I composti fenolici, come il guaiacolo e il siringolo, sono sostanze chimiche versatili con applicazioni in una vasta gamma di settori, dalla generazione di energia alla produzione di prodotti chimici specializzati e alla manipolazione del sapore e dell’odore degli alimenti. Nonostante il costante aumento della produzione industriale di fenoli, che ha registrato un tasso di crescita annuale medio del 2,5% negli ultimi cinque anni, la crescente domanda di questi composti continua a superare l’offerta. Il principale ostacolo a una produzione più sostenibile è il fatto che la maggior parte dei fenoli industriali viene attualmente ottenuta da fonti fossili, in particolare dal benzene, con conseguenti impatti ambientali significativi.
Tuttavia, esistono alternative promettenti per ottenere questi composti in modo sostenibile. Questo articolo esplorerà come l’ampia disponibilità di biomassa agricola, in particolare il residuo dell’industria dell’olio d’oliva noto come “sansa” o “nocciolo,” possa essere sfruttata per produrre composti fenolici in modo sostenibile.
Biomassa agricola come risorsa chiave
L’agricoltura rappresenta una fonte significativa di biomassa, con una quantità considerevole di rifiuti e sottoprodotti generati dal settore agroindustriale. Questi materiali, noti come biomassa lignocellulosa, rappresentano una risorsa preziosa e rinnovabile che può essere utilizzata per produrre energia con un impatto neutro sul carbonio a livello globale.
La sfida dei residui dell’olio d’oliva
L’industria dell’olio d’oliva, deve affrontare il complesso problema della gestione dei significativi volumi di rifiuti generati durante il processo di produzione. Tra questi rifiuti, i noccioli di olive rappresentano la componente principale. Questi residui possono talvolta essere fino a quattro volte più voluminosi rispetto al prodotto finale, creando serie preoccupazioni ambientali a causa delle difficoltà legate alla loro gestione adeguata.
Il nocciolo di olive, un sottoprodotto chiave del processo di produzione dell’olio d’oliva, è una miscela di frammenti di polpa d’oliva, residui di noccioli e buccia. Dopo essere stato sottoposto a un processo di essiccazione, questo residuo conserva ancora un contenuto di umidità di circa il 60-65%. È in questa fase che diventa noto come sansa di oliva, una materia prima che può essere utilizzata per produrre composti fenolici e energia.
Biomassa come fonte di energia rinnovabile
La produzione di composti fenolici da biomassa comporta l’uso di tecnologie termo-chimiche, tra cui la pirolisi rapida, una tecnica che decompone la biomassa tramite il calore in assenza di ossigeno. Questo processo converte la biomassa lignocellulosa in forme ad alta capacità di stoccaggio energetico, come il bio-olio. L’uso di biomassa come materia prima e fonte di energia rinnovabile, insieme alle tecnologie termo-chimiche, apre nuove prospettive per uno sfruttamento sostenibile delle risorse del settore agroindustriale e la produzione di composti fenolici di alto valore dal nocciolo di olive.
Tuttavia, nonostante i progressi, sono necessari ulteriori miglioramenti per massimizzare il rendimento nella produzione di composti fenolici da biomassa.
Impatto dei metalli nel bio-olio
I metalli alcalini e alcalino-terrosi (AAEM, dall’inglese Alkali and Alkaline Earth Metals) presenti nella biomassa hanno un impatto significativo sulla distribuzione dei prodotti ottenuti durante la pirolisi rapida del bio-olio. Questi metalli possono influire negativamente sulla qualità del bio-olio promuovendo la formazione di acqua e acidi organici.
Pertanto, è essenziale sviluppare processi di smineralizzazione efficienti per rimuovere questi minerali dalla sansa di olive e migliorare così la produzione di composti fenolici. Diverse tecniche di pretrattamento sono state studiate per rimuovere gli AAEM, tra cui il lavaggio con acqua, acido e alcali. Il lavaggio con acido si è dimostrato efficace nel rimuovere completamente i componenti inorganici dalla materia prima, migliorando la qualità e il rendimento del bio-olio. Inoltre, il lavaggio alcalino svolge un ruolo importante nel migliorare la qualità della biomassa. Sciogliendo la cellulosa e la lignina, il lavaggio alcalino può migliorare l’accessibilità dei componenti lignocellulosici, facilitando la rottura delle complesse strutture durante la pirolisi. Ciò porta a una maggiore produzione di composti fenolici e una diminuzione della formazione di sottoprodotti indesiderati, aumentando ulteriormente l’efficienza del processo di pirolisi rapida.
Conclusioni
La produzione di composti fenolici a partire dal nocciolo di olive utilizzando il processo di pirolisi rapida, combinato con le tecniche di pretrattamento, rappresenta una soluzione sostenibile e rinnovabile per ottenere prodotti chimici e energia. Questa approccio sfrutta il potenziale della biomassa agricola, riducendo al minimo l’impatto ambientale e contribuendo al passaggio verso un’economia più sostenibile. La combinazione di risorse abbondanti e tecnologie avanzate apre nuove prospettive per l’industria chimica e energetica, dimostrando che la sostenibilità e l’innovazione possono andare di pari passo.
