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METHANE MANAGEMENT USING METHANOTROPHIC BACTERIA

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Un bioprocesso trasforma il metano in un materiale ecocompatibile

Un bioprocesso all’avanguardia, che utilizza i batteri per trasformare il metano in una materia prima biodegradabile, potrebbe contribuire a contrastare le emissioni di gas serra e i rifiuti derivanti dagli imballaggi.

Cambiamento climatico e Ambiente icon Cambiamento climatico e Ambiente

I materiali da imballaggio realizzati con polimeri a base petrolchimica sono estremamente difficili da eliminare dall’ambiente. «A seconda del tipo di polimero, la decomposizione può richiedere decine, centinaia e persino migliaia di anni», osserva Pawel Stepniewski di Microbic in Polonia, membro del progetto Methanotrophy. In risposta, l'industria ha esaminato il potenziale dell’utilizzo di biopolimeri di origine naturale. A differenza di quelli sintetici, i biopolimeri possono essere facilmente scomposti dai microrganismi del suolo e si decompongono producendo composti innocui come anidride carbonica e acqua. Un esempio interessante è poli-3-idrossibutirrato (PHB), che ha già trovato ampia applicazione in campo industriale, medico e farmaceutico.

Trasformare il metano in prodotti ecologici di alta qualità

Il progetto Methanotrophy, finanziato dall’UE, intendeva commercializzare una tecnica innovativa che potrebbe aiutare a trasformare il metano di scarto in prodotti ecologici di alta qualità, tra cui il PHB. Su una scala temporale di 100 anni, il metano ha un potenziale di riscaldamento globale 28 volte superiore a quello dell’anidride carbonica ed è 84 volte più potente su una scala temporale di 20 anni. Al centro di questa biotecnologia ci sono i metanotrofi, batteri che utilizzano il metano come principale fonte di carbonio ed energia. «Una caratteristica importante che distingue i metanotrofi dagli altri batteri è la loro capacità di ossidare il metano in metanolo come prodotto intermedio», spiega Stepniewski. «Numerosi studi si sono concentrati su questi batteri per il loro potenziale nell’estrazione del metano. La nostra ricerca sui batteri metanotrofi, condotta per diversi anni, ha portato a nuove scoperte sull’attività di questi batteri». In particolare, il progetto Methanotrophy voleva verificare se alcune colture di batteri metanotrofi potessero essere utilizzate come biofiltri in grado di assorbire metano e produrre PHB su scala industriale. Ciò potrebbe contribuire a ridurre le emissioni di metano e a produrre una preziosa materia prima biodegradabile. «Questo progetto intendeva sostenere la ricerca a lungo termine di Zofia Stepniewska, cofondatrice di Microbic, e a convalidare la tecnologia e il modello aziendale su cui stiamo lavorando», spiega Stepniewski. «Ci ha anche aiutato a costruire un bioreattore per batteri metanotrofi per produrre, ad esempio, PHB».

Coltivare con successo batteri metanotrofi

L’acquisto di un bioreattore ha permesso al team del progetto di coltivare batteri metanotrofi e di controllare le condizioni di produzione. La sperimentazione della coltivazione di batteri metanotrofi in un bioreattore ha fatto progredire notevolmente le conoscenze su come produrre PHB in modo efficiente e su quali tipi di batteri metanotrofi raccogliere. «Abbiamo scoperto che i batteri metanotrofi si moltiplicano bene in determinate condizioni e sono efficaci nell’assorbire il metano», aggiunge Stepniewski. «Questo lavoro è stato realizzato grazie ai fondi ottenuti e alla qualità della ricerca che abbiamo potuto condurre». Il team ha anche analizzato le esigenze dei potenziali clienti per quanto riguarda PHB, tecnologie di produzione disponibili e dimensioni del mercato. Sono stati elaborati piani aziendali per l’ulteriore sviluppo dell’azienda spin-off e per intraprendere iniziative finalizzate alla commercializzazione.

Potenziali applicazioni in campo medico e tecnologico

I prossimi passi comprenderanno l’ottimizzazione dell’estrazione del PHB ottenuto e la sua granulazione. Queste fasi saranno fondamentali per portare la tecnica sul mercato. «Abbiamo dimostrato che i batteri metanotrofi possono essere utilizzati per gestire il metano di scarto», osserva Stepniewski. «Per garantire la redditività di questo metodo, tuttavia, saranno necessarie ulteriori fasi di ricerca. Dobbiamo prendere in considerazione il valore ambientale delle bioplastiche come il PHB, nonché la loro biodegradabilità, ed esaminare in modo più approfondito le potenziali applicazioni in campo medico e tecnologico».

Parole chiave

Methanotrophy, bioprocesso, metano, scarto, imballaggi, polimeri, ecologico

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