Abstract

Nel contesto appena descritto EggPlant rappresenta una proposta concreta e realizzabile per l’ottimizzazione di un processo innovativo per la completa valorizzazione delle AV attraverso la produzione di prodotti high-tech per l’industria agricola, quali materiali compositi bio-derivati e compostabili. EggPlant intende ottimizzare una tecnologia estremamente recente e innovativa che si basa su due processi fondamentali: una filtrazione a membrane multi-step dell AV per il recupero completo della componente polifenolica e di materiale lignino-cellulosico micro-dimensionato e una produzione batterica di poliidrossialcanoati (PHA) dai residui derivanti dal primo step con un alto contenuto organico. Nella prima fase, dopo un trattamento iniziale delle AV per eliminare tutti i residui solidi in sospensione, la soluzione ricca di composti organici risultante viene filtrata su moduli a membrana per micro- (MF), ultra-(UF) e nano-filtrazione (NF), ed infine sottoposta ad osmosi inversa (RO) ottenendo acqua ultra-pura. Il concentrato da NF contiene polifenoli ad alto peso molecolare, già di interesse commerciale. I concentrati da UF e RO costituiscono l’input per la produzione batterica di PHA. La produzione di questi bio-polimeri consiste in una digestione batterica a doppio stage in cui il substrato è prevalentemente costituito dalla componente zuccherina delle AV. In una prima fase anerobica il ceppo batterico utilizzato è posto in condizioni di crescita utilizzando la fonte di carbonio largamente disponibile. In una seconda fase aerobica la colonia batterica smette di crescere in difetto di alcuni nutrienti e in fase di accumulo i batteri producono al loro interno PHA, analogamente all’accumulo di grasso negli uomini. I PHA prodotti sono infine estratti e isolati in grado di purezza elevata. EggPlant mira a ottimizzare la produzione di PHA attraverso la combinazione delle due tecnologie appena descritte per una valorizzazione completa ed efficiente del rifiuto iniziale impiegato. L’aspetto ancor più innovativo del progetto consiste nello sviluppo di un prodotto unico da questo processo, ovvero di un materiale composito a base di PHA e additivi naturali lignino-cellulosici micro-dimensionati derivanti dal concentrato di MF. Il prodotto target per l’applicazione di tale materiale è rappresentato da teli da pacciamatura di nuova generazione, completamente bio-derivati e compostabili, grazie all’utilizzo di polimeri (PHA) e additivi (componente lignino-cellulosica delle AV) completamente naturali. L’utilizzo di un rifiuto (AV) come materia prima per la produzione di biopolimeri risponde alla necessità di evitare biomasse edibili come risorse e di ridurre il costo della bioplastica; in aggiunta l’utilizzo di additivi naturali a costo zero già presenti nel rifiuto consentirà di ottenere prodotti come film plastici e teli da pacciamatura completamente naturali e dal costo notevolmente ridotto. Questo approccio integrato completamente green non presenta sostanzialmente nessun rischio, con un bilancio finale di produzione a zero-rifiuti, grazie all’utilizzo di ogni componente del rifiuto nella perfetta applicazione del concetto di “bio-raffineria”. Attualmente la bioplastica è prodotta da materie prime alimentari come mais, frumento, canna da zucchero ecc. il che, come già’ descritto, provoca una serie di conseguenze per le popolazioni meno abbienti (aumento prezzi alimenti, inaccessibilità’ di tali materie prime, etc.). Nuove ricerche hanno permesso lo sviluppo della produzione della bioplastica (PHA) da scarti del settore agro-alimentare. Alcuni lavori preliminari, in parte condotti dallo stesso proponente del presente progetto, hanno mostrato come l’integrazione di una tecnologia di filtrazione a membrana con i processi di produzione microbiologica di bioplastica da scarti agro-alimentari risulti promettente e vantaggiosa. Inoltre il recupero di materiale lignino-cellulosico dal processo di filtrazione apre la possibilità dello sviluppo di nuovi prodotti high-tech per l’industria agricola completamente naturali e di alto interesse commerciale. Pertanto il progetto EggPlant muove da solide basi scientifiche che ne confermano la fattibilità, e apre prospettive interessanti e a lungo termine per l’utilizzo olistico di un rifiuto per la produzione di prodotti di nuova generazione per una concreta e realizzabile innovazione in agricoltura. Un altro punto a favore della fattibilità di questo progetto è la facilità di approvvigionamento della materia prima, le acque di vegetazione. Come evidenziato dall’analisi di mercato, l’Italia è tra i primi produttori di olio di oliva al mondo e nello specifico la Puglia è la regione che ne produce maggiormente. Questo rende altresì disponibili AV in grnadi quantità ed a costo nullo, trattandosi di un refluo. Attualmente le AV sono viste come un rifiuto problematico per i produttori di olio e non come una risorsa, infatti i produttori sono tenuti a smaltire queste AV con i dovuti costi e oneri. Tutti questi fattori evidenziano la facilità nell'approvvigionamento di tale materia.