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PROcessing Diluted Aqueous Systems

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Nuove tecnologie di separazione presto a disposizione dell’industria di trasformazione e della natura in Europa

La lavorazione a valle nell’industria di trasformazione deve far fronte a nuove sfide, il che richiede l’impiego di nuovi approcci. Un’iniziativa finanziata dall’UE affronta questa esigenza con l’obiettivo di sbloccare il potenziale inerente al mercato europeo dei prodotti rinnovabili.

Cambiamento climatico e Ambiente

Il coordinatore del progetto PRODIAS, il prof. Michael-Helmut Kopf, va subito al dunque: «Un’industria di trasformazione sostenibile e competitiva e il rispetto per la natura non sono concetti in contraddizione tra loro!» Le questioni che gravano su quest’industria si incentrano sull’introduzione di materie prime rinnovabili nelle catene del valore esistenti e sullo sviluppo di relative tecniche di purificazione, di recupero dei prodotti e di separazione dell’acqua efficienti in termini di costi e dal punto di vista energetico. «È necessario un ripensamento della lavorazione a valle», evidenzia. «Ciò implica la realizzazione di nuove tecnologie di separazione o l’ottimizzazione di quelle già esistenti, nonché la selezione di metodologie adeguate per un rapido sviluppo di operazioni a valle su misura». Biotecnologia industriale Il progetto ha conseguito i suoi due obiettivi principali, ovvero la riduzione dei costi di produzione dei prodotti rinnovabili e la contemporanea diminuzione dell’impatto ambientale esercitato dai processi impiegati, ottenuta mediante un minor consumo energetico e una maggiore efficienza delle materie prime. I membri del consorzio, provenienti sia dal mondo industriale che da quello accademico, hanno collaborato per riuscire a migliorare e ottimizzare metodi e tecnologie per la lavorazione di sistemi acquosi diluiti originati da processi di biotecnologia bianca. PRODIAS è riuscito in tale intento sfruttando la biotecnologia industriale, che può essere utilizzata per consentire la produzione di complessi prodotti performanti, come enzimi e intermediari della catena del valore chimica basati su risorse rinnovabili. Un impatto ad ampio raggio In particolare, i partner hanno sviluppato quattro unità dimostrative e diversi standard di R&S. «Ora sono pronti per essere utilizzati sia su scala di laboratorio che su scala commerciale», riferisce il prof. Kopf. Un dimostratore si avvale di centrifughe a dischi per la separazione della biomassa a basso consumo energetico ed elevate prestazioni, mentre un altro impiega la concentrazione per congelamento con composti termosensibili disciolti (quali gli enzimi). Il terzo è un’innovativa combinazione delle tecniche SMB-EBA (letto semovente simulato - assorbimento del letto espanso) in un processo ibrido che comprende un software di controllo avanzato; il quarto, infine, prevede la fermentazione ad alte prestazioni (titolo) di molecole precursori organiche di piccole dimensioni. Rilevante per gli standard di R&S è la combinazione di estrazione/cromatografia a scambio ionico (IEX) con l’elettrodialisi bipolare per purificare le molecole della catena del valore chimica prodotte dalla fermentazione. Un’altra tecnica è NEAT, un metodo analitico innovativo che si avvale della spettroscopia di risonanza magnetica nucleare per prevedere le proprietà termodinamiche di miscele indeterminate, rilevante per la lavorazione a valle in numerosi rami dell’ingegneria di processo. Al di là delle applicazioni nel campo della biotecnologia bianca, questi risultati apportano vantaggi a numerosi settori dell’industria di trasformazione europea. Ad esempio, spiega il professore, «le centrifughe a basso consumo energetico possono essere utilizzate in varie applicazioni nell’ambito della lavorazione chimica, dell’industria della pasta di legno e della carta, della gestione delle risorse idriche e della trasformazione alimentare». Una cooperazione proficua Il prof. Kopf ritiene che il motto di PRODIAS, ovvero «Un obiettivo, un progetto, una squadra», abbia agevolato i successi conseguiti dal progetto. «Parallelamente agli straordinari risultati in termini di ottimizzazione delle apparecchiature e dei metodi, la collaborazione fluida e proficua con i nove partner si è rivelata un’esperienza unica e incoraggiante». Secondo il coordinatore di PRODIAS, anche l’impostazione del progetto è stata un fattore essenziale. La struttura della maggior parte dei pacchetti di lavoro ha richiesto la collaborazione di almeno due partner per lo svolgimento dei compiti previsti, il che ha reso necessario e contribuito a intensi dibattiti e a un’individuazione precoce dei potenziali conflitti di interesse. Il numero speciale su PRODIAS della rivista «Chemical & Engineering Technology» rappresenta una testimonianza dello spirito che contraddistingue il gruppo responsabile del progetto. Secondo il professore, esso mette in luce «i risultati della proficua cooperazione tra mondo accademico e industriale e presenta potenziali sviluppi lavorativi di R&S innescati da PRODIAS». Prossimi passi Uno dei prossimi passi necessari per raccogliere i benefici apportati dai risultati del progetto, sottolinea il prof. Kopf, è l’integrazione dei rispettivi metodi e apparecchiature nei futuri progetti correlati. «Molti dei partenariati istituiti da PRODIAS proseguiranno e contribuiranno in futuro a un ulteriore incremento della competitività offerta dai prodotti e dai processi rinnovabili», conclude.

Parole chiave

PRODIAS, trasformazione, industria di trasformazione, R&S, lavorazione a valle, dimostratore, prodotti rinnovabili, biotecnologia industriale, centrifuga, tecnologie di separazione, biotecnologia bianca

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