Recovery of long dicarboxylic acid chains from aqueous media with solvent based membrane systems.

La crescente promessa di produrre acidi organici attraverso percorsi fermentativi, come punto di partenza per le bioplastiche, ha ravvivato l’interesse scientifico sull’estrazione degli acidi organici dai brodi di fermentazione microbica. Infatti, la fermentazione microbica è un promettente metodo di produzione di lunghe catene di acidi dicarbossilici (LDCAs) da biomasse rinnovabili (come olio esausto). Purtroppo, la separazione dei DCAs da miscele acquose è ancora una sfida a causa dei costi dei processi di downstream (DSP) che costituiscono il 60% dei costi totali e li rendono superiori a quelli dei processi chimici. Il progetto WODCA (Waste Oil to Dicarboxylic Acids), realizzato da diversi partner di R&S tra cui VITO, l'Istituto fiammingo per la ricerca tecnologica, si è concentrato su questo obiettivo, a cui ho partecipato lavorando, in particolare, sui passaggi DSP. In particolare, il case study presentato si è concentrato sull'estrazione degli LDCAs (DC12, DC16, DC18) da un feed sintetico acquoso che ha simulato il brodo di fermentazione reale. Per il recupero degli LDCAs, sono stati eseguiti esperimenti di estrazione liquido-liquido (LLE) e di estrazione a membrana, sia fisici che reattivi (MBSE e MBRE), con membrane microporose, così come con membrane dense. MBSE ha mostrato una bassa efficienza di estrazione (EE%), mentre quelle polimeriche sono state in grado di raggiungere valori più elevati. MBRE ha invece mostrato EE% più elevati grazie al ruolo dell'estrazione reattiva. I migliori risultati in termini di estrazione a membrana sono stati ottenuti dal set-up MBRE mentre il miglior risultato in termini assoluti è stato ottenuto dalla LLE reattiva. Sfortunatamente, anche se la LLE mostra i migliori risultati, il problema affrontato da questa tecnologia è che non può essere combinata con la bioproduzione, poiché i solventi sono tossici per i microorganismi, che hanno bisogno di un dispositivo di separazione che può essere fornito dalla membrana.