Economia circolare per la valorizzazione dei sottoprodotti della filiera agrumicola siciliana

Economia circolare per la valorizzazione dei sottoprodotti della filiera agrumicola siciliana

Lo scenario

Il settore agrumicolo in Sicilia rappresenta un pilastro fondamentale dell’economia regionale, con le province di Catania e Siracusa che ne costituiscono il fulcro, occupando circa il 60% della superficie agricola totale della regione. Nonostante la tradizione consolidata e l’ampia varietà di prodotti, questo settore si distingue per la produzione significativa di sottoprodotti. Definiti come prodotti secondari generati in modo continuativo durante il processo industriale, i sottoprodotti del comparto agrumicolo siciliano rappresentano circa il 10% dei rifiuti agricoli regionali. Questi sottoprodotti derivano principalmente dalla lavorazione e trasformazione delle materie prime agricole, caratterizzate da un basso impatto ambientale e da elevata biodegradabilità. I processi produttivi, assimilabili a una sorta di “bio-raffinazione”, separano le risorse in diverse componenti, ognuna con specifiche caratteristiche e applicazioni.

Tuttavia, dalle interviste condotte con le aziende agrumicole delle province di Catania e Siracusa emerge un problema: la classificazione erronea dei sottoprodotti come “rifiuti”. Questa interpretazione non solo genera un carico amministrativo ed economico superfluo, ma anche un impatto ambientale negativo, poiché materiali di valore potenziale vengono indirizzati verso metodi di smaltimento meno sostenibili, come le discariche.

Questa situazione crea distorsioni nel funzionamento del mercato agricolo, con conseguenze economiche sia per i produttori costretti a gestire lo smaltimento dei materiali ancora utilizzabili, sia per gli utilizzatori che devono ricorrere a fonti di approvvigionamento alternative e più costose. Inoltre, si rischia di perdere opportunità di impiego efficiente dei sottoprodotti, con impatti negativi sull’ambiente e sul ciclo produttivo nel suo complesso.

Da sottoprodotto a risorsa

Da sottoprodotto a risorsa

I sottoprodotti della filiera agrumicola sono ricchi di molecole e composti bioattivi che possono essere estratti e valorizzati per svariate applicazioni. Tra questi, si annoverano composti fenolici, flavonoidi, terpeni e oli essenziali. I composti fenolici, noti per le loro proprietà antiossidanti, antinfiammatorie e antitumorali, sono abbondanti nelle bucce degli agrumi e offrono benefici per la salute umana. I flavonoidi, presenti principalmente nella parte bianca delle bucce e nei fiori di agrumi, mostrano attività antinfiammatoria, antiossidante e vaso-protettiva. I terpeni, come limonene e citrali, contribuiscono al profumo caratteristico degli agrumi e possiedono proprietà antimicrobiche e antinfiammatorie. Gli oli essenziali, estratti principalmente dalla scorza degli agrumi, sono ricchi di composti volatili che conferiscono aroma e sapore agli alimenti, oltre a offrire benefici per la salute, come proprietà antimicrobiche e antiossidanti. Estratti da questi sottoprodotti agrumicoli, questi composti bioattivi possono essere utilizzati in settori come la nutraceutica, la cosmetica, la farmaceutica e l’industria alimentare per sviluppare prodotti innovativi e funzionali.

Il progetto

Il progetto

Il progetto CITRUS mira a rivoluzionare il settore agrumicolo siciliano attraverso l’introduzione di pratiche innovative per la gestione dei rifiuti e dei sottoprodotti, in linea con i principi dell’economia circolare e l’impiego di tecnologie green.

Una delle principali innovazioni è l’utilizzo di tecnologie estrattive basate sulla CO2 supercritica, una tecnologia che consente un recupero ottimale di composti bioattivi derivati dagli agrumi, con l’obiettivo di produrre agrofarmaci, alimenti fortificati e novel food da introdurre sul mercato siciliano e nazionale.  Inoltre, il progetto prevede l’utilizzo dei sottoprodotti privati dei loro componenti bioattivi per la produzione di syngas tramite gassificazione e biochar (carbone) utilizzabile come ammendante agricolo.

Gli obiettivi

Gli obiettivi

Tra gli obiettivi principali vi è l’estrazione di composti bioattivi dalle bucce di agrumi e dai fiori di zagara mediante tecnologia a SFE (Supercritical Fluid Extraction), al fine di ottenere fitoestratti per la produzione di agrofarmaci e alimenti fortificati. Questi estratti, ricchi di composti fenolici, flavonoidi e terpeni, sono destinati a sperimentazioni per verificare la loro attività antibatterica ed antimicrobica, oltre alla loro applicazione come ingredienti funzionali in prodotti nutraceutici e cosmetici. Parallelamente, il progetto prevede il recupero energetico dagli scarti attraverso la gassificazione, un processo chimico che converte materiali ricchi in carbonio in gas di sintesi utilizzabile come combustibile. I sottoprodotti di questo processo, come il biochar, sono destinati a essere impiegati come ammendante agricolo, grazie alla loro capacità di migliorare la fertilità del suolo e contribuire alla depurazione ambientale. Questa approfondita ricerca scientifica mira a promuovere pratiche sostenibili nell’industria agrumicola, con benefici sia ambientali che economici.

Aspetti tecnico-scientifici

Aspetti tecnico-scientifici

CO2 supercritica

L’estrazione con fluidi supercritici (SFE) si è affermata come una delle tecniche preferite per il trattamento di una vasta gamma di materie prime nel settore alimentare, farmaceutico e cosmetico. Tra i vari fluidi supercritici disponibili, la CO2 è la scelta più idonea. Questo perché è atossica, inerte, non infiammabile, economica, riciclabile e innocua per l’ambiente. La tecnologia di estrazione con CO2 è considerata una delle più moderne e pulite, senza produrre residui o utilizzare solventi dannosi. Dopo l’estrazione, la pressione diminuisce e la CO2 perde la sua capacità solvente, consentendo alle sostanze solute di essere recuperate in forma concentrata e pura. Questo processo è stato approvato dalla FDA come GRAS (generalmente riconosciuto come sicuro). Gli estratti CO2 sono anche microbiologicamente stabili e non richiedono particolari condizioni di conservazione, essendo praticamente sterili. A differenza delle tecniche convenzionali, l’estrazione con CO2 è altamente selettiva e non comporta stress termico né l’uso di solventi organici. Queste caratteristiche la rendono particolarmente adatta per l’estrazione di sostanze biologiche, come principi attivi ed estratti di erbe officinali, preservando al contempo la stabilità delle sostanze sensibili alle alte temperature.

Gasificazione

La gasificazione è un processo innovativo e sostenibile che converte i materiali organici ricchi in carbonio in un gas combustibile noto come syngas. Durante la gasificazione, il materiale viene riscaldato a temperature elevate in un ambiente privo di ossigeno, causando la decomposizione termica. Il risultato è una miscela di gas composta principalmente da monossido di carbonio (CO) e idrogeno (H2), insieme ad altri composti gassosi. Il syngas prodotto È una fonte energetica versatile che può sostituire il gas naturale e il carbone nei processi di combustione. Inoltre, il syngas può essere utilizzato per la produzione di elettricità tramite motori a combustione interna o turbine a gas. Oltre alla produzione di syngas, durante il processo di gasificazione si genera anche biochar, un materiale solido carbonioso con una struttura porosa. Il biochar migliora la fertilità del suolo, aumenta la resa delle colture e riduce l’uso di fertilizzanti chimici. Inoltre, contribuisce alla depurazione ambientale rimuovendo contaminanti dal terreno e preservando la qualità delle acque sotterranee.

Stakeholder

Gli estratti bioattivi ottenuti dalle bucce di agrumi e dai fiori di zagara attraverso la Supercritical Fluid Extraction (SFE) rappresentano un potenziale prezioso per diverse industrie, dall’alimentare al cosmetico, al farmaceutico. Questi estratti, ricchi di composti fenolici, flavonoidi e terpeni, sono destinati a sperimentazioni per valutarne l’attività antibatterica ed antimicrobica, oltre che come ingredienti funzionali in nutraceutici e cosmetici. Parallelamente, il progetto affronta la questione degli scarti attraverso la gassificazione, un processo che trasforma i materiali ricchi in carbonio in gas di sintesi utilizzabile come combustibile. Ciò non solo offre una soluzione sostenibile per il trattamento degli scarti, ma genera anche un’opportunità per il settore energetico. Inoltre, i sottoprodotti della gassificazione, come il biochar, possono essere impiegati come ammendante agricolo, contribuendo così alla salute del suolo e alla depurazione ambientale. Gli stakeholder di questo progetto includono diversi settori industriali, dalle aziende agricole e alimentari a quelle cosmetiche e farmaceutiche, fino alle istituzioni accademiche e agli enti governativi. I consumatori, infine, trarranno vantaggio dai prodotti arricchiti con gli estratti bioattivi e dall’impatto positivo sull’ambiente dell’industria agrumicola. In definitiva, questo progetto rappresenta un’opportunità unica per promuovere pratiche sostenibili e generare valore sia economico che ambientale.