Pietra miliare nel riciclo dei pannolini: la degradazione della cellulosa nei materiali compositi è riuscita
Sfondamento con l'aiuto degli enzimi
Carta, vetro, plastica, persino cemento: molti materiali sono ormai riciclati. Per i pannolini, invece, questo è ancora quasi impossibile. In tutto il mondo, meno dell'uno per cento di tutti i pannolini viene riciclato, nonostante i pannolini costituiscano circa il dieci per cento dei rifiuti domestici (nelle case di cura, questa cifra può arrivare al 70 per cento). La sfida consiste nel separare la cellulosa dei pannolini dal materiale superassorbente che assorbe i liquidi. Un gruppo di ricercatori guidati dalla dott.ssa Anne Zeck, capogruppo presso l'Istituto di Scienze Naturali e Mediche NMI di Reutlingen, ha ora raggiunto una svolta con l'aiuto di enzimi nell'ambito del progetto Encycling di Invest BW.
A sinistra, la massa di pannolini, estremamente viscosa dopo l'aggiunta del liquido. A destra, la demiscelazione dopo l'aggiunta di cloruro di calcio; dopo che il liquido è stato versato, gli enzimi (nel piccolo barattolo) possono scomporre la cellulosa.
NMI
Miscela di cellulosa e superassorbente
I pannolini sono un cosiddetto materiale composito. Al loro interno si trova una miscela di cellulosa, che in questo caso è simile al cotone assorbente ed è necessaria per un'esperienza di utilizzo il più confortevole possibile, e il cosiddetto superassorbente, che consiste nel sale di sodio dell'acido poliacrilico ed è in grado di assorbire molte volte il proprio peso in liquidi. Entrambi i materiali sono facilmente riciclabili da soli. Nel caso dei pannolini, tuttavia, devono essere prima separati. Si tratta di un'operazione complicata e purtroppo non possibile per tutti i produttori.
Una massa estremamente viscosa
"Quando si aggiunge un liquido a questa miscela di cellulosa e materiale superassorbente, il risultato è una massa simile a un gel. Questo rende impossibile mescolare correttamente la massa e trattarla con gli enzimi", spiega la responsabile del progetto Anne Zeck. Aggiungendo cloruro di calcio, il superassorbente rilascia nuovamente il liquido legato. La massa di pannolini triturati può ora essere mescolata accuratamente.
La degradazione della cellulosa non è una novità, ma è nei pannolini
Il passo successivo è stato la ricerca di enzimi in grado di degradare la cellulosa. "Due criteri sono particolarmente importanti in questa ricerca: tra una vasta gamma di enzimi, dovevamo trovare quelli che fossero in grado di convertire in modo affidabile la cellulosa in molecole di zucchero solubili nell'ambiente molto specifico del pannolino. Allo stesso tempo, però, questi enzimi non dovevano essere troppo costosi, in modo che la tecnologia avesse una possibilità realistica di successo sul mercato", spiega Anne Zeck, descrivendo le sfide. L'azienda Candidum ha fornito il suo supporto in questa ricerca.
0,7 grammi di enzimi abbattono 800 grammi di cellulosa
Il team di Anne Zeck ha aggiunto un totale di 0,7 grammi degli enzimi selezionati a 5,8 chilogrammi di materiale di pannolini, precedentemente sminuzzati e messi a bagno in acqua, perché i pannolini finiscono nella spazzatura in uno stato usato, cioè umido. Hanno agitato questa miscela per diversi giorni a 50 gradi Celsius. Durante questo periodo, gli enzimi hanno scomposto 800 grammi di cellulosa e ne hanno ricavato zucchero, che è stato rimosso con la fase acquosa. Sono rimasti cinque chilogrammi di materiale per pannolini sminuzzato, che contiene principalmente superassorbenti.
Una pietra miliare, che sarà seguita da altre
Nella fase successiva, ARCUS Greencycling testerà su scala di impianto pilota (cioè più grande di un esperimento di laboratorio, ma più piccolo di un processo di produzione industriale) se il materiale composito a basso contenuto di cellulosa può essere riciclato chimicamente in modo significativamente migliore. In parole povere, si tratta di stabilire se la cosiddetta pirolisi (cioè la scissione del materiale composito nelle sue materie prime originali) e quindi il ritorno delle materie prime nel ciclo sia più efficace. In futuro si dovranno studiare modi per utilizzare il liquido contenente zucchero come materiale. Anche il consumo di acqua deve essere ottimizzato. Solo allora il riciclaggio avrà veramente successo e senso sia ecologico che economico. Tuttavia, il successo dell'uso degli enzimi in un ambiente difficile è una pietra miliare sulla strada da percorrere.
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