Valorització de residus agroindustrials per a la producció de bioplàstics - VALORA

Des de fa més de 70 anys la societat té total dependència dels plàstics derivats del petroli, ja sigui per ús industrial o particular, i aquesta dependència no fa més que créixer. Els plàstics derivats del petroli tenen un fort problema mediambiental per la seva baixa biodegradabilitat i en l’actualitat estan buscant alternatives econòmica i mediambientalment sostenibles per la substitució d’aquests plàstics.
Per altra banda, la generació de residus agro-industrials també presenta nombrosos problemes de gestió. L’objectiu d’aquest projecte és la valorització de residus agro-industrials mitjançant la producció de bioplàstics, concretament de polihidroxialcanoats(PHA). A partir de residus agro-industrials (bagàs de raïm, bagàs de cervesa i pinyolada) seleccionats per les seves òptimes propietats fisicoquímiques (sòlids rics en carboni orgànic i deficitaris en nutrients) i la seva rellevància en el sector agro-industrial espanyol, la primera fase del projecte es centrarà en la producció de PHA a partir d’aquests residus mitjançant una fermentació en estat sòlid (SSF per les seves sigles en anglès) produïda per ceps microbians purs especialment seleccionats. En l’actualitat, la SSF s’ha aplicat amb èxit a la producció d’enzims, biocombustibles, biosurfactants i aromes entre d’altres, tanmateix, la SSF amb prou feines ha sigut estudiada per la producció de bioplàstics.
L’objectiu inicial d’aquesta fase és conèixer els paràmetres claus per la producció de PHA, l’estudi de les cinètiques de producció i el desenvolupament de sistemes de monitorització i control del procés. Per aquest motiu es redissenyarà una eina de control de l’activitat microbiològica que el grup ja havia dissenyat i implementat pel control del procés de compostatge de residus sòlids. La utilització de ceps purs, presenta seriosos problemes (tant operatius com econòmics) al plantejar un escalat industrial del procés, amb l’objectiu de superar aquests problemes, en una segona fase de projecte s’utilitzaran cultius microbians mixtes obtinguts de tractaments d’aigües residuals capaces de produir PHA. La selecció d’aquests microorganismes es realitza sota unes condicions molt concretes alternant períodes de festí i de fam on s’alternen fases de substrat ric en carboni orgànic i baixes concentracions de nutrients amb fases amb escassetat de carboni. Així, el microorganisme capaç d’haver-ho acumulat anteriorment completa el seu metabolisme, eliminant del sistema aquells que no són capaços de produir PHA. Un cop estudiades les poblacions microbianes, les seves cinètiques i haver desenvolupat un sistema de control, de monitoratge i modelització a escala laboratori, es desenvoluparà un protocol d’extracció de PHA en SSF.
Finalment, amb el coneixement adquirit es realitzarà un escalat de procés a escala laboratori en reactors de 5L. A més, amb la finalitat que la tecnologia es pugui transferir al sector industrial, s’avaluaran l’impacte ambiental i econòmic per determinar la viabilitat global del procés.