45%), emicellulosa (25%), lignina (25%) e altri materiali (5%).

Produzione della carta

La Figura 1 schematizza il processo di fabbricazione della carta che si può dividere in sei fasi:

  1. Il legno viene scortecciato e ridotto in piccoli pezzi, detti chip.
  2. Aggiungendo acqua, grazie a processi meccanici o chimici, la lignina viene sfibrata (fase di pulping) producendo così una polpa di fibre di cellulosa.
  3. Le fibre sono sottoposte a vagliatura e pulitura e, infine, mischiate con acqua.
  4. L’impasto così ottenuto viene mandato su una rete metallica la quale, con rapidi movimenti di tipo vibrazionale, lascia cadere l’acqua attraverso la rete, mentre le fibre tendono a legarsi tra loro.
  5. Il materiale ottenuto viene pressato così da eliminare ulteriori residui di acqua e in modo tale da renderlo liscio.
  6. La carta viene essiccata, rimuovendo tutta l’acqua che non è stato possibile eliminare tramite azione meccanica, e pressata in rulli di diametro via via inferiore che le conferiscono la forma di fogli.

La polpa di cellulosa che si ottiene al termine del processo di pulping può essere prodotta sia a partire da fibre vergini sia dalla carta da macero. In Europa più del 50% delle fibre usate nella produzione della carta provengono da carta riciclata.

A seconda della qualità del materiale riciclato e dei requisiti che il prodotto finale dovrà soddisfare, le fibre devono essere pulite da eventuali contaminanti e talvolta anche dall’inchiostro.

Le fibre da carta riciclata vanno sempre utilizzate insieme a quelle provenienti da legno vergine, poiché sono queste ultime ad assicurare resistenza alla carta che viene prodotta.

Inoltre, le fibre possono essere riutilizzate un numero limitato di volte, essendo soggette a downcycling, fenomeno che comporta l’indebolimento e la frammentazione delle fibre a seguito dell’uso ripetuto all’interno del ciclo produttivo.

Classificazione dei rifiuti e loro riutilizzo

Come tutti gli impianti industriali anche le cartiere producono rifiuti che possono essere ricondotti principalmente a tre categorie: i fanghi generati dal processo di depurazione delle acque, sia di tipo fisico-chimico che biologico, i residui dal processo di riciclo della carta da macero, detti anche fanghi di cartiera, e, infine, altri materiali di scarto di vario tipo.

I fanghi di cartiera sono costituiti principalmente dagli scarti di pulper, composti dalle fibre della carta e del cartone che non possono essere più riciclate e dalle impurità più grossolane; nei fanghi di cartiera possono essere presenti anche i fanghi derivanti dalla fase di sbiancamento.

I fanghi derivanti dalla depurazione delle acque reflue di cartiera sono, invece, composti dalle fibre di lignina e dall’acqua utilizzata durante varie fasi del processo in ingenti quantità e sono caratterizzati da un contenuto in sostanze organiche di circa il 20% del peso secco (con un potere calorico di circa 2000 kcal/kg); la componente inorganica è composta principalmente da SiO2, Al2O3 e, in alcuni casi, MgO e CaO.

I fanghi di cartiera hanno caratteristiche tali da renderli idonei per essere riutilizzati per diverse applicazioni come nell’industria dei laterizi e nei cementifici, per opere di ripristino ambientale e copertura di discariche o cave, nei conglomerati edilizi, nei rilevati e nei sottofondi stradali. Inoltre la matrice organica e il contenuto estremamente basso di componenti metalliche rendono questo tipo di rifiuti adatti alla termovalorizzazione. Un esempio è riportato in Figura 4 dove si vede come sia possibile estrarre energia dai fanghi di cartiera.

Pompe per la movimentazione dei fanghi

Data l’alta viscosità dei fanghi in questione per la movimentazione è consigliato l’uso di pompe adatte a lavorare in condizioni gravose come ad esempio le pompe X-Class. Queste pompe sono caratterizzate da un’elevatissima resistenza anche nel funzionamento con fluidi molto viscosi e con particelle solide in sospensione. La X-Class è stata testata sul pompaggio di una sospensione con un contenuto di solidi pari a 400 g/l. Dopo 15 mesi di funzionamento ininterrotto, 24 ore su 24, 7 giorni su 7, nonostante le condizioni estreme, la X-Class presentava soltanto lievi segni di usura sul corpo della pompa o sulla tenuta scorrevole, e quasi nessuna traccia di usura sulla girante.

FONTI:
Tesi: “La bonifica della cava “Ghiaie di Mezzo” a Noceto – Simone CORNA-
Cartiera Lucchese Group, Rapporto ambientale 2007