Metodo per la conversione di substrati di scarto in bioplastiche biodegradabili

L’invenzione è relativa ad un sistema per il trasferimento selettivo degli acidi grassi volatili da un fermentatore anaerobico ad un sistema popolato da colture microbiche miste in grado di produrre un biopolimero rinnovabile, il PHA.

Titolo brevetto Procedimento per il trasferimento di acidi grassi volatili tramite una membrana liquida a base organica
Area Agroalimentare
Titolarità Alma Mater Studiorum – Università di Bologna
Inventori Cristian Torri, Chiara Samorì, Paola Galletti, Emilio Tagliavini
Ambito territoriale di tutela Italia, con possibilità di estensione internazionale
Stato Disponibile per accordi di licenza
Keywords Acidi Grassi Volatili, Acidi Carbossilici, Polidrossialcanoati, Biopolimeri, Pertrazione, Estrazione, scarti agro-industriali, agro-waste
Depositato il 24/09/2018

Gli acidi grassi volatili (VFA) possono essere prodotti a partire da varie materie prime di scarto fermentescibili, per ottenere polidrossialcanoati (PHA), importanti biopolimeri sempre più utilizzati nel settore industriale. Per accoppiare i sistemi di produzione di acidi grassi volatili con i sistemi di produzione di PHA è tuttavia necessario separare i VFA dall’ammoniaca e da altri nutrienti derivanti dalla fermentazione anaerobica. Nel corso degli ultimi anni sono stati proposti diversi sistemi per l’estrazione dei VFA a partire da sistemi anaerobici, tuttavia questi metodi utilizzano composti chimici che presentano criticità di utilizzo (costo, tossicità) e richiedono un forte input energetico o di composti chimici (e.g. NaOH o Ca(OH)2) per l’efficiente recupero dei VFA estratti dal solvente/diluente utilizzato. In particolare, l’uso di energia o di composti chimici aggiuntivi è necessaria per velocizzare il processo di trasferimento dal solvente di estrazione alla soluzione ricevente.

L’invenzione risolve i tradizionali problemi dei metodi ad oggi disponibili per la separazione dei VFA, tramite l’utilizzo di miscele a bassissima tossicità (biodiesel o oli vegetali) permettendo di utilizzare il prodotto di scarto della produzione di PHA (soluzione acquosa contenente bicarbonato) come soluzione ricevente. Gli additivi utilizzati determinano un’elevata velocità di trasferimento dei VFA, permettendo al sistema di funzionare utilizzando una soluzione ricevente leggermente basica uguale a quella che si ottiene al termine del processo di produzione di PHA. Il metodo proposto, in particolare, si basa sull’utilizzo di biodiesel e di composti a bassa tossicità e sull’uso della soluzione ricevente con una bassa concentrazione, per la produzione di polidrossialcanoati.

Il metodo proposto, basandosi sull’utilizzo di biodiesel e di composti a bassa tossicità e sull’uso della soluzione ricevente con una bassa concentrazione, consente di risolvere i principali problemi riscontrati dal settore, ovvero difficile recupero degli acidi grassi volatili (dopo l’estrazione con il biodiesel) e la rigenerazione della soluzione ricevente.

I principali vantaggi consistono nell’essere un sistema chimicamente sicuro e privo di input di NaOH o altre basi forti (dovuto al ricircolo della soluzione ricevente all’interno del processo). Questo aspetto determina rispettivamente un costo capitale minore, dovuto alla ridotta necessità di sistemi di sicurezza e contenimento, ed a costi operativi ridotti, dovuti al costante riutilizzo della soluzione ricircolante.

Le principali applicazioni riguardano la produzione di bioplastiche come co-prodotto in sistemi di produzione di biogas, incluso il trattamento dei rifiuti e di residui agricoli e agroindustriali. Inoltre è applicabile nel trattamento di acque reflue.