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Iniziative progettuali nel settore dell’agricoltura 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 nell’ambito di progetti internazionali. Luciana G. Angelini
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Iniziative progettuali nel settore dell’agricoltura 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 nell’ambito di progetti internazionali Luciana G. Angelini Gruppo di ricerca sulle colture non food Dipartimento di Agronomia e Gestione dell’Agroecosistema
PROGETTO SPINDIGO (2001-2004)Sustainable Production of Plant-Derived IndigoObiettivo: reintrodurre colture da indaco naturale nei sistemi agricoli europei EU FP5 € 3.6 millioni11 Partners : Finland, UK,Germany, Italy, SpainLuciana Angelini, Dipartimento di Agronomia e Gestione dell’Agroecosistema (Università di Pisa) Oggi il principale impiego dell’indaco 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 109 paia di jeans l’anno)
2003 Pitti Immagine Uomo 2002 Pitti Immagine Uomo 2001 London Fashion Week Mely’s Maglieria KOS Project Karada: Corpo Nove Boudica Spindigo – il mercato
SPINDIGO –Partner europei • MTT Agrifood • Critical Processes • Reading University • Bristol University • LIVOS, Wieren • TLL, Dornburg • Pisa University • Valencia University • Caja Rural Valencia
Pisa, TLL, Bristol MTT (Scandinavia) TLL (Central Europe) Bristol (Western Europe) Pisa, Valencia (Mediterranean) Critical Processes Ltd Reading University LIVOS SPINDIGO-La filiera produttiva MIGLIORAMENTO GENETICO ASPETTI AGRONOMICI E FITOTECNICA TECNOLOGIA D’ ESTRAZIONE PURIFICAZIONE DELL’ INDACO TINTURA
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
Aspetti biochimici • analisi precursori • ottimizzazione del processo di estrazione per migliorare le rese su scala industriale • analisi della purezza
Sperimentazione di filiera per la produzione di indaco naturale
2002 2001 2003 SPINDIGO: Prototipi di estrazione Elementi chiave: • On-farm • Mobile • Semplice • Robusta • Efficiente
I.tinctoria P.tinctorium I.indigotica Purificazione: Obiettivo >90% prodotto puro Identificare le impurità nell’indaco naturale Simulare in laboratorio la formazione dell’indaco dai precursori Ottimizzare il processo di estrazione per evitare l’inclusione di impurità
SPINDIGO – studio della formazione dell’indaco • Massimizzare la conversione dei precursori in indaco • Evitare la formazione di impurità • Massimizzare la sedimentazione Analisi dell’indaco naturale • Analisi chimiche • LC-MS • GC-MS • 1H NMR • Analisi strutturali • Cristallografia raggi-X • Spettroscopia Raman
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 Biotecnologie (agenti riducenti organici) Sottoprodotti biodegradabili Uso di ultrasuoni Riduzione elettrochimica dell’indaco solido Uso di membrane in resina
Spindigo – nuovi metodi di riduzione (bio)tecnologici • 1906 Bisolfito • 1994 - Indaco pre-ridotto • Futuro ? biotecnologie Riduzione batterica
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 dell’Agroecosistema (Università di Pisa)Stazione Sperimentale Cellulosa, Carta, Fibre Tessili Vegetali e Artificiali, Milano
IMPIEGHI NON TRADIZIONALI • COMPOSITI • BIOEDILIZIA • GEOTESSILE BIOCOMPOSITI Incremento dell’impiego di compositi matrice polimerica rinforzata con fibre naturali: • legislazione ed accordi internazionali mirati alla tutela dell’ambiente • 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
stigliatura pettinatura
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 l’utilizzo delle fibre naturali nell’industria automobilistica raggiungerà le 70.000 t e le 100.000 t entro il 2010
ANALISI MORFOLOGICAdelle fibre • Ramié stigliato meccanicamente : 14,6 GPa • Canapa macerazione con batteri : 12,2 GPa • Ginestra macerazione con batteri: 21,5 GPa CARATTERIZZAZIONE MECCANICAdella fibra: MODULO ELASTICO
Brassica carinata Camelina sativa Coriandrum sativum Euphorbia lagascae, Lepidium sativum Lesquerella fendleri Madia sativa Vernoniagalamensis CTVO-NETChemical-Technical Utilisation of Vegetable Oils (1997-2000)ANTI-NUTRITIVE CONSTITUENTS IN OILSEED CROPS FROM ITALYBertrand Matthäus Federal Research Center for Nutrition and Food, Institute for Lipid Research, Munster (Germany)Luciana Angelini, Dipartimento di Agronomia e Gestione dell’Agroecosistema (Università di Pisa) Glucosinolati, sinapina, inositol fosfati, tannini condensati
PROGETTO INTERREGII (1997-1999)PRODUZIONE, ANALISI E VALORIZZAZIONE DEL BIODIESEL DA OLI VEGETALIRoberto Tartarelli,Sandra Vitolo, Dipartimento di Ingegneria Chimica, Chimica Industriale e Scienza dei Materiali (Università di Pisa)Marco Mazzoncini, Dipartimento di Agronomia e Gestione dell’Agroecosistema (Università di Pisa)Adolfo Senatore, Dipartimento di Ingegneria Meccanica per l’Energetica (Università Federico II di Napoli) PROGETTO INTERREGIII 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 dell’Agroecosistema (Università di Pisa)Antoni Fargas i Angrill (Universitat Politecnica de Catalunya - UPC)Vasso Georgakopoulou, Anaptyxiaki Etaireia Lakonias “Parnonas – Taygetos” SA
COLTURE DA BIOMASSA PER ENERGIA (1992-2005)PRODUZIONE, CARATERISTICHE DELLA BIOMASSA E BILANCIO ENERGETICO DI CANNA COMUNE E MISCANTOEnrico Bonari, SSSUP S.Anna PisaLuciana Angelini, Marco Mazzoncini, Lucia Ceccarini, Dipartimento di Agronomia e Gestione dell’Agroecosistema (Università di Pisa)