Analisi tecnico-economica e ambientale di una bioraffineria per le foglie di olivo

Le foglie di olivo (OL) costituiscono un materiale lignocellulosico generato durante il processo di produzione dell'olio d'oliva (e la lavorazione dell'oliva tavola) in quantità elevate.

La produzione mondiale di olive è fino a 18 milioni di tonnellate e il contenuto di foglie di olivo varia dal 4 al 7% del peso delle olive che vanno al frantoio.

In Spagna la quantità stimata di foglie separata nelle industrie olivicole può superare le 300.000 tonnellate/anno.

Le foglie di olivo hanno un grande potenziale per essere valorizzato poiché i composti bioattivi, la lignina e le molecole basate su C5 e C6 possono essere prodotti attraverso processi termochimici, chimici e biotecnologici.

Le foglie di olivo sono state studiate come una fonte di una vasta gamma di composti bioattivi. Oleuropeina (un componente principale dei secoiridoidi), apigenina, luteololina, 7-glucosidi (flavonoidi) e idrossitirosolo sono i composti più importanti estratti dalle foglie di olivo.

D'altra parte, le foglie di olivo sono una biomassa lignocellulosica con un'elevata quantità di zuccheri (come polimeri di carboidrati) e lignina. Gli zuccheri possono essere convertiti in acidi organici, alcoli, e vettori energetici. Nel frattempo, la lignina è una fonte di diversi composti preziosi come la vanillina. Il residuo lignocellulosico offre eccellenti opportunità negli schemi di bioraffineria per ottenere prodotti a valore aggiunto come lignina, antiossidanti e vettori energetici come il bioetanolo.

Strumenti di modellazione e simulazione di processo come Aspen Plus o SuperPro Designer possono essere molto utili per scalare i dati sperimentali a livello industriale. Questa procedura genera i bilanci di massa ed energia per il calcolo delle materie prime, dei materiali di consumo, delle utenze e dei requisiti energetici della bioraffineria. Sulla base dei risultati della simulazione, è possibile effettuare una valutazione economica standard basata sulle spese in conto capitale (CapEx) e sulle spese operative (OpEx) per far luce sulla redditività economica. Inoltre, la progettazione concettuale e la simulazione dei processi forniscono dati essenziali per effettuare valutazioni ambientali e trovare potenziali punti critici e migliorare le opportunità.

La bioraffineria comprende processi quali l’estrazione organosolvi, il pretrattamento organosolvi e la saccarificazione e fermentazione, simulati in Aspen Plus v9.0. I dati sperimentali sono stati utilizzati per simulare il processo, assumendo un up-scaling lineare. La valutazione tecno-economica è stata effettuata considerando indicatori finanziari quali il valore attuale netto (NPV) e il tasso di rendimento interno (IRR). La valutazione ambientale è stata effettuata applicando la metodologia di valutazione del ciclo di vita.

I risultati mostrano che 100 g di foglie di oliva possono produrre 16,58 g di estratto di antiossidanti, 11,12 g lignina e 2,85 g di bioetanolo.

La bioraffineria proposta era realizzabile su una scala di lavorazione di 30.000 t/anno con un valore attuale netto di 47,9 milioni di dollari e un tasso di rendimento interno del 27,8%.

L'impronta di carbonio della bioraffineria era di 1,13 kg di kg 2-eq / kg di foglie di oliva.

L’applicazione del concetto di bioraffineria ha rivelato che le foglie di oliva potrebbero essere trasformate in prodotti a valore aggiunto da una prospettiva tecno-economica e ambientale.

Bibliografia

J.M. Romero-García, J.C. Solarte-Toro, Á. Galán-Martín, E. Ruiz, E. Castro, M. Ortiz-Sánchez, C.A. Cardona Alzate, Olive leaves upgrading applying a novel two-stage organosolv pretreatment: Techno-economic and environmental assessment, Biochemical Engineering Journal, Volume 207, 2024, 109317,
ISSN 1369-703X