project - EIP-AGRI Operational Group

Valorization of wine industry by-products
Valorizzazione dei sottoprodotti della filiera vitivinicola - ValSoVitis

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Completed | 2017 - 2020 Italy
Completed | 2017 - 2020 Italy
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Objectives

The project aim was the evaluation and the application of innovative technical solutions, for the use of by-products and wastes of winemaking sector to turn into energy, nutraceutical co-products and fertilizer for a sector higher productivity and a lower environmental impact. In particular, the project focused on following specific aims/opportunities:
- Recovery and characterization of vine leaves for extraction of bio-active compounds;
- Recovery, quantification and gasification of pruning vine shoots/grape pomace for energy purposes;
- Recovery and re-use of ashes and biochar for agronomic purposes;
- Extraction of copper from ashes and biochar, obtained from gasification process.

Objectives

L’obiettivo principale del Piano è stato la valutazione e applicazione di innovative soluzioni tecniche per l’utilizzo dei sottoprodotti della filiera vitivinicola da trasformare in sub-prodotti di energia, co-prodotti nutraceutici e fertilizzanti per maggiore produttività del settore ed un minore impatto ambientale. Il Piano si focalizza sui seguenti obiettivi specifici: 
- Recupero e caratterizzazione di foglie di vite per estrazione di composti bioattivi; 
- Recupero, quantificazione e gassificazione dei sarmenti/vinacce esauste a fini energetici;
- Recupero e riutilizzo di biochar per uso agronomico;
- Estrazione di rame dalle ceneri e dal biochar del processo di gassificazione.

Activities

The project is composed of 3 work packages. The first one provides detection of varieties of Emilia Romagna region, potentially richer in bio-active ingredients in leaves and grape pomaces and chemical-physical analysis of them but also the development of a methodology for leaves recovery. The second work package consists in collection and characterization of vine pruning wood and use of pruning sarments and grape pomaces in enterprise-scale gasifiers for energy production. the third work package provides agronomic and oenological evaluation of biochar obtained by local varieties pruning sarments and recovery of metallic copper from ashes and re-use in vineyard for defense against downy mildew

Activities

Il progetto si articola in 3 azioni. L'AZIONE 1 comprende l'individuazione di varietà emiliano-romagnole potenzialmente più ricche in principi attivi nelle foglie e nelle vinacce e analisi chimico-fisiche delle stesse ma anche la messa a punto di una metodologia per il recupero di foglie. L'AZIONE 2 è costituita dalla raccolta e caratterizzazione del legno di potatura della vite e utilizzo dei sarmenti e vinacce in gassificatori a scala aziendale per la produzione di energia. L'AZIONE 3 comprende la valutazione agronomica ed enologica del biochar ottenuto da sarmenti di vitigni locali e recupero di rame metallico dalle ceneri e suo riutilizzo in vigneto per la difesa dalla peronospora

Project details
Main funding source
Rural development 2014-2020 for Operational Groups
Rural Development Programme
2014IT06RDRP003 Italy - Rural Development Programme (Regional) - Emilia-Romagna
Ort
Main geographical location
Reggio nell'Emilia
Other geographical location
Modena, Ravenna

€ 161854.25

Total budget

Total contributions from EAFRD, national co-financing, additional national financing and other financing.

Ressourcen

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2 Practice Abstracts

Leaves of the grapevine varieties L. Grasparossa and L. Salamino were collected and characterized to extract active ingredients for nutraceutical use. Moreover, a methodology for the mechanized harvesting of leaves was developed testing a specific work site (defoliator + wagon) in vineyards of cv. L. Salamino and L. Grasparossa, trained to espalier and to GDC systems, with positive results. Vine shoots/pomace were recovered in organic vineyards to produce energy with a small-sized cogeneration plant (PP20 - All Power Labs). The collection of  vine shoots, the creation of bales and their subsequent transformation into pellets represented an innovative solution to enhance this by-product. The use of BIOCHAR was evaluated to improve the agronomic-oenological characteristics of the vineyard and the extraction of copper from BIOCHAR for the defense against downy mildew was tested. In two vineyards, the first with cv. Sangiovese and the second with cv. L. Salamino, 2 doses of BIOCHAR (10 and 20 t/ha) were distributed. It emerged that this matrix did not negatively impact the vegetative-productive balance and the phytosanitary state of the grapevine and improved the quality of the grapes and wines. The presence of a considerable amount of copper in the BIOCHAR was found, recoverable both by electrodeposition and by precipitation as a mixture of salts. The dissemination activity involved: 5 technical meetings, 6 guided tours, 1 final conference, 4 technical articles, 1 audiovisual, implementation of the CRPV portal and PEI-AGRI network, participation in international conferences. The agricultural enterprises of the OG participated in a coaching aimed at transferring the fundamental elements for the re-use of the by-products of the wine sector.

Sono state caratterizzate foglie di varietà di vite, delle cv. L. Grasparossa e L. Salamino, per estrarre princìpi attivi a uso nutraceutico. In parallelo, si è messa a punto una metodologia per la raccolta meccanizzata delle foglie, testando uno specifico cantiere di lavoro (defogliatrice + carro) in vigneti delle cv. L. Salamino e L. Grasparossa, allevati a spalliera e a GDC, con positivi risultati. Si sono recuperati in vigneti biologici della RER sarmenti/vinacce per produrre energia con un impianto cogenerativo di piccola taglia (PP20 - All Power Labs). La raccolta dei sarmenti, la creazione di ballette e loro successiva trasformazione in pellet rappresentano un'innovativa soluzione per valorizzare tale sottoprodotto. Si è valutato l’utilizzo di BIOCHAR per migliorare le caratteristiche agronomiche-enologiche del vigneto e l’estrazione di rame da BIOCHAR per la difesa dalla peronospora. In due vigneti della RER, il primo della cv. Sangiovese e il secondo, della cv. L. Salamino, si sono distribuite 2 dosi di BIOCHAR (10 e 20 t/ha). È emerso che tale matrice non impatta negativamente equilibrio vegeto-produttivo e stato fitosanitario della vite, migliora la qualità delle uve e dei vini. Si è rilevata la presenza di una notevole quantità di rame nel BIOCHAR, recuperabile sia per elettrodeposizione che per precipitazione come miscela di sali. L’attività di divulgazione ha riguardato: 5 Incontri tecnici, 6 Visite guidate, 1 Convegno finale, 4 Articoli Tecnici, 1 Audiovisivo, implementazione di Portale CRPV e rete PEI-AGRI, partecipazione a convegni internazionali. Le imprese agricole del GO hanno partecipato a un coaching volto a trasferire gli elementi fondamentali per il re-utilizzo dei sottoprodotti della filiera vitivinicola.

 

The expected results are:

- Obtaining of pure active ingredients, extracted from vine leaves and grape pomaces, with high added value for nutritional and health uses;

- Increase of availability of raw materials (winemaking by-products) in lieu of energy crops;

- Development of a gasification process of pruning sarments combined with grape pomaces to optimize biomass pre-treatments and operating parameters;

- Estimates of reduction and/or cancellation of fossil origin energetic vectors in the cellars through valorization of pruning sarments for electrical and thermal energy;

- Increase of oenological grapes properties thanks to biochar use, a cheap quality substrate and which has ah higher fertilizer value for soil improvements od vineyards;

- Reduction of chemical fertilizer intake and increase od environmental sustainability of the crop;

- Increase of stocked carbon amount in soils through progressive increase of biochar use;

- Development of practical strategies for recovery and re-use of copper cointained in ashes resulting from gasification process. 

Different realities. operating in mechanical, food, nutraceutical and field, can reap benefits from project activities, that will be: 

- Definition of work sites (tractors-strippers) will allow to mechanical enterprises to obtain an useful instrument to perform any constructive improvements on their machines; 

- Ability to access, for food and nutraceutical entreprises, to new sources of biomolecules from specific wine industry by-products;

- A more profitable exploitation, for wine entreprises, of by-products with higher profits (bio-active ingredients, thermoelectrical energy production, biochar and re-use of copper).

Risultati attesi:

• Ottenimento di principi attivi, estratti da foglie di vite e vinacce, per utilizzi nutrizionale e salutistico;

• Aumento della disponibilità di materie prime (sottoprodotti viticoli) in sostituzione delle colture energetiche;

• Messa a punto del processo di gassificazione dei sarmenti abbinati a vinacce ottimizzando i pre-trattamenti della biomassa ed i parametri di funzionamento;

• Stime di riduzione e/o annullamento dei vettori energetici di origine fossile nelle cantine tramite la valorizzazione di sarmenti e e vinacce per la produzione di energia;

• Aumento della proprietà enologiche dell’uva grazie all’utilizzo di biochar, substrato di qualità economico e ad elevato valore fertilizzante come ammendante dei vigneti; 

• Riduzione dell’apporto di concimi chimici e aumento della sostenibilità ambientale;

• Incremento della quantità di carbonio stoccato nel terreno mediante l’uso del biochar;

• Messa a punto di strategie per il recupero e il riutilizzo del rame presente nelle ceneri derivanti dai processi di gassificazione.

I benefici saranno i seguenti e riguarderanno diverse realtà:  

- La definizione di efficienti cantieri di lavoro (trattrici+defogliatrici) permetteranno alle aziende meccaniche di ottenere un utile strumento per eseguire miglioramenti costruttivi sulle loro macchine. 

- La possibilità, per le aziende del settore nutraceutico e alimentare, di avere accesso a nuove fonti di biomolecole di interesse nutraceutico, da sottoprodotti della filiera.

- Un più proficuo sfruttamento, per le aziende vitivinicole, dei sottoprodotti con conseguenti maggiori entrate (principi bioattivi, produzione di energia termoelettrica, biochar e riutilizzo del rame).

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Contacts

Project coordinator

  • Centro Ricerche Produzioni Vegetali

    Project coordinator

Project partners

  • Università degli Studi di Modena e Reggio-Emilia

    Project partner

  • CMA Cooperativa Macchine Agricole Solierese

    Project partner