l progetto è suddiviso in diverse azioni operative a cui si aggiungono le attività di coordinamento, di divulgazione dei risultati ed implementazione della rete PEI e l’attività di formazione per le aziende agricole.
Raccolta, stoccaggio e stigliatura steli di canapa La raccolta degli steli di canapa verrà effettuata con l’utilizzo di falcia-andanatrici e roto-imballatrici dotate della possibilità di fasciare la biomassa raccolta (rotoballe) per stoccare il materiale all’aperto. Tali rotoballe verranno successivamente stigliate presso impianti di separazione della fibra; si otterrà il 15% circa di fibra che varrà successivamente macerata e l’85% circa di canapulo (midollo legnoso) che verrà trasferito presso la sede del micro-carbonizzatore prototipale per essere carbonizzato.
Macerazione ed estrazione fenoli La macerazione è Il processo che consente la separazione e l’estrazione delle fibre dai tessuti circostanti, attraverso la digestione della componente pectica e delle altre sostanze cementanti, operata dalla flora macerante che si trova naturalmente sui fusti della canapa.
L’innovazione proposta da SCARABEO consiste nel pretrattamento meccanico degli steli che, rispetto al metodo tradizionale di macerazione degli steli interi, consente di ridurre:
- la quantità di acqua necessaria al processo
- i tempi di macerazione
- la quantità di scarti prodotti e l’impatto ambientale del processo
La macerazione verrà condotta in condizioni controllate, in un bioreattore aperto che dotato di un sistema di insufflazione forzata di aria, e di un sistema di ricircolo del liquor di macerazione ha permesso di ottenere una macerazione spinta, producendo fibre perfettamente macerate e di ottima qualità in soli 3-4 giorni. Verrà analizzato il liquido di macerazione in particolare per la caratterizzazione e valorizzazione dei composti fenolici, probabilmente originatesi dalla degradazione microbica della lignina.
Trattamento fibra macerata di canapa con allevamento di larve Verranno allevati esemplari del dittero Hermetia illucens per il successivo utilizzo delle larve per la riduzione delle sostanze mucillaginose rimaste adese alla fibra di canapa macerata. La scelta di sviluppare all’interno del progetto, sia la fase di allevamento che quella di utilizzo vero e proprio delle larve e la loro successiva valorizzazione energetica per la produzione di biodiesel e biogas, è motivata dalla volontà di monitorare tutte le fasi del ciclo vitale degli insetti, i diversi parametri fisici/ambientali relativi alla loro attività e quantificare la loro resa nella produzione di biocarburanti. L’impianto di allevamento allestito in opportune strutture confinate, sarà dotato di una mini PLC in grado controllare in tempo reale, ed in maniera costante ed autonoma, parametri quali temperatura, umidità relativa e illuminazione, al fine di consentire l’accoppiamento degli adulti che avviene durante il volo ed è fortemente condizionato dal tipo di radiazione luminosa. Nelle gabbie di accoppiamento saranno predisposti opportuni rifugi funzionali alla deposizione e successiva raccolta delle uova.
Carbonizzazione Presso la centrale termica dell’Università degli Studi di Parma si trova un micro carbonizzatore innovativo dotato di un sistema di alimentazione specifico per i residui colturali provenienti dalle aziende agricole. L’innovazione tecnologica del prodotto consiste nella possibilità di carbonizzare, senza pretrattamento, materie di scarto delle filiere agroalimentari come fonte sostenibile di energia termica ed elettrica; il processo converte la materia organica in fonte di energia rinnovabile (syngas), con produzione di biochar da usare come ammendante per il sequestro di carbonio nei suoli agricoli.
Prove agronomiche Presso l’Azienda Freppoli verrà seminata la canapa per produrre il materiale da strigliare e macerare. Presso le Aziende Rossi e Binelli saranno seminate due diverse varietà di canapa. In ciascuna azienda verrà in seguito individuata un’area in cui verrà distribuito biochar ottenuto dalla carbonizzazione del canapulo. Saranno poi eseguiti rilievi agronomici quanti-qualitativi sulla coltura al momento della maturazione. Presso Azienda Stuard verrà realizzata una prova di confronto varietale in cui verranno seminate le due varietà scelte per le aziende agricole piacentine.
Analisi di Laboratorio I partner di ricerca effettueranno diversi tipi di analisi:
- caratterizzazione del liquido di macerazione, in particolare fenoli.
- analisi sul biochar, prodotto dalla pirogassificazione del canapulo, per il suo utilizzo come ammendante