Il progetto ENGICOIN è stato finanziato tramite il programma europeo per la ricerca e l’innovazione Horizon 2020. L’acronimo si riferisce a: Engineered microbial factories for CO2 exploitation in an integrated waste treatment platform.
Il progetto mira infatti allo sviluppo di tre Microbial Factories (MF), integrate in una piattaforma di digestione anaerobica di rifiuti urbani, basata su ceppi geneticamente modificati (engineered strains) che sfruttano le fonti di CO2 e le radiazioni solari rinnovabili o l’idrogeno, per la produzione di prodotti chimici a valore aggiunto. Questi, in particolare, sono:
MF.1) I cyanobacteria Synechocystis, per produrre acido lattico dai gas di scarico della combustione del biogas oppure flussi di CO2 pura e a costo zero derivante dal processo di purificazione del biogas in biometano.
MF.2) Ralstonia eutropha, aerobica e resistente ai metalli tossici, per produrre bioplastiche PHA dalla combustione di gas di scarico del biogas e fonti di carbonio complementari derivate dalla digestione dell’AD.
MF.3) il batterio anaerobico Acetobacterium woodii per produrre acetone dai flussi di CO2 derivante dal processo di purificazione del biogas in biometano.
L’alta integrazione dei processi è consentita sfruttando fonti di calore a bassa temperatura (ad esempio, con un motore a biogas cogenerativo oppure con un elettrolizzatore PEM), gas side-stream (ad esempio, O2 proveniente dall’elettrolisi, CO2 proveniente dalla purificazione del biometano), elettricità a basso prezzo prodotta durante le ore notturne da un’unità di cogenerazione con motore a biogas o da condizioni di esercizio intensificate (ad esempio, fino a 10 bar di pressione per il bioreattore che produce acetone anaerobico; fotobioreattore LED integrato).
Questa è una caratteristica fondamentale per raggiungere prezzi di vendita competitivi dei prodotti chiave (1.45 €/kg per l’acido lattico, 3.5 €/kg per i PHA 1 €/kg per l’acetone).
Oltre alla principale piattaforma applicativa (una bioraffineria anaerobica basata su rifiuti organici) gli innovativi processi di produzione sviluppati presentano un grande potenziale di valorizzazione in altri contesti applicativi: gas di scarico provenienti da differenti attrezzature di combustione (come ad esempio i forni per cemento), flussi di CO2 derivati da fermentazione alcolica (ad esempio, le bioraffinerie lignocellulosiche, i birrifici), etc.
(clicca per espandere lo schema di progetto di Engicoin)
Il ruolo di Envipark
Envipark collabora al progetto come terza parte di ACEA, fornendo le proprie infrastrutture e la propria conoscenza nell’ambito di esperimenti sui consorzi batterici, specialmente per quanto riguarda il primo stadio di digestione anaerobica, finalizzato alla produzione simultanea di H2 (miscelata con CO2, in rapporto di circa 1:1), e di acidi grassi volatili (VFAs) all’interno del digestato. Nonostante le attività pilota (reattori da 500 L) sia stata condotta da Envipark con l’obiettivo di aumentare la produzione di H2 e dunque senza particolare attenzione a modificare i parametri di processo della produzione di VFA, quest’ultima è stata assolutamente significativa: i livelli di acido acetico si innalzano fino a 4300 mg/kgdig, quelli di acido propionico fino a 3500 mg/kgdig, l’acido formico fino a 300 mg/kgdig, l’acido butirrico fino a 1500 mg/kgdig, l’acido valerico fino a 9500 mg/kgdig, l’acido caproico fino a 4800 mg/kdig, l’acido eptanoico fino a 2100 mg/kgdig.