Bioplastica Vegetale - Bioprocesses for the sustainable production of bioplastics from agricultural waste streams

Bioplastica Vegetale - Bioprocessi per la produzione sostenibile di bioplastica da scarti agricoli

Activities

Laboratory scale conversion of agricultural waste into bioplastics: microbiota, biotechnology and biochemistry at the service of PHAs.

Qualitative and quantitative characterization of brewer's grains and contaminated corn silage.

Development of an effective, low-cost and sustainable method for the conservation and treatment of residual matrices for their conversion into PHAs.

Selection of microbial strains and development of a production process at laboratory scale.

Characterization of biomass powders and identification of possible polymeric matrices.

Compounding tests and characterization of the resulting mixtures.

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Riassunto descrittivo del progetto

Il progetto sviluppa un processo sperimentale per convertire scarti agricoli in bioplastiche. Le biomasse vengono analizzate per determinarne la composizione chimica e valutare la loro idoneità alla trasformazione. Si testano metodi sostenibili di essiccazione e macinazione per conservarle mantenendo le proprietà funzionali. Si applicano pretrattamenti chimico-fisico-enzimatici per ottimizzare il rilascio di zuccheri, seguiti dalla selezione di ceppi microbici ad alta efficienza per la produzione di PHA in fermentatori di diversa scala. I materiali ottenuti vengono impiegati come cariche naturali per la creazione di biocompounds con matrici polimeriche, mediante tecniche di estrusione e stampaggio. Le miscele vengono caratterizzate dal punto di vista termico, meccanico e morfologico. Gli output principali includono campioni trattati, rese di fermentazione ottimizzate, biocompounds realizzati e prototipi per l’agroalimentare e il packaging sostenibile.

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Obiettivo del progetto

Il progetto nasce da criticità legate alla difficoltà nella gestione di prodotti di scarto: dal settore brassicolo agricolo e dal mondo zootecnico, problematica con scarti rappresentati dalle trebbie di birra e silomais affetto da aflatossine, in particolari condizioni ambientali.

Le bioplastiche, come i poliidrossialcanoati (PHA), offrono un'alternativa sostenibile. Prodotti da microrganismi tramite fermentazione, i PHA sono completamente biodegradabili e possono avere numerose applicazioni in agricoltura per imballaggi, pacciamatura fertilizzanti, offrendo soluzioni sostenibili per lo smaltimento dei rifiuti agricoli. Il loro costo elevato rappresenta una sfida. La ricerca di substrati economici e sostenibili è quindi essenziale per rendere i PHA competitivi.

Si tratta di una iniziativa innovativa di bioeconomia circolare in contesto agricolo finalizzato alla produzione di items in bioplastica (packaging per la birra, vaschette ed items per l’alimentare) a partire da scarti destinati alla concimaia o al conferimento oneroso in discarica/inceneritore.

L'adozione dei PHA nell'agricoltura può ridurre l'inquinamento da plastica e promuovere il reddito agricolo favorendo la transizione ecologica verso biomateriali di largo consumo anche in campo agricolo.