Applicazione della metodologia Life Cycle Assessment a un processo early-stage di produzione di biopolimeri da biomasse di scarto

L’ingente volume di rifiuti alimentari generati ogni anno rappresenta una criticità ambientale che può essere affrontata attraverso la loro valorizzazione in prodotti ad alto valore aggiunto, tra cui biopolimeri ottenuti mediante bioraffinerie innovative. Parallelamente, lo sviluppo di tali materiali di origine biologica può contribuire a ridurre la dipendenza dalle plastiche petrolchimiche e i relativi impatti. Il presente lavoro di tesi analizza le prestazioni ambientali di due processi condotti a scala di laboratorio per la produzione di due biopolimeri, poliidrossialcanoati (PHA) e chitosano, a partire da larve di Hermetia illucens alimentate con rifiuti alimentari. Tali processi sono stati valutati mediante elaborazione di un bilancio di massa e applicazione della metodologia Life Cycle Assessment (LCA), con l’obiettivo di individuare le principali criticità ambientali e fornire elementi utili a orientarne lo sviluppo su scala di maturità tecnologica maggiore. Il bilancio di massa ha permesso di quantificare i flussi di materia, evidenziando come aspetto particolarmente critico l’elevato impiego di solventi organici con caratteristiche di pericolosità e tossicità non trascurabili, associato a un basso tasso di recupero e alla scarsa attenzione verso sistemi di riutilizzo. Ha inoltre consentito di quantificare le perdite di biomassa lungo il processo, portando alla revisione del flusso operativo e a un conseguente incremento della capacità di recupero della frazione lipidica contenuta nelle larve. Lo studio LCA ha consentito di determinare, tra le condizioni operative esplorate, quelle migliori sotto il profilo ambientale, e ha messo in luce come il consumo energetico nella fase di essiccazione del pellet di PHA e l’utilizzo di enzimi nella fase di estrazione del polimero rappresentino i principali contributori all’impatto complessivo. Sono state quindi proposte strategie alternative finalizzate al miglioramento dell’ecocompatibilità del sistema.