Riassunto analitico
Una maggiore domanda globale di cibo causa un aumento della produzione di rifiuti ed emissioni di gas serra e, al contempo, un’erosione delle risorse. Una possibile soluzione è abbandonare l’obsoleta economia lineare e passare ad un modello più innovativo e sostenibile, cioè l’economia circolare.
Dal 2018, il Dipartimento di Scienze della Vita di UNIMORE è impegnato in un progetto di allevamento di larve di mosca soldato (Hermetia illucens), mediante substrati ottenuti dalla triturazione di scarti della ristorazione collettiva. Si tratta di un progetto finanziato dalla Commissione europea (Horizon2020, SCALIBUR – Scalable Technologies for Bio-urban waste Recovery), il cui obiettivo è Il frazionamento delle larve per ottenere prodotti di pregio (lipidi, proteine e chitina) da reintrodurre in varie filiere di produzione.
In questo elaborato vengono descritti i risultati dell’ottimizzazione del processo di frazionamento delle larve, realizzato tramite l’utilizzo di un decanter centrifugo bifase: un macchinario deputato alla separazione della componente solida da quella liquida. Sono stati identificati i parametri critici del processo (temperatura della sospensione delle larve macinate e velocità differenziale del sistema tamburo-coclea) e sono state allestite delle prove mediante un disegno fattoriale sperimentale (32 FD). I risultati sono stati sottoposti ad ANOVA per individuare gli effetti significativi. Sono state create delle curve di risposta delle rese in termini di chitina e proteine (nella frazione solida) e lipidi (nella frazione liquida).
Sono stati inoltre presi in considerazione alcuni aspetti di LCA al fine di valutare l’impatto energetico, ambientale ed economico.
Infine, in questo elaborato ci si è proposti di valutare la sicurezza dei prodotti e in particolare l’impatto delle micotossine sul metabolismo larvale, ed eventuale passaggio di queste sostanze o di loro metaboliti nei prodotti del frazionamento.
Il decanter centrifugo bifase si è dimostrato un apparecchio idoneo al frazionamento delle larve. Infine, i risultati ottenuti aprono la strada all’esplorazione delle potenzialità separative dell’apparecchio su altri materiali.
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Abstract
The growing global demand for food causes an increase in the waste production and greenhouse gas emissions and, at the same time, an erosion of resources. One possible solution is to abandon the obsolete linear economy and move to a more innovative and sustainable model: the circular economy.
Since 2018, the UNIMORE Department of Life Sciences has been involved in a project for the rearing of black soldier fly larvae (Hermetia illucens), using substrates obtained from the shredding of waste from collective catering. This project is funded by the European Commission (Horizon2020, SCALIBUR - Scalable Technologies for Bio-urban waste Recovery), whose objective is the fractionation of the larvae in order to obtain valuable products (lipids, proteins and chitin) that will be reintroduced in various supply chains production. This paper describes the results of the optimization of the larvae fractionation process, achieved using a two-phase centrifugal decanter: a machine designed to separate the solid component from the liquid one. The critical parameters of the process (temperature of the suspension of the ground larvae and differential velocity of the drum-cochlea system) were identified, and tests were set up using an experimental factorial design (32 FD). The results were subjected to ANOVA to identify significant effects. Yield response curves were created in terms of chitin and proteins (in the solid fraction) and lipids (in the liquid fraction).
Some aspects of LCA were also considered in order to assess the energy, environmental and economic impact.
Finally, in this paper it was proposed to evaluate the safety of the products and in particular the impact of mycotoxins on larval metabolism, and the possible passage of these substances or their metabolites in the fractionation products.
The two-phase centrifugal decanter has proved to be a suitable device for the fractionation of larvae. Finally, the results obtained pave the way for the exploration of the separation potential of the device on other materials.
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