Poliidrossialcanoati da colture microbiche miste: tecniche innovative di estrazione e recupero del polimero dal materiale cellulare di scarto

Anno
2017
Proponente Laura Lorini - Ricercatore
Sottosettore ERC del proponente del progetto
Componenti gruppo di ricerca
Componente Categoria
Mauro Majone Tutor di riferimento
Abstract

I biopolimeri, o bioplastiche, sono polimeri ottenuti attraverso processi che conferiscono al prodotto finale caratteristiche estremamente ricercate, tra cui la biodegradabilità. I poliidrossialcanoati (PHA) sono una particolare famiglia di biopolimeri di origine microbica che si accumulano nel citoplasma cellulare come riserva di carbonio, sotto forma di granuli insolubili, fino ad un contenuto che può raggiungere il 90% del peso secco della massa batterica. I fenomeni di stoccaggio sono indotti da condizioni dinamiche di alimentazione del substrato carbonioso, indicate col termine "feast-famine", condotte all'interno di un reattore sequenziale discontinuo (SBR). Negli ultimi anni c'è stato un notevole interesse nei confronti delle colture microbiche miste (MMC) e dell'utilizzo di substrati a basso costo. Infatti, l'uso combinato di rifiuti come materie prime e l'impiego di MMC, dovrebbe portare ad una considerevole diminuzione dei costi operativi e di investimento (non essendo richieste condizioni di sterilità). Nonostante ciò, l'ottimizzazione degli stadi estrattivi del PHA dalle cellule resta il collo di bottiglia per l'avviamento della tecnologia basata su MMC, sulla scala industriale. Diverse tecnologie di recupero sono state proposte e studiate in scala di laboratorio: estrazione con solventi (principalmente cloroformio), digestione chimica (con ipoclorito di sodio), trattamento enzimatico e rottura meccanica, rottura con fluido supercritico, e tecniche di flottazione. Nell'ottica di ottimizzare il processo estrattivo e di recupero del polimero, verranno investigate modalità innovative di estrazione del PHA (mediante utilizzo di solventi ecocompatibili; estrazione con fluidi supercritici; digestione chimica con idrossido di sodio o con acido solforico) e le ripercussioni che i diversi trattamenti estrattivi avrebbero sulle proprietà del polimero estratto.

ERC
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