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Luciana G. Angelini Gruppo di ricerca sulle colture non food Dipartimento di Agronomia e Gestione dellAgroecosistema Iniziative progettuali nel settore.

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1 Luciana G. Angelini Gruppo di ricerca sulle colture non food Dipartimento di Agronomia e Gestione dellAgroecosistema Iniziative progettuali nel settore dellagricoltura non food in Toscana 12 dicembre 2005 Centro Interdipartimentale di Ricerche Agro Ambientali E. Avanzi La ricerca sulle colture a destinazione non alimentare in Toscana nellambito di progetti internazionali

2 PROGETTO SPINDIGO (2001-2004) Sustainable Production of Plant-Derived Indigo Obiettivo: reintrodurre colture da indaco naturale nei sistemi agricoli europei EU FP5 3.6 millioni 11 Partners : Finland, UK,Germany, Italy, Spain Luciana Angelini, Dipartimento di Agronomia e Gestione dellAgroecosistema (Università di Pisa) Oggi il principale impiego dellindaco è la tintura del cotone ed in particolare del tessuto denim per i jeans. Attualmente su un mercato di 120.000 t/a di coloranti sintetici prodotti, 10.000 sono rappresentati dal solo indaco di cui uno degli impieghi principali è relativo alla colorazione di jeans (si parla di cifre intorno a 10 9 paia di jeans lanno)

3 2001 London Fashion Week Boudica 2002 Pitti Immagine Uomo Karada: Corpo Nove 2003 Pitti Immagine Uomo Melys Maglieria KOS Project Spindigo – il mercato

4 SPINDIGO –Partner europei MTT Agrifood Critical Processes Reading University Bristol University LIVOS, Wieren TLL, Dornburg Pisa University Valencia University Caja Rural Valencia

5 SPINDIGO-La filiera produttiva MIGLIORAMENTO GENETICO ASPETTI AGRONOMICI E FITOTECNICA TECNOLOGIA D ESTRAZIONE PURIFICAZIONE DELL INDACO TINTURA MTT (Scandinavia) TLL (Central Europe) Bristol (Western Europe) Pisa, Valencia (Mediterranean) Pisa, TLL, Bristol Critical Processes Ltd Reading University LIVOS

6 SPINDIGO – le colture Isatis tinctoria – guado –dalla Spagna alla Finlandia –Italia: resa in indaco 75-100 kg ha -1 Polygonum tinctorium Centro & Sud Europa Italia: resa in indaco 150-200 kg ha -1 Isatis indigotica (Chinese woad) Centro & Sud Europa Italia: resa in indaco 80-120 kg ha -1

7 Aspetti biochimici analisi precursori ottimizzazione del processo di estrazione per migliorare le rese su scala industriale analisi della purezza

8 Sperimentazione di filiera per la produzione di indaco naturale

9 Elementi chiave: On-farm Mobile Semplice Robusta Efficiente 2001 2002 2003 SPINDIGO: Prototipi di estrazione

10 Purificazione: Obiettivo >90% prodotto puro I.tinctoria P.tinctorium I.indigotica Identificare le impurità nellindaco naturale Simulare in laboratorio la formazione dellindaco dai precursori Ottimizzare il processo di estrazione per evitare linclusione di impurità

11 SPINDIGO – studio della formazione dellindaco Massimizzare la conversione dei precursori in indaco Evitare la formazione di impurità Massimizzare la sedimentazione Analisi chimiche –LC-MS –GC-MS – 1 H NMR Analisi strutturali –Cristallografia raggi-X –Spettroscopia Raman Analisi dellindaco naturale

12 Tintura Non richiede mordenzatura dei filati 10% di indaco su peso di filato preparazione bagno di tintura (riduzione del colorante) ossigenazione e lavaggio Alternative al processo di riduzione Sottoprodotti biodegradabili Biotecnologie (agenti riducenti organici) Uso di ultrasuoni Riduzione elettrochimica dellindaco solido Uso di membrane in resina

13 Spindigo – nuovi metodi di riduzione (bio)tecnologici 1906 Bisolfito 1994 - Indaco pre-ridotto Futuro ? biotecnologie Riduzione batterica

14 New Fibres for Biocomposites (1997-2001) PRODUZIONE, ANALISI E VALORIZZAZIONE DI FIBRE DI GINESTRA E RAMIE PER MATERIALI BIOCOMPOSITI Giovanni Levita, Augusto Marchetti, Dipartimento di Ingegneria Chimica, Chimica Industriale e Scienza dei Materiali (Università di Pisa) Luciana Angelini Dipartimento di Agronomia e Gestione dellAgroecosistema (Università di Pisa) Stazione Sperimentale Cellulosa, Carta, Fibre Tessili Vegetali e Artificiali, Milano

15 IMPIEGHI NON TRADIZIONALI COMPOSITI BIOEDILIZIA GEOTESSILE BIOCOMPOSITI Incremento dellimpiego di compositi matrice polimerica rinforzata con fibre naturali: legislazione ed accordi internazionali mirati alla tutela dellambiente direttiva comunitaria 53/2000 VANTAGGI: maggiore riciclabilità riduzione del peso fino al 30% buone proprietà meccaniche eccellenti proprietà di isolamento acustico, termico ed elettrico riduzione dei costi minore tossicità

16 stigliatura pettinatura

17 IL MERCATO OGGI Nord-America 200.000 t media 13 kg/auto Europa Occidentale 44.000 t media 3 kg/auto Macchine tedesche si è riscontrato un incremento di fibre impiegate del 19% dal 1996 al 2000, di cui il 90% rappresentato da canapa. IL MERCATO DOMANI Si presume che entro il 2005 in Europa lutilizzo delle fibre naturali nellindustria automobilistica raggiungerà le 70.000 t e le 100.000 t entro il 2010

18 ANALISI MORFOLOGICA delle fibre CARATTERIZZAZIONE MECCANICA della fibra: MODULO ELASTICO Ramié stigliato meccanicamente : 14,6 GPa Canapa macerazione con batteri : 12,2 GPa Ginestra macerazione con batteri: 21,5 GPa

19 CTVO-NET Chemical-Technical Utilisation of Vegetable Oils (1997-2000) ANTI-NUTRITIVE CONSTITUENTS IN OILSEED CROPS FROM ITALY Bertrand Matthäus Federal Research Center for Nutrition and Food, Institute for Lipid Research, Munster (Germany) Luciana Angelini, Dipartimento di Agronomia e Gestione dellAgroecosistema (Università di Pisa) Brassica carinata Camelina sativa Coriandrum sativum Euphorbia lagascae, Lepidium sativum Lesquerella fendleri Madia sativa Vernoniagalamensis Glucosinolati, sinapina, inositol fosfati, tannini condensati

20 PROGETTO INTERREG II (1997-1999) PRODUZIONE, ANALISI E VALORIZZAZIONE DEL BIODIESEL DA OLI VEGETALI Roberto Tartarelli, Sandra Vitolo, Dipartimento di Ingegneria Chimica, Chimica Industriale e Scienza dei Materiali (Università di Pisa) Marco Mazzoncini, Dipartimento di Agronomia e Gestione dellAgroecosistema (Università di Pisa) Adolfo Senatore, Dipartimento di Ingegneria Meccanica per lEnergetica (Università Federico II di Napoli) PROGETTO INTERREG III C (2005-2006) GESTIONE SOSTENIBILE AGRO-TERRITORIALE per gli OLI TESSILI (GATSPOT) Andrea Corti, Camilla Ciancio, Dipartimento di Energetica – Università di Firenze) Marco Mazzoncini, Luciana Angelini Dipartimento di Agronomia e Gestione dellAgroecosistema (Università di Pisa) Antoni Fargas i Angrill (Universitat Politecnica de Catalunya - UPC) Vasso Georgakopoulou, Anaptyxiaki Etaireia Lakonias Parnonas – Taygetos SA

21 COLTURE DA BIOMASSA PER ENERGIA (1992-2005) PRODUZIONE, CARATERISTICHE DELLA BIOMASSA E BILANCIO ENERGETICO DI CANNA COMUNE E MISCANTO Enrico Bonari, SSSUP S.Anna Pisa Luciana Angelini, Marco Mazzoncini, Lucia Ceccarini, Dipartimento di Agronomia e Gestione dellAgroecosistema (Università di Pisa)


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