Proyecto H2020 BIOrescue: Bioconversión mejorada de residuos agrícolas mediante el uso en cascada
- Mota Proiektua
- Egoera Completado
- Exekuzioa 2016 -2019
- Esleitutako Aurrekontua 2.635.140,63 €
- Eremua Europeo
- Finantza-iturri nagusia H2020
- Proiektuaren webgunea BIORESCUE
Los hongos son un gran negocio: en la UE se cultivan más de un millón de toneladas al año. Estos cultivos producen un alimento saludable, bajo en grasas y rico en proteínas, además de rico en minerales y vitaminas. La desventaja es que producir cada tonelada requiere alrededor de 3 millones de toneladas de compost de hongos. Esta mezcla de gallinaza, turba y paja de trigo solo es apta para una a tres cosechas. Eliminarla plantea importantes problemas económicos y logísticos para los agricultores europeos. La industria del hongo carece actualmente de soluciones tecnológicas adaptadas para transformar este compost usado en productos valiosos.
El proyecto BIOrescue , financiado con fondos europeos, demostró un proceso de biorrefinería sostenible para transformar la gran mayoría del compost de champiñones usado (así como otros tipos de residuos agrícolas infrautilizados) en valiosos compuestos bioactivos y bioproductos.
El líder industrial del consorcio ha sido uno de los principales productores de champiñones: Monaghan Mushrooms. El novedoso sistema se apoya en modernas herramientas de modelado matemático que analizan rápidamente la composición de los residuos de biomasa. Con gran precisión, la innovadora metodología modela la composición de muestras previamente determinadas mediante la medición de sus espectros de infrarrojo cercano. «El análisis rápido de biomasa es clave para el éxito de un proceso de biorrefinería. Los nuevos algoritmos avanzados desarrollados por la empresa CELIGNIS podrían reducir el coste del análisis de muestras a menos de 100 EUR por muestra al día», señala Inés del Campo, coordinadora del proyecto BIOrescue, del Centro Nacional de Energías Renovables (CENER).
Los socios del proyecto también desarrollaron dos procesos paralelos para optimizar el pretratamiento de la biomasa. El primero, llamado pretratamiento organosolv, se utiliza para obtener la máxima cantidad de lignina, mientras que los azúcares se recuperan mediante un proceso de pretratamiento termoquímico. Además, la empresa de biotecnología METGEN creó soluciones enzimáticas patentadas y personalizadas que descomponen eficientemente las largas cadenas de azúcares y polímeros de lignina del compost de biomasa en fragmentos más pequeños: este proceso facilita su extracción en comparación con el uso de enzimas comerciales para el mismo fin. «El compost de hongos usado hace maravillas. Desarrollamos biopesticidas económicos y altamente concentrados que son menos tóxicos, pero igual de eficaces que sus homólogos de origen fósil disponibles en el mercado. Además, el Instituto Max Planck de Polímeros ha transformado la lignina en diminutas cápsulas biodegradables que pueden emplearse para la liberación controlada y progresiva de fármacos e incluso como una posible nueva vacuna vegetal dirigida a enfermedades específicas», añade del Campo.
El proyecto BIOrescue busca desarrollar y demostrar un nuevo e innovador concepto de biorrefinería basado en el uso en cascada del sustrato de champiñones usado (SMS) complementado con paja de trigo (y otras materias primas lignocelulósicas infrautilizadas estacionalmente, como residuos de poda, cáscaras de cítricos y desechos). Este nuevo concepto evitará la eliminación y permitirá la producción de bioproductos biodegradables y compuestos bioactivos que ayudarán a reemplazar los productos actuales basados en recursos fósiles.
La investigación contribuirá a ampliar las oportunidades de negocio de las explotaciones de cultivo de champiñones, así como los conocimientos y las oportunidades de negocio de todos los socios participantes. Las principales innovaciones son:
- Métodos mejorados para el análisis rápido (NIR) en laboratorio de biomasa
- Fraccionamiento innovador de SMS en dos pasos
- Efectos sinérgicos para la hidrólisis completa de glucano de SMS
- Estrategia innovadora de inmovilización enzimática
- Desarrollo de enzimas de glucano altamente eficientes
- Nuevos nano y microportadores basados en lignina
- Producción de biopesticidas a partir de azúcares monoméricos derivados de SMS y su empaquetamiento en nanoportadores
El consorcio involucrado es una representación de algunos miembros del BIC, incluida una gran empresa (Monaghan Mushrooms) que lidera la propuesta y algunas PYME (MetGen Oy y CLEA Technologies) y miembros asociados del BIC (Universidad de Nápoles y CENER). Además, otros socios relevantes con reconocida experiencia en sus respectivas áreas contribuyen a los objetivos. Entre ellos, algunas organizaciones de investigación (Imperial College of London y Max Planck Institute of Polymers) y PYME innovadoras (Celignis Limited, Zabala Innovation Consulting, Greenovate Europe y C-TECH Innovation Ltd). Las sinergias entre la gran industria y las pymes trascienden el alcance de este proyecto. Existe un gran potencial de colaboración entre la industria agrícola (Monaghan) y la biotecnología (MetGen y CLEA) para brindar soluciones innovadoras para una economía circular continua en las grandes cadenas de valor agrícolas..
Desde el análisis de biomasa hasta la conversión, la innovación impulsa cada paso del proceso de biorrefinería. Al generar bioproductos bajos en carbono que pueden utilizarse en la agricultura, BIOrescue cierra el círculo hacia una industria agroalimentaria verdaderamente circular. Los socios del proyecto realizaron análisis preliminares para evaluar posibles combinaciones de compost de hongos con otras materias primas agrícolas infrautilizadas. Descubrieron que la paja de trigo, la paja de avena y la paja de cebada se combinan de forma más eficiente con el compost de hongos usado.
Finalmente, evaluaron la disponibilidad de estas materias primas durante todo el año en diferentes regiones, un elemento crucial para el desarrollo de procesos locales de biorrefinería. «En BIOrescue, buscamos crear una economía circular en la industria del hongo, pero también vimos las numerosas oportunidades que ofrece», señala del Campo. «En ese sentido, nuestro concepto de biorrefinería será replicable con otros tipos de residuos agrícolas y, por lo tanto, relevante para otras industrias que generan grandes cantidades de residuos de biomasa».
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