Valorizzazione della frazione organica dei rifiuti solidi urbani (FORSU) per la produzione di poliidrossialcanoati attraverso prove di BioHydrogen Potential (BHP)

The Organic Fraction of Municipal Solid Waste (OFMSW) represents an excellent carbon source, promising in reducing dependence on non-renewable resources and in supporting the implementation of a circular economy model. It is generally employed in composting or anaerobic digestion processes for the production of compost and biogas, although it also shows potential linked to the intermediate reactions occurring during digestion. During the acidogenesis phase, the inoculum from a digester converts hydrolysis products into volatile fatty acids (VFAs). These compounds are precursors of biogas; however, they also represent a valuable carbon source for the microorganism Cupriavidus necator, used in the production of polyhydroxyalkanoates (PHAs), compostable biopolymers with a reduced environmental impact. In this thesis project, anaerobic digestion reactions were set up under conditions simulating a bioreactor employed for this purpose, with the aim of quantifying VFA production and verifying their composition when derived from OFMSW. The results obtained confirm the suitability of OFMSW as a substrate for alternative biotechnological processes, enabling the exploitation of a waste matrix for the production of a completely new product with both economic and environmental advantages.

La Frazione Organica dei Rifiuti Solidi Urbani (FORSU) rappresenta un’ottima fonte di carbonio, promettente nella riduzione della dipendenza da fonti non rinnovabili e nell’implementazione di un modello di economia circolare. Generalmente viene impiegata in processi di compostaggio o digestione anaerobica per la produzione di compst e biogas, nonostante presenti del potenziale legato alle reazione intermedie nella digestione. Durante la fase di acidogenesi l’inoculo proveniente da un digestore converte i prodotti di idrolisi in acidi grassi volatili (VFAs). Questi sono precursori del biogas, tuttavia costituiscono una buona fonte di carbonio per il microorganismo Cupriavidus necator, utilizzato nella produzione di poliidrossialcanoati (PHA), biopolimeri compostabili e a ridotto impatto ambientale. In questo progetto di tesi sono state allestite delle reazioni di digestione anaerobica in condizioni simulanti un bioreattore utilizzato per questo scopo, con l’obiettivo di quantificare la produzione e verificare la composizione di VFAs prodotti a partire da FORSU. I risultati ottenuti permettono di verificare l’idoneità della FORSU come substrato per processi biotech alternativi, permettendo di utilizzare una matrice di scarto per la produzione di un prodotto completamente nuovo e vantaggioso economicamente e a livello ambientale