Processo al solfito: differenze tra le versioni

Versione delle 11:23, 3 giu 2024

Versione delle 12:14, 3 giu 2024

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Gli [[anello aromatico|anelli aromatici]] reattivi sono solo quelli aventi gruppi [[Fenoli|fenolici]].

Occorre osservare che sia nel processo al solfito sia nel processo Kraft si può avere diminuzione del grado di reticolazione, e quindi del peso molecolare, della [[lignina]] per idrolisi dei legami [[eteri|eterei]] in β, oltre che in α. Tuttavia, nel processo al solfito a pH neutro, la rottura del legame C-O-Ar al carbonio in β avviene solo se Ar ha un gruppo [[fenolo|fenolico]]. <br/>

Le paste ottenute nel processo al solfito a pH neutro hanno un residuo di lignina insolubile elevato, in quanto i legami eterei idrolizzabili a pH neutri sono minori. <ref name="webthesisbibliopolito">{{cita web|titolo=Depolimerizzazione riduttiva della lignina:

studio dell’effetto del MoOx/Al2O3 sul

processo|url=https://webthesis.biblio.polito.it/17306/1/tesi.pdf|data=3 marzo 2021}}</ref>

===Processo al bisolfito acido (pH = 1.2-1.8)===

Si svolge in presenza di eccesso di H₂SO₃ o SO₂ libera e di ioni HSO₃^- in modo che il rapporto H₂SO₃/NaHSO₃ sia maggiore di 4. Il decorso della reazione e la natura del prodotto finale dipendono dal tipo di base aggiunta per ottenere il bisolfito: Mg(OH)₂ dà le migliori rese, Ca(OH)₂ da bisolfito che precipita; NaOH e NH₄OH danno paste di maggior tenacità. <br/>

Prima della cottura si effettua l'impregnazione dei tondelli affinché il liquido di cottura penetri nella struttura del legno mantenendo un rapporto liquido/tondelli > 4, per diverse ore a 125-150 °C. Quindi si elimina una parte del liquido per diminuire il rapporto a circa 3 e si riscalda lentamente per 2-5 ore, in quanto SO₂ penetra più rapidamente di HSO₃^- a causa della [[pressione di vapore]] più elevata. <br/>

Se la T di cottura è raggiunta prima che la composizione del liquido all'interno sia uguale a quella del liquido all'esterno, l'eccessiva acidità favorisce reazioni di autocondensazione della lignina. Al termine della cottura si fa evaporare SO₂ diminuendo la pressione, per il recupero di SO₂ destinata ad una nuova cottura. Il tempo tra una fase di cottura e la successiva è di circa 8-12 ore. <ref name="media accademiaxl">{{cita web|titolo=La fabbricazione della carta ad oggi|url=https://media.accademiaxl.it/memorie/S5-VXIX-P1-2-1995/PlossiZappala469-481.pdf|data=3 giugno 2024}}</ref>

===Processo al bisolfito (pH = 3.5-5.5)===

Come base si usa Mg(OH)₂, poiché il recupero dei reagenti è più facile e meno costoso. Si opera ad un pH maggiore, che comporta una diminuzione di velocità e quindi il dover operare a T più alte: in questo caso la velocità è maggiore che nel processo a pH inferiore; pertanto il tempo di cottura si riduce a 1-3 ore. <br/>

A causa della minore acidità del processo si ha che le reazioni di autocondensazione sono meno favorite e quindi anche il tempo di impregnazione è ridotto; si può osservare dai calcoli che la concentrazione di H₂SO₃ diminuisce al variare del pH. Quindi, a pH = 4.4, l'effetto della maggior penetrazione di SO₂ è diminuito, poiché la concentrazione di SO₂ è piccola e quindi si può raggiungere la T di lavoro più rapidamente. Il risultato globale è la forte diminuzione del tempo che intercorre tra una cottura e la successiva (6-8 ore), a vantaggio della produttività dell'impianto, a parità di volume.<br/>

Le paste ottenute con questo processo sono più brillanti, forti e più adatte alla fabbricazione di carta, anche se contengono una quantità maggiore di emicellulose, in quanto l'idrolisi dei carboidrati avviene a velocità minori. Anche la lignina residua è maggiore e ciò comporta che la pasta necessita di più reagenti nella fase di sbianca. <ref name="soc chim">{{cita web|titolo=STORIA DELLA PRODUZIONE

DELLA CARTA|url=https://www.soc.chim.it/sites/default/files/chimind/pdf/2005_8_62_ca.pdfdata=1 ottobre 2005}}</ref>

===Processo al bisolfito neutro (pH = 7.0)===

È un processo penalizzato dal basso grado di delignificazione ottenibile. La pasta ottenuta si usa per la fabbricazione di [[cartone]] e carta di giornali; viene definita semichimica poiché alla fase di cottura segue una fase meccanica di sfibramento, con uno sforzo meccanico minore rispetto a processi totalmente meccanici. <ref name="unive">{{cita web|titolo=Sviluppo di Metodiche

per il Frazionamento di

Lignosolfonati|url=http://dspace.unive.it/bitstream/handle/10579/20056/847062-1236091.pdf|data=3 giugno 2024}}</ref>

===Processo al solfito alcalino (pH > 9.0)===