Sviluppo di un processo biotecnologico avanzato in scala di laboratorio per la produzione di poliidrossialcanoati con colture microbiche miste: dalla selezione microbica all'estrazione ed applicazione del polimero prodotto

Anno
2019
Proponente Marianna Villano - Professore Associato
Sottosettore ERC del proponente del progetto
PE8_13
Componenti gruppo di ricerca
Componente Categoria
Mauro Majone Componenti strutturati del gruppo di ricerca
Andrea Barbetta Componenti strutturati del gruppo di ricerca
Cleofe Palocci Componenti strutturati del gruppo di ricerca
Abstract

I poliidrossialcanoati (PHA) sono polimeri di origine biologica completamente biodegradabili nell'ambiente che possono essere sintetizzati da fonti rinnovabili. Essi rappresentano una delle più promettenti alternative alle plastiche tradizionali (es. polipropilene), prodotte da combustibili fossili e altamente recalcitranti. Una strategia innovativa per diminuire i costi di produzione, che attualmente rendono i PHA non competitivi sul mercato, consiste nell'utilizzo di colture microbiche miste (MMC). I processi con MMC comprendono più stadi, di cui il primo prevede la fermentazione acidogenica di materiale organico di scarto per ottenere una miscela di acidi grassi volatili, che costituisce l'alimentazione dei due stadi successivi. Il secondo stadio è tipicamente operato in un reattore ad alimentazione periodica (SBR) ed è finalizzato alla selezione ed arricchimento di microrganismi produttori di PHA la cui capacità di stoccaggio è massimizzata nel terzo stadio, predisposto all'accumulo del polimero. L'obiettivo di questo progetto è quello di individuare le condizioni operative di un SBR in scala di laboratorio che consentono di selezionare un consorzio microbico misto con il più alto contenuto di polimero ottenibile da inviare direttamente allo stadio finale di estrazione, senza necessità di uno stadio intermedio di accumulo. Ciò consentirebbe di semplificare lo schema attuale di processo, offrendo un avanzamento positivo sia dal punto di vista progettuale che economico. Un altro obiettivo è quello di identificare le condizioni ottimali di esercizio di un approccio altamente innovativo ed ecosostenibile di estrazione dei PHA, che prevede l'uso di CO2 supercritica accoppiato ad un successivo trattamento enzimatico per massimizzare l'efficienza di recupero e la purezza del polimero estratto. Infine, quest'ultimo sarà utilizzato per realizzare un protocollo sperimentale al fine di creare oggetti tridimensionali di vario utilizzo mediante l'impiego di una stampante 3D.

ERC
PE8_9, LS9_7, PE5_7
Keywords:
POLIMERI E PLASTICHE, INGEGNERIA DI PROCESSO, TRATTAMENTO DEI RIFIUTI, FLUIDI SUPERCRITICI

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