Tra le bioplastiche biodegradabili, i poliidrossialcanoati (PHA) risultano essere i più interessanti, in quanto vengono prodotti come riserva di carbonio, sotto forma di granuli insolubili, da molteplici specie microbiche con la possibilità di sfruttare diversi rifiuti organici come substrato. A tal proposito, 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, consentirebbe una notevole diminuzione dei costi operativi e di investimento, contrariamente a quanto avviene attualmente in scala industriale per la produzione da colture pure (condizioni sterili e substrati sintetici). Nonostante ciò, lo step di estrazione e recupero del PHA dalle cellule resta l¿aspetto più critico del processo basato su MMC, seppur ancora solamente in scala pilota. Diverse tecnologie di recupero sono state proposte e studiate in scala di laboratorio e pilota: estrazione con solventi (alegenati e non), digestione chimica, trattamento enzimatico e rottura meccanica, rottura con fluido supercritico, e tecniche di flottazione. In questo ambito si investigheranno modalità innovative di estrazione del PHA (utilizzo di solventi ecocompatibili; ossidazione mediante reagenti inorganici) e i possibili effetti dei diversi trattamenti estrattivi sulle proprietà del polimero estratto.
La limitata diffusione sul mercato dei poliidrossialcanoati e i loro marginali impieghi come plastiche alternative a quelle tradizionali, derivanti dal petrolio, sono la diretta conseguenza del loro elevato costo. Infatti, attualmente, la produzione di questi poliesteri biodegradabili ha un costo ancora troppo eccessivo per renderli competitivi sul mercato. Il valore aggiunto dei PHA è rappresentato dalla loro biodegradabilità e non tossicità ma, nonostante negli ultimi decenni i costi di esercizio siano diminuiti notevolmente grazie allo sviluppo di tecnologie di produzione mediante colture microbiche miste (MMC). Il prezzo del PHA/kg è ancora troppo elevato per renderli competitivi sul mercato a causa dei costi richiesti per la fase estrattiva del processo. Infatti, al termine dello step produttivo, è necessario procedere a diversi trattamenti estrattivi per il recupero del polimero dall¿interno delle cellule batteriche. Lo stato dell¿arte riguardante quest¿aspetto mostra come le performance estrattive migliori (elevati purezza e recupero di PHA) si ottengano impiegando solventi alogenati per l¿estrazione con solvente. Infatti, i solventi clorurati, principalmente cloroformio e diclorometano, solubilizzano i granuli di PHA che possono essere recuperati sotto forma di film a seguito dell¿evaporazione del solvente. D¿altra parte, l¿utilizzo di tali solventi deve essere limitato, infatti vengono utilizzati per estrazioni in laboratorio come trattamento estrattivo di riferimento. Nell¿ottica dello sviluppo di un processo completo di produzione di PHA, dapprima in scala pilota e successivamente in scala industriale, è necessario stabilire nuovi protocolli estrattivi che escludano l¿uso di solventi alogenati. A tal proposito, la ricerca proposta è volta alla standardizzazione di procedure ottimali per il recupero di PHA, impiegando sostanze non tossiche e poco costose. L¿obiettivo di ottimizzazione dell¿estrazione con solvente, utilizzando solventi ecocompatibili, è il punto di svolta dei processi produttivi dei poliidrossialcanoati. Infatti, l¿estrazione di PHA riguarderebbe l¿impiego di solventi poco costosi e a bassa tossicità (acetato d¿etile, acetato di butile, dimetilcarbonato), con la possibilità di essere riutilizzati facilmente anche su scala industriale. Nell¿ambito della digestione chimica mediante agenti chimici facilmente disponibili sul mercato e a basso costo (NaOH e ossidanti ¿ H2O2), è interessante riuscire ad ottenere performance estrattive soddisfacenti (purezza e recupero superiori al 95%) pur mantenendo un¿elevata qualità del polimero. Infatti, l¿aspetto negativo del trattamento alcalino riguarda la diminuzione del peso molecolare del polimero, che comporta peggioramenti delle qualità meccaniche e reologiche della plastica. L¿ottimizzazione di tale processo apporterebbe un enorme vantaggio all¿economia del processo, grazie al basso costo dei reagenti chimici richiesti. Inoltre, è possibile sfruttare le diverse tecniche di recupero per ottenere polimeri di purezza e caratteristiche differenti, destinati ad usi che non necessitano di poliesteri ad elevata purezza o prestazioni meccaniche (per esempio per la produzione di materiali compositi, come particolari materiali ottenuti dal mescolamento di scarti di falegnameria e PHA, o per l¿impiego di PHA come donatore di elettroni negli interventi di declorazione riduttiva in acque di falda contaminate), valorizzando in questo modo l¿intero processo.