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Biopolymers from syngas fermentation

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Costruire bioplastica a partire dai flussi di rifiuti

Ricercatori finanziati dall’UE hanno usato rifiuti organici, residui agricoli e altri flussi di rifiuti ricchi di carbonio per produrre bioplastica a prezzi competitivi. La strategia potrebbe aprire nuove opportunità sostenibili di business e contribuire alla transizione dell’Europa verso un’economia post-carbonio.

Cambiamento climatico e Ambiente
Tecnologie industriali

Anche se le potenzialità di mercato per alternative rispettose dell’ambiente alla plastica a base di carburanti fossili rimangono enormi, i costi continuano a essere un fattore critico. “Per diventare commercialmente fattibile, la bioplastica deve competere nella stessa fascia di prezzo con le plastiche a base di petrolio,” spiega il coordinatore del progetto SYNPOL, il prof. Jose Luis Garcia Lopez del Consiglio nazionale di ricerca spagnolo. “Un modo per ottenere ciò è fare uso di flussi di rifiuti già esistenti come i rifiuti domestici che vanno a finire nelle discariche o il fango di depurazione degli impianti di trattamento delle acque.” Un altro importante beneficio è che i paesi europei spendono molto denaro per trasportare i rifiuti urbani a grandi distanze dalle città o stati per essere smaltiti, il che porta a problemi ambientali a lungo termine. Valorizzare questi rifiuti farebbe risparmiare agli enti locali del denaro, andrebbe a vantaggio dell’ambiente e potenzierebbe il settore della trasformazione dei rifiuti. Sfruttare i vantaggi dei rifiuti organici La chiave del successo del progetto SYNPOL, finanziato dall’UE, è stata capitalizzare questa opportunità sviluppando un processo attuabile per trasformare efficientemente i rifiuti in biopolimeri. Il sistema funziona trasformando rifiuti organici complessi in gas di sintesi, che viene poi immesso in un bioreattore per la fermentazione batterica. Questo crea poliidrossialcanoati (PHA) ed elementi costituenti di nuovi biopolimeri. I ricercatori hanno scoperto che la paglia era la materia prima più promettente per produrre gas di sintesi. Grandi progressi sono stati fatti nel corso del progetto anche nell’ottimizzazione del prodotto di fermentazione prodotto dai microorganismi. “Questo processo contribuirà a ridurre i rifiuti gettati in discarica e l’impatto negativo della plastica petrolchimica offrendo un’alternativa attuabile,” dice Garcia. Inoltre la tecnologia di fermentazione del gas di sintesi apre nuove possibilità di trasformazione di una serie di rifiuti organici industriali. Questo rafforzerà i legami lungo la catena di approvvigionamento (tra produttori e aziende che si occupano della trasformazione dei rifiuti per esempio) e creerà nuove opportunità nella produzione di prodotti alimentari, farmaceutici, di imballaggio e riciclo. Alcuni prodotti polimerici sviluppati dai partner di SYNPOL stanno già per arrivare sul mercato. “Per esempio, una PMI irlandese partner del progetto sta producendo un biopolimero biodegradabile che può essere usato come pellicola per applicazioni di imballaggio,” dice Garcia. “Un altro prototipo di polimero si può usare per creare scaffold per applicazioni biomediche.” Inoltre nuove tecnologie per polimerizzare PHA con procedure chimiche ed enzimatiche sono state sviluppate da vari partner del consorzio SYNPOL per i quali saranno richiesti brevetti. “L’ufficio di trasferimento della tecnologia del Consiglio nazionale di ricerca spagnolo sta attualmente cercando di ampliare e ottenere due brevetti derivanti dal progetto SYNPOL,” dice Garcia. “Una delle due richieste di brevetto riguarda una nuova tecnica di pirolisi indotta tramite microonde per la trasformazione di rifiuti organici in gas di sintesi e l’altra riguarda il metabolismo aerobico del CO nei microorganismi.” Un investimento a lungo termine Completato a settembre 2016, il progetto SYNPOL sottolinea come l’investimento in processi di produzione sostenibile può portare benefici sia economici che ambientali. Il progetto ha dimostrato che i flussi di rifiuti possono essere sfruttati per produrre elementi costituenti di biopolimeri, riducendo le esigenze dell’Europa per quanto riguarda sia le discariche che la plastica a base di carburanti fossili. Ci sono le potenzialità perché questa tecnologia pionieristica di fermentazione sia applicata ad altri flussi di rifiuti complessi per produrre nuovi biopolimeri e altri composti ad alto valore aggiunto. “I risultati del progetto saranno portati avanti per mezzo dei progetti finanziati dall’UE CELBICON e ENGICOIN,” dice Garcia. “In entrambi i progetti, la collaborazione con ingegneri chimici porterà il processo di fermentazione del gas batterico più vicino alla scala industriale. Molti partner del progetto sono propensi anche a sviluppare ulteriormente il processo di fermentazione batterica di gas sintetico di SYNPOL per mezzo di futuri progetti e reti.

Parole chiave

SNYPOL, rifiuti, bioplastica, gas di sintesi, fermentazione, biopolimeri, PHA

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