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La mwcwcellulosa è uno dei più importanti mwdapolisaccaridi. È un polimero, ovvero è costituita da un gran numero di molecole di mwdqglucosio unite grazie a un legame che prende il nome di glicosidico. La molecola è contenuta principalmente nei mwdgvegetali. La mwdwcatena polimerica non è ramificata.

• Struttura

• Economia della cellulosa

• Estrazione chimica ed ottenimento di pasta chimica

• Qualità della pasta

• Produzione della polpa di cellulosa

• Paste chimiche: processo Kraft

• Paste chimiche: processo al solfito

• Paste chimiche: processo alla soda

• Paste meccaniche ( groundwood pulping )

• Paste semichimiche (CTMP)

• Approccio biologico

• Note

• Voci correlate

• Altri progetti

• Collegamenti esterni

Le catene sono disposte parallelamente le une alle altre e si legano fra loro per mezzo di mwfwlegami ad idrogeno, formando fibrille, catene molto lunghe, difficili da dissolvere.

mwgq

Queste fibrille localmente sono molto ordinate al punto da raggiungere una struttura mwhqcristallina.

mwhw

La parte cristallina è idrofoba, ossia non assorbe acqua, e quindi per poter ottenere un prodotto idrofilo (come il comune mwiwcotone) occorre sottoporre la cellulosa ad un insieme di trattamenti detti mwjamwjqmercerizzazione, dal nome del chimico e industriale tessile inglese mwjgJohn Mercer che ideò il processo nel mwjw1844 e lo brevettò nel mwka1851.

Circa la metà delle mwkgpareti cellulari delle mwkwpiante è costituita da mwlacellulosa, ma il mwlqcotone, per esempio, è mwlgcellulosa quasi al 100%.

La mwmacellulosa è mwmqidrolizzata, in particolari condizioni, nel mwmgdisaccaride mwmwcellobiosio che successivamente è mwnaidrolizzato a mwnqglucosio.

Nell'mwnwintestino dell'mwoauomo questo processo idrolitico non avviene perché mancano gli mwoqenzimi per rompere il legame β(1→4) glicosidico. Nei prestomaci dei ruminanti e nell'intestino cieco degli erbivori monogastrici (equidi), invece, sono presenti numerosi batteri e protozoi simbionti che convertono il legame β in un legame α, scindibile da tutti gli animali.

La cellulosa è importante commercialmente in quanto da essa si ricavano numerosi derivati: il mwpadiacetato di cellulosa, usato ad esempio nella produzione di montature di occhiali o per fare i pettini; il mwpqrayon, si ottiene dalla cellulosa in una soluzione di idrossido di sodio e solfuro di carbonio, con lo stesso metodo si può ottenere il mwpgcellophane. Altri prodotti sono la mwpwcarta e la mwqaviscosa.

Dalla cellulosa è possibile ottenere un altro importante prodotto ad alto valore commerciale, la mwqgnanocellulosa, che presenta moltissime applicazioni industriali (mwqwbiomedicina, mwrabioedilizia, mwrqindustria Oil&Gas).

I vari gruppi costituenti la mwrwcellulosa possono reagire con acido nitrico per dare il mwsanitrato di cellulosa (un esplosivo conosciuto come "mwsqcotone fulminante" o "fulmicotone"). Il nome cellulosa fu introdotto nel 1839 da mwsgAnselme Payen, professore francese di Chimica Applicata. La cellulosa è uno dei tanti mwswpolimeri che si trovano in natura. La cellulosa è una fibra eccellente. Cotone e mwtacanapa sono costituite da cellulosa fibrosa.

I processi chimici sono finalizzati a sciogliere la lignina in fase acquosa acida o alcalina e separarla dalla cellulosa insolubile.

La composizione chimica dipende dalla composizione del legno adoperato; la resa è influenzata da vari fattori, tra cui il tipo di legno, le tecniche di lavorazione e il processo di ottenimento. Può arrivare al 90-95mwua %. Aspetto: fascetti di fibre di lunghezza variabile, frammenti di fibre e fibre isolate; consumo di energia: circa 12 kcal/tonn di pasta;

In seguito alla lavorazione delle parti mwvglegnose di un albero, si ottiene la mwvwpolpa di cellulosa. È costituita perlopiù da cellulosa ed in quantità minore da sottoprodotti della lavorazione e da costituenti del legno originario. Si distingue dalla mwwapolpa di legno per la maggior quantità di cellulosa e la minor presenza di altri composti originari del legno (come la lignina).

Una pasta di cellulosa ad alto contenuto di lignina dà luogo a carta con bassa resistenza ad invecchiamento e soggetta ad ingiallimento a causa della presenza di doppi legami. Questa pasta più economica è usata per giornali, cartoni e altri oggetti cartacei di uso giornaliero.

La pasta più pregiata, detta pasta chimica, permette di ottenere carte di maggior pregio, usate ad esempio per riviste patinate o per altri usi come l'imballaggio alimentare.

Il legno è formato indicativamente da:

• Cellulosa (circa 45%)

• mwyqEmicellulosa (circa 30%)

• mwywLignina (circa 20%)

• Estraibili vari: mwzqterpeni, mwzgresine, mwzwacidi grassi (circa 5%)

Cellulosa ed emicellulosa costituiscono le fibre del legno, mentre la lignina è l'interfibra che le tiene unite. Oggi la maggior parte delle industrie utilizza come materia prima polpa di cellulosa prodotta altrove (ed eventualmente carta di riciclo).

La polpa si ottiene dal legno mediante diversi processi. In tutti i casi si parte dal tronco di legno o dai mwagchip, pezzetti di legno ricavati dai sottoprodotti della lavorazione del legname. Qualora si lavorino tronchi interi, questi dopo essere stati scortecciati, vengono spaccati o macinati, riducendo il legno ad una pezzatura idonea alle seguenti lavorazioni. Le tre principali filiere di produzione della polpa sono il ciclo al solfato (circa 80%), il ciclo al solfito ed il semichimico.

La lignina viene sfibrata chimicamente (con soda caustica e solfuro di sodio) e selettivamente, lasciando intatte le fibre di cellulosa: si ottiene una pasta marrone che richiede molti sbiancanti, ma la carta finale è molto resistente (mwbwkraft, che in tedesco significa mwcaforza). Il processo ha degli svantaggi ambientali (lo zolfo genera odore di uova marce, e ci sono molti scarti acquosi) e di resa (solo il 50% del legno viene trasformato in pasta, anche se molti scarti vengono bruciati e l'energia recuperata).

La lignina viene sfibrata con uno sminuzzamento meccanico (mweqgrinding) e le fibre cellulosiche vengono liberate ma anche parzialmente danneggiate: la carta prodotta è meno resistente e viene generalmente usata per carta da giornale, elenchi telefonici ecc… Il processo ha dei vantaggi di resa (il 95% del legno viene trasformato in pasta), ma richiede molta energia meccanica.

Il processo di formazione della pasta è intermedio: il legno viene trattato chimicamente e successivamente viene trattato con vapore e meccanicamente (mwfaChemo Thermo Mechanical Pulping). La carta prodotta è più forte di quella ottenuta da paste meccaniche e può essere utilizzata per produrre carte patinate.

Dalla metà del mwfwXX secolo si sono attuati sforzi accademici e privati (soprattutto dei paesi scandinavi e statunitensi) per migliorare i processi di estrazione della polpa di cellulosa rendendoli più eco-compatibili. Le ultime scoperte puntano alla sostituzione dei prodotti chimici con batteri ed al trattamento di sbiancamento con ossigeno in presenza di catalizzatori.

Il mwgqfungo mwggCeriporiopsis subvermispora viene inoculato nella polpa di legno in determinate condizioni, grazie alle quali attacca la lignina e rompe i mwhalegami che la legano alla cellulosa, generando dopo qualche settimana una mwhqbiopolpa, simile ma di qualità superiore rispetto alla polpa di legno, e di costo inferiore. Successivamente la biopolpa viene candeggiata per via chimica con mwhgossigeno e un mwhwcatalizzatore del tipo a ossimetallati (per esempio Namwiq7[SiVmwig2Wmwiw10Omwja40] ) oppure per via mwjqbiochimica con una mwjgxilanasi di batterio mwjwipertermofilocite-ref-2[2].

cite-note-11. Sigma Aldrich; rev. del 12.11.2012

cite-note-22. ↑ mwnq(mwngmwnwEN) Mairin B. Brennan, mwoamwoqNEW AGE PAPER AND TEXTILES: Fungi, enzymes, and closed-loop catalysis offer environmental, economic gains in manufacturing and recycling, in mwogChemical & Engineering News Archive, vol.mwow 76, n.mwpa 12, 23 marzo 1998, pp.mwpq 39-47, mwpgDOI:mwpw10.1021/cen-v076n012.p039. mwqaURL consultato il 4 gennaio 2023.

• mwraEconomia forestale

• mwrgLegno

• mwsaTriacetato di cellulosa

• mwsgReattivo di Schweizer

• mwtaLignocellulosa

• mwtgMetilidrossipropilcellulosa

• mwuaNanocellulosa

Altri progetti

• Wikizionario

• Wikimedia Commons

• Wikizionario contiene il lemma di dizionario «cellulosa»

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su cellulosa

• citereftreccani-itcellulosa, su Treccani.it – Enciclopedie on line, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.

• citerefbritannica-com(EN) cellulose, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.