Panoramica del Progetto ALGAEN

La produzione sostenibile di biodiesel da microalghe rappresenta il primo passo verso una filiera algale efficiente e competitiva. L’obiettivo è superare le principali limitazioni dei sistemi convenzionali, migliorando l’efficienza del processo, riducendo il consumo di risorse e ponendo le basi per una futura industrializzazione della tecnologia. A tal proposito, il WP1 sviluppa una piattaforma tecnologica integrata per la produzione e valorizzazione sostenibile delle microalghe, combinando soluzioni ingegneristiche avanzate per la coltivazione e l’estrazione dei lipidi.

Bittor Labs è responsabile della progettazione e della messa in esercizio dell’impianto di fotobioreattori da 500L, il cui design è finalizzato a migliorare la miscelazione di nutrienti, la dissoluzione della CO₂ e la dispersione delle microalghe, massimizzando la resa in biomassa ad alto contenuto lipidico. Inoltre, l’obiettivo è portare l’impianto dimostrativo fino a un livello di maturità tecnologica TRL 7.

Microchannel Devices (MCD) sviluppa invece il modulo innovativo per l’estrazione dei lipidi mediante CO₂ supercritica (SCCO₂). La soluzione microfluidica integra estrazione, separazione e riciclo della CO₂ in un sistema compatto e modulare, progettato per operare in continuo, ridurre l’impiego di solventi e migliorare l’efficienza estrattiva. MCD ne cura la progettazione, realizzazione e validazione fino al TRL 6-7.

L’ottimizzazione integrata delle fasi di coltivazione ed estrazione consente così di affrontare due dei principali fattori limitanti per la competitività del biodiesel da microalghe, contribuendo a ridurre i costi e a migliorare la sostenibilità complessiva del processo.

Microalghe Estrazione Bittor Labs MCD

Validare l’intera filiera di produzione del biodiesel da microalghe rappresenta il passaggio fondamentale per dimostrare la fattibilità e la scalabilità della tecnologia sviluppata.

Il WP2 porta il processo a TRL 7, integrando la coltivazione delle microalghe su scarti liquidi industriali, la raccolta della biomassa, l’estrazione dei lipidi e la successiva produzione di biodiesel, in condizioni operative progressivamente più vicine a quelle industriali.

Bittor Labs è responsabile della caratterizzazione chimica e dell’impiego degli scarti liquidi provenienti dalla filiera lattiero-casearia e dalla digestione anaerobica, nonché della validazione del sistema di fotobioreattori. L’obiettivo è dimostrare la capacità dell’impianto di utilizzare reflui reali come fonte di nutrienti, favorendone il recupero e garantendo una produzione stabile di biomassa algale ad alto contenuto lipidico.

IIT è invece responsabile dello sviluppo di un protocollo di coltivazione delle microalghe sugli scarti industriali selezionati, definendo e ottimizzando le condizioni operative e monitorando i principali parametri chimico-fisici e biologici, con l’obiettivo di valutare le prestazioni e la stabilità del processo.

Microchannel Devices (MCD) valida il modulo di estrazione dei lipidi mediante CO₂ supercritica (SCCO₂) e completa la filiera attraverso la produzione e caratterizzazione del biodiesel ottenuto.

Microalghe Estrazione Bittor Labs IIT MCD

Valorizzare i sottoprodotti della produzione di biodiesel è il passo successivo verso una bioraffineria algale realmente circolare. Il WP3 sviluppa soluzioni per trasformare i residui della filiera in nuovi prodotti a elevato valore aggiunto, con particolare attenzione alla produzione di bioidrogeno e acido crotonico. IIT studia la valorizzazione della biomassa algale esausta attraverso processi di dark fermentation, ottimizzando le condizioni operative per massimizzare la produzione di bioidrogeno e validando il processo in continuo. Parallelamente, glicerolo di scarto dalla produzione del biodiesel, e acque reflue del fotobioreattore vengono valorizzati attraverso un processo biotecnologico basato sulla produzione di molecole per applicazioni nell’industria chimica. Il percorso si completa con un’analisi tecno-economica e ambientale dell’intera piattaforma, attraverso TEA e LCA, per valutarne la fattibilità, la sostenibilità e i potenziali benefici rispetto a scenari convenzionali. Il WP3 contribuisce così a trasformare gli scarti della produzione di biodiesel in nuove risorse, massimizzando il recupero di materia ed energia e rafforzando la sostenibilità complessiva della bioraffineria algale.

Valorizzazione IIT

Produrre biocarburanti dalle microalghe è solo il primo passo. Il WP4 porta biodiesel e bioidrogeno verso la loro applicazione nei sistemi motore, verificandone prestazioni, efficienza ed emissioni. Il Politecnico di Torino studia il comportamento dei biocarburanti nei processi di iniezione e combustione, attraverso sperimentazione e modellazione, individuando le condizioni di funzionamento più efficienti. Il biodiesel algale viene inoltre testato su motori diesel di grande cilindrata. Parallelamente, FPT Industrial studia l’impiego del bioidrogeno nei motori a combustione, affrontando le criticità legate alla combustione anomala e sviluppando strategie di controllo per migliorare efficienza e affidabilità. Il percorso si completa con una valutazione della sostenibilità ambientale delle soluzioni sviluppate, confrontando biodiesel algale e bioidrogeno con il gasolio convenzionale lungo l’intero ciclo di vita.

POLITO FPT Industrial Motori

Il WP5 è responsabile della visibilità del progetto ALGAEN e della condivisione dei suoi risultati con partner, istituzioni e comunità scientifica. Il fulcro dell'attività è la realizzazione di un sito web aggiornato con notizie sull'avanzamento tecnico, foto di laboratorio e video dimostrativi dei prototipi. A questo si affiancano la diffusione di contenuti sui canali social dei partner, la partecipazione a conferenze ed eventi e la pubblicazione di articoli scientifici e divulgativi (NEWS). Il WP5 è coordinato da IIT e si sviluppa lungo l'intera durata del progetto.

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