Valorizzazione di biomasse, incluse quelle di scarto, attraverso lo sviluppo di processi sostenibili per il recupero di molecole ad alto valore aggiunto per l'industria nutraceutica e per la produzione di biocarburante ed agroenergia

Il presente progetto di ricerca si inserisce nel contesto della moderna (bio-)economia circolare e delle strategie di chimica rigenerativa mirate a minimizzare sia il consumo di risorse che la generazione di rifiuti.

Tra le azioni che possono contribuire al raggiungimento di questi obiettivi vi è la valorizzazione di sottoprodotti e scarti di lavorazione del settore agroalimentare in base alle loro caratteristiche, provenienza e composizione. Tale approccio richiede lo sviluppo di una filiera integrata che si avvalga di tecnologie innovative e multifattoriali in grado di massimizzare il riutilizzo di biomasse di origine vegetale e animale, attraverso la loro caratterizzazione chimica e la messa a punto di metodologie estrattive green per l’ottenimento di componenti estraibili di interesse nei settori nutraceutico, cosmeceutico, e farmaceutico. Gli eventuali residui dei processi estrattivi verranno inoltre utilizzati per la produzione di energie rinnovabili previa quantificazione della capacità di produrre bioenergia e biocarburanti delle diverse tipologie di biomasse.

Il primo obiettivo del progetto è quello di classificare gli scarti di diversa origine in base alla loro composizione. In questo contesto, il progetto inizialmente prevede una prima fase di caratterizzazione di biomasse attraverso fingerprinting di composti organici volatili (VOC) e phytochemical profiling, ciò consentirà di individuare le biomasse a più alto potenziale per utilizzo nella catena dell’economia circolare. La seconda fase sarà focalizzata alla messa a punto di metodologie estrattive efficienti che prevedano un impiego ridotto di solventi. Infine, si valuterà il potenziale della biomassa residua per la produzione di biocarburanti e agroenergia.

In tutte le fasi del progetto, si porrà particolare attenzione all’utilizzo di tecniche green per la caratterizzazione, il trattamento e la valorizzazione energetica delle biomasse al fine di proporre metodologie integrate ambientalmente ed economicamente sostenibili.

I risultati attesi possono essere suddivisi come segue:

1. Caratterizzazione di biomasse di diversa provenienza e individuazione di molecole ad alto valore aggiunto per applicazioni nei settori della nutraceutica, dei prodotti chimici per l’agricoltura e la valorizzazione energetica dei residui.

2. Messa a punto di nuove tecnologie di indagine chimica a basso impatto ambientale e di processi estrattivi green.

3. Valutazione di processi di valorizzazione energetica e produzione di biofuel di biomasse.

4. Rafforzamento della collaborazione fra aziende e ricercatori per incrementare le proprie hard e soft skills e favorire capacità di trasferimento tecnologico delle conoscenze.

5. Aumento del valore aggiunto a livello sociale, ecologico ed economico, da un lato, attraverso l’estrazione di prodotti di qualità (es. molecole ad alto potenziale nutraceutico che possano arricchire la dieta dei consumatori migliorando la loro qualità di vita, etc.) e di biomateriali/composti biodegradabili che contribuiscono alla conservazione delle risorse e al ripristino ambientale, e, dall’altro, attraverso la riduzione dell’uso di combustibili fossili mediante la produzione di bioenergie e agroenergie rinnovabili.

L’aumentare di rifiuti provenienti dall’agricoltura e dalle industrie ad essa connesse ha ricevuto notevoli attenzioni da parte dalla EU attraverso l’European Green Deal, la strategia di crescita mirata ad una bio-economia circolare che prevede la trasformazione efficiente e competitiva delle risorse. Tale strategia mira a ridurre le emissioni di gas climalteranti, a proteggere, conservare e migliorare il capitale naturale dell’UE e a preservare la salute e il benessere dei cittadini.

Il presente progetto avrà impatto sull’ottimizzazione e lo sfruttamento di componenti chimiche presenti in biomasse al fine di ottenere prodotti nutraceutici, cosmetici e materiali utili ad incrementare la sostenibilità delle pratiche agricole oltre che a valorizzare materiali di scarto o sostanze a basso valore aggiunto attraverso la produzione di biocarburanti ed agroenergia.

Lo sfruttamento di biomasse di scarto prevede la valorizzazione dei residui tramite i processi tipici della chimica rigenerativa e delle biotecnologie come indicato nelle articolazioni 2 e 3 dell’area d’intervento “Bioindustria per la bioeconomia” del PNR e nelle articolazioni 1 e 3 del punto 5.6.1 "Green technologies", nell’articolazione 2 del punto 5.6.3 "Bioindustria per la bioeconomia" e nell’articolazione 3 del punto 5.6.4 "Conoscenza e gestione sostenibile dei sistemi agricoli e forestali" del PNR 2021-27.

Società Agricola Jure S.r.l. - San Giovanni in Fiore (CS)

Durata: 6 mesi

University of Liège - Gembloux Agro-Bio Tech Départment - Belgio

Durata: 6 mesi

Il progetto è coerente con l'Ambito di Ricerca e Innovazione 5.6 - "Prodotti alimentari, bioeconomia, risorse naturali, agricoltura, ambiente" del PNR 2021-2027

• Biomassa
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• Fitochimica
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