Conversia subproduselor de la fabricarea biocombustibililor in bioproduse destinate nutritiei si protectiei plantelor - CONVERTOL

Conversia subproduselor de la fabricarea biocombustibililor in bioproduse destinate nutritiei si protectiei plantelor - CONVERTOL

Rezumat -

Utilizarea biocombustibililor rezulta intr-un ciclu al carbonului inchis, deoarece cantitatea de CO₂ emisa la ardere este de aceeasi marime cu cea pe care plantele (sorg, rapita, porumb) o absorb in perioada de vegetatie. Producerea si folosirea biocombustibililor determina tot 545i85f usi o serie de efecte asupra mediului. Una din principalele probleme este cea rezultata din excesul de co-produse care pot genera deseuri aditionale si dezechilibreaza pietele specifice traditionale.

In proiect se propune o utilizare durabila a subproduselor biocombustibililor (reducand potentialului de producere al deseurilor prin fabricarea de biocombustibili) printr-o platforma integrata de producere de biopesticide, biofertilizanti si amelioratori de sol. In cadrul acestei platforme integrate au fost considerate urmatoarele co-produse de la fabricarea bioetanolului: (i) bagasa de sorg zaharat si borhotul de porumb si (ii) drojdia de fermentatie alcoolica si (iii) glicerina bruta / apele glicerinoase de la fabricarea biodieselului si (iv) sroturile de rapita si tulpinile de rapita de la fabricarea biodieselului.

Proiectul a realizat un ciclu tehnologic integrat (si interconectat) pentru valorificarea co-produselor de la fabricarea biocombustibililor pentru producerea de biomasa de drojdie comestibila, amelioratori de sol cu eticheta ecologica, biopesticide, biofertilizanti si biofumiganti. Schema platformei tehnologice integrate pentru bioconversia in ciclu integrat a acestor co-produse in (bio)produse pentru protectia si nutritia plantelor este reprezentata grafic in fig.1.

Fig. 1. Reprezentarea ciclului tehnologic integrat pentru valorificarea co-produselor de la fabricarea biocombustibililor pentru producerea de ciuperci comestibile, amelioratori de sol cu eticheta ecologica, biopesticide, biofertilizanti si biofumigant sol.

Ciclul tehnologic integrat (si interconectat) pentru bioconversie este realizat prin urmatoarele obiective masurabile ale proiectului: (i) un procedeu de utilizare a bagasei de sorg zaharat pentru producerea de biomasa comestibila de ciuperci lignocelulozice Pleurotus; (ii) un bioproces de convertire a substratului epuizat de la cultivarea ciupercilor in amelioratori de sol cu eticheta ecologica; acest ameliorator de sol este produs intr-o (iii) instalatie nou creata, dupa inocularea cu (iv) bioproduse cu eliberare controlata pe baza tulpinilor active de Bacillus subtilis si Trichoderma viride rezultate de la (v) procesul de cultivare al microorganismelor pe medii cu glicerina bruta si plasmolizat de drojdie de fermentatie si (vi) un proces inovativ de conditionare prin prindere microorganismelor in hidrogeluri stranse; (vii) biopesticide pe baza tulpinilor active de Bacillus subtilis si Trichoderma viride rezultate printr-un (v) un proces de cultivare a microorganismelor pe medii cu glicerol brut si (vii) conditionare prin adsorbtie in substrat epuizat de la cresterea ciupercilor sterilizat prin iradiere g (viii) biofertilizanti pe baza de Rhizobium spp., Pseudomonas fluorescens, Azospirillum spp. rezultati printr-un (v) un proces de cultivare a microorganismelor pe medii cu glicerol brut si (vii) conditionare prin adsorbtie in substrat epuizat de la cresterea ciupercilor sterilizat prin iradiere g (ix) un biofumigant de sol produs printr-un (x) proces de formulare a sroturi de rapita (sursa de glucozinolati) si tulpini de rapita (sursa de mirozinaza).

Proiectul a fost realizat intr-o maniera complexa si a implicat 7 (sapte) entitati publice de C-D, universitati si institute de cercetare. Practic toate obiectivele acestui proiect au un caracter inovativ. Argumente pentru aceasta afirmatie sunt prezentate mai jos.

(i)     este deja brevetata o procedura pentru cultivarea ciupercilor Pleurotus pe bagasa de trestie de zahar, dar nu exista pana in prezent abordari pentru utilizarea bagasei de sorg pentru cultivarea ciupercilor comestibile;

(ii)   composturi represive pentru fitopatogeni sunt produse pornind de la resturile vegetale horticole, dar substratul epuizat de la cultivarea ciupercilor nu a mai fost folosit pentru a produce astfel de compost;

(iii) bioproduse cu eliberare controlata sunt elaborate de zeci de ani, dar pana acum nu s-au folosit pentru o colonizare masiva cu microorganisme antagoniste pentru fitopatogeni a substratului epuizat de la cultura ciupercilor;

(iv) instalatia (un echipament de fermentare in stare solida, utilizabil cu variate surse de energie, inclusiv tractoare agricole) folosita pentru asigurarea reproductibilitatii bioprocesului de biocompostare este o noua dezvoltare;

(v)   procesul de trapare a microorganismelor aflate in stare de dormanta intr-o matrice de hidrogel stransa este de asemenea o noua dezvoltare;

(vi) glicerolul este o sursa obisnuita de energie si carbon in mediile de cultura ale microorganismelor, dar nu exista propuneri semnificative pentru folosirea glicerinei brute de la fabricarea biodieselului in mediile de cultura ale microorganismelor utile plantelor de cultura;

(vii)           diferite subproduse agricole au fost folosite pentru conditionarea bacteriilor din grupul Rhizobium, dar substratul epuizat de la cultura ciupercilor nu a fost utilizat pentru acest scop;

(viii)         au fost produsi biofumiganti din diferite sroturi / fainuri cu un continut ridicat de glucozinolati, dar pana acum nu s-a realizat un produs peletizat care sa contina o sursa de glucozinolati (ca din sroturile de rapita) si o sursa de mirozinaza (enzima care elibereaza lent izotiocianatii din sroturile de rapita).

Din proiect au rezultat zece (10) noi produse (1 ameliorator de sol cu eticheta ecologica rezultat din substratul epuizat de la cresterea ciupercilor Pleurotus pe bagasa de sorg zaharat si borhot de porumb; 2 bioproduse cu eliberare controlata pe baza de T. viride si B. subtilis; 1 echipament pentru fermentarea in stare solida a susbtratului epuizat de la cultivarea ciupercilor cu bioproduse cu eliberare controlata pe baza de B. subtilis si T. viride; 3 bioproduse pentru nutritia plantelor pe baza de B. japonicum, R. leguminosarum bv. phaseoli si A. brasiliensis, produse prin utilizarea ca material purtator a susbtratului epuizat de la cultura ciupercilor sterilizat prin iradiere g 2 bioproduse pentru protectia plantelor pe baza de B. subtilis si T. viride produse prin utilizarea ca material purtator a susbtratului epuizat de la cultura ciupercilor sterilizat prin iradiere g 1 biofumigant rezultat din peletizarea sroturilor de rapita, ca sursa de glucozinolati si tulpini de rapita ca sursa de mirozinaza). Trei noi servicii au fost create la institutele partenere (fundamentate pe procedurile verificate pentru (i) caracterizarea moleculara a bacteriilor benefice; (ii) caracterizarea morfologica, culturala si moleculara a ciupercilor microscopice antagoniste fata de fitopatogeni; (iii) sterilizarea prin iradiere g a susbtratului epuizat de la cresterea ciupercilor). In cadrul CEEx 38 s-au dezvoltat 7 (sapte) procese tehnologice: (1) de crestere a ciupercilor Pleurotus pe bagasa de sorg zaharat (cu adaos de borhot de porumb si mangan); (2) pentru cresterea rhizobiilor, pseudomonadelor si bacililor pe medii cu glicerina bruta de la fabricarea biodieselului si plasmolizat de drojdie de fermentatie alcoolica; (3) de crestere a ciupercilor Trichoderma pe medii semi-solide, pe medii cu glicerina bruta de la fabricarea biodieselului si plasmolizat de drojdie de fermentatie alcoolica; (4) pentru producerea de biopreparate cu eliberare controlata prin traparea microorganismelor in matricea stransa a hidrogelurilor; (5) pentru transformarea substratelor epuizate de crestere in amelioratori de sol printr-un proces de bioconversie care foloseste biopreparate cu eliberare controlata pe baza de T. viride si B. subtilis; (6) de folosire a substratului epuizat, sterilizat prin iradiere g, ca suport de conditionare a microorganismelor benefice; (7) de peletizare a sroturilor de rapita si a tulpinilor de rapita.

Solutiile tehnice noi au fost incluse in 10 (zece) cereri de brevete, 4 deja depuse la OSIM (pentru procesul de producere al formularilor cu eliberare controlata; pentru procesul de crestere pe mediile cu produse de la fabricarea biocombustibililor; pentru mediu de crestere a ciupercilor Pleurotus pe baza de bagasa de sorg zaharat; pentru procesul de peletizare a sroturilor de rapita si a tulpinilor de rapita), iar 6 (sase) sunt in curs de depunere (brevete asociate urmatoarelor tulpini de microorganisme: B. japonicum SO_FR10; B. japonicum SO₆₀₀; B. japonicum SO₃₄; R. leguminosarum bv. phaseoli FL220; B. subtilis B30; T. viride Td₅₀, depozitate sau in procedura de depozitare la autoritati internationale de deposit in conformitate cu tratatul de la Budapesta).