Biotecnologie all’avanguardia che trasformano i rifiuti organici in prodotti sostenibili
Nell’UE, la quantità di rifiuti urbani prodotti a persona nel 2019 ammontava a 502 kg, il 3 % in meno rispetto al picco di 518 kg a persona del 2008. In media, una percentuale limitata (48 %) dei rifiuti urbani prodotti viene riciclata o compostata, mentre il resto finisce in discarica o negli inceneritori. I materiali organici e i rifiuti alimentari costituiscono i maggiori componenti dei rifiuti urbani complessivi prodotti, rappresentando insieme tra il 30 e il 50 %.
Un concetto versatile di bioraffineria
Tramite la trasformazione dei rifiuti solidi urbani in materie prime chimiche, i processi di riciclaggio chimico possono migliorare considerevolmente i tassi di riciclaggio dei rifiuti organici, rendendoli prodotti di valore superiore rispetto alla produzione di compost o di bioenergia. Il progetto PERCAL, finanziato dall’UE, ha elaborato soluzioni innovative e sostenibili per la gestione dei rifiuti a favore dell’attuazione dell’economia circolare. Lo sviluppo e l’ottimizzazione di una bioraffineria versatile che combina l’idrolisi e la fermentazione delle materie prime in una singola fase rappresenta un salto qualitativo nella valorizzazione dei rifiuti organici urbani. Il progetto PERCAL si è avvalso di PERSEO Bioethanol®, un impianto di scala pre-commerciale a Valencia, in Spagna, realizzato dall’azienda PERSEO Biotechnology, in grado di lavorare 25 tonnellate di rifiuti organici al giorno. «La nostra tecnologia sostituisce l’impiego di fonti fossili per la produzione di sostanze chimiche sostenibili e di elevato valore a partire da rifiuti organici utilizzati in un ampio ventaglio di prodotti di uso quotidiano. La valorizzazione dei rifiuti organici dovrebbe innalzare il livello di competitività del settore industriale europeo e allentare la pressione sull’ambiente, contribuendo ad allontanare i flussi di rifiuti dalle discariche e dagli inceneritori», osserva Caterina Coll, amministratrice delegata dell’azienda PERSEO Biotechnology.
Riqualificare la spazzatura trasformandola in bioprodotti di seconda generazione
Il progetto PERCAL ha utilizzato la frazione organica dei rifiuti solidi urbani come materia prima per la realizzazione di prodotti chimici intermedi di grande interesse per il settore industriale. Questi prodotti chimici intermedi comprendono l’acido succinico, l’acido lattico e l’etanolo, tutte sostanze complementari al bioetanolo prodotto dal sistema di bioraffineria dell’azienda PERSEO Biotechnology. Avvalendosi della vasta esperienza del partner del progetto nel PERSEO Bioethanol®, i ricercatori hanno combinato diverse miscele di enzimi commerciali efficienti che rendono più efficace l’idrolisi dei carboidrati. La produzione di prodotti chimici intermedi, quali acido lattico e acido succinico, ha avuto origine dalla fermentazione degli idrolisati, provenienti dalla frazione organica dei rifiuti solidi urbani, grazie a metodi inediti di elettrodialisi ed elettrolisi a membrana. Il gruppo di ricercatori ha inoltre valorizzato il contenuto di proteine e lipidi derivante dai sottoprodotti della fermentazione per la realizzazione di tensioattivi biocompatibili. «Abbiamo utilizzato un prototipo di impianto di distillazione reattiva per ampliare la produzione del lattato di etile proveniente dall’acido lattico. Questo liquido trasparente potrebbe essere impiegato nei prodotti per la pulizia e negli inchiostri di stampa. L’uso di catalizzatori idonei ci ha inoltre permesso di ricavare adesivi a caldo rinnovabili (lattide e acido polilattico) tramite l’estrusione reattiva dell’acido lattico e di altri comonomeri. Tali adesivi a caldo si rivelano molto promettenti per le applicazioni di imballaggio», spiega Coll. L’acido succinico potrebbe fungere da elemento costitutivo nella produzione di polioli. Tali composti organici permettono la creazione di rivestimenti tessili flessibili a base di poliuretano. Le soluzioni innovative scaturite dal progetto PERCAL rispecchiano una strategia di biotrasformazione consolidata per la produzione di sostanze chimiche a elevato valore a partire dalla frazione organica dei rifiuti solidi urbani. Gli ulteriori passi avanti compiuti per far fronte alle sfide della biotrasformazione potrebbero un giorno mettere in competizione la conversione dei rifiuti organici in prodotti utili con i processi esistenti.
Parole chiave
PERCAL, rifiuti solidi urbani, bioraffineria, acido lattico, sostanze chimiche a elevato valore, frazione organica, fermentazione, idrolisi, bioetanolo, acido succinico, biosolventi
