Metodo di estrazione automatizzata delle fibre di cellulosa dalle ginestre

Risultato della ricerca:

I risultati delle ricerche finora condotte dall’UNICAL in collaborazione con aziende sia nazionali sia regionali, nell’ambito di finanziamenti MIUR e POR, mostrano che le tecnologie prototipali messe a punto, scalate ad un opportuno livello industriale, possono innestare filiere produttive a partire da coltivazioni di ginestre per la produzione di fibre tessili lunghe di pregio con caratteristiche superiori a quelle del lino e del cotone; compositi biocompatibili per diversi settori industriali quali l’automotive, l’edilizia, l’industria mobiliera, etc. Vari business plan sviluppati nel corso del tempo nel settore, mostrano che le attività produttive collegate alla filiera della ginestra, potranno dare reddito al settore agricolo soprattutto in riferimento a terreni marginali attualmente non coltivati e che sono naturalmente invasi dalla crescita spontanea della ginestra.  Per quanto riguarda l’estrazione della fibra di ginestra, è stato costruito un primo impianto sperimentale in grado di estrarre fibre dalle ginestre. Al momento, tuttavia, il funzionamento dell’impianto richiede un forte contributo di personale, che si desidera ridurre drasticamente attraverso un aumento dell’automazione. Inoltre, si dovrebbe riprogettare parte dell’impianto aumentandone decisamente la scala per ottenere un indispensabile abbassamento del costo di produzione della fibra.

Riferimento a finanziamenti precedenti:

Finanziamenti MIUR dal 2004 al 2006 (Progetto Ginestra) e dal 2011 al 2015 (PON MATRECO), con la partecipazione dell’Unical, del Centro Ricerche Fiat e di PMI calabresi. Finanziamenti regionali POR (Colfiben 2009 e Macpofin 2015), presentati dall’Unical con imprese locali. Attualmente, è in corso di svolgimento un progetto POR dal titolo “Smart Manufacturing di Fibre Vegetali ed Ecosostenibili” (SMAFINEC).

Innovatività rispetto a soluzioni già esistenti:

Di fatto, attualmente non esistono soluzioni per estrarre fibra lunga di cellulosa da piante liberiane. Tutti i metodi di estrazione esistenti permettono di ottenere fibra molto corta e di elevato spessore. Il metodo messo a punto dal nostro gruppo di ricerca ci consente invece di ottenere fibre molto lunghe, che danno luogo a filature finissime anche molto flessibili pur essendo molto resistenti, grazie alle proprietà chimico fisiche e meccaniche della cellulosa estratta.

Titoli di proprietà intellettuale:

Sono già stati presentati i seguenti brevetti: 1) Brevetto Italia 0001424521, dal titolo “Impianto automatizzato per l’estrazione di fibre vegetali da piante”; 2) Brevetto 102017000128798, depositato 14.11.2017, dal titolo “Modifiche all’impianto di estrazione automatizzata delle fibre dalle ginestre di cui al Brevetto Italia 0001424521”.

Principali applicazioni e mercato di riferimento:

Le principali applicazioni riguardano l’industria dell’abbigliamento per la fibra, le costruzioni e altro per i sottoprodotti.

Il mercato di riferimento per le fibre pregiate della ginestra è quello tessile e della moda. Dopo la grande crisi dal dopoguerra, nelle industrie tessili hanno operato 13.808 imprese, con 20,3 miliardi di fatturato e 117.539 occupati (Istat 2016). Nell’industrie dell’abbigliamento le imprese sono state 28.317, con 28,5 miliardi di fatturato e 199.000 addetti. Nel sistema moda operano oltre 57.000 imprese con circa 80 miliardi di fatturato e circa 500.000 addetti. Nel periodo 2013-2015 la quota % delle esportazioni sul fatturato è aumentata nel settore tessile dal 37,5% al 38,7%, nel settore abbigliamento dal 40,1% al 42,9%. Inoltre, l’attenzione crescente per la moda ecologica e sostenibile ha fatto aumentare l’interesse anche per la ginestra e per altre piante bio, di cui è possibile certificare la qualità e la provenienza. La ginestra permetterebbe inoltre di estrarre una fibra made in Italy. Il mercato di riferimento per il ginestrulo, lo scarto della sfibratura della ginestra, è quello dei compositi biocompatibili per diversi settori industriali: automotive, edilizia, legno-arredamento. I dati diffusi dall’Ufficio Studi Cosmit/FederlegnoArredo segnalano una ripresa del settore legno-arredamento partita dal 2014. Il fatturato complessivo del macrosistema Legno-arredo è di 33,5 miliardi di euro. Le esportazioni sono tornate ad aumentare: i mercati esteri dicono +6,4%. Per quel che riguarda il comparto dell’edilizia sostenibile, globalmente, si sta assistendo ad un notevole incremento (> 10%) della percentuale del mercato globale. Anche in Italia si registra un trend crescente per questo mercato (~ 6%) (Rapporto McGrow Hill). Il comparto dell’edilizia sostenibile rappresenta un mercato molto promettente per i vantaggi che offre in termini economici di basso impatto ambientale e di confort e salubrità degli ambienti di vita.

Esigenze per l’ulteriore sviluppo – Industrializzazione:

Al fine di una convalida industriale delle ricerche scientifiche sviluppate precedentemente e brevemente descritte prima, nonché, al fine di attivare la filiera della ginestra, è necessario procedere alla industrializzazione del processo di estrazione delle fibre cellulosiche dalla ginestra. La transizione dal livello prototipale dell’impianto di estrazione delle fibre al livello industriale richiede lo scale-up dell’impianto per la produzione di adeguati quantitativi di fibra al giorno con la conseguente riduzione dei costi di produzione e un aumento della competitività sul mercato della fibra prodotta. Pertanto, è necessario progettare un nuovo impianto basato sui principi di processo sviluppati precedentemente ma che preveda la riduzione dei consumi di energia, dei tempi di lavorazione attraverso un’automazione più spinta e che lavori a ciclo chiuso, mediante il recupero delle acque di lavaggio e del calore impiegato, per uno sviluppo ecosostenibile dell’intera filiera.