Ingegneria ambientale
Le attività di ricerca del laboratorio si focalizzano su:
- Studio di processi biotecnologici (microalghe-batteri) per la depurazione di acque reflue/surnatanti anaerobici provenienti dal settore municipale e agro-industriale (viti-vinicolo) finalizzati al recupero di energia (biodiesel) e prodotti ad alto valore aggiunto (biostimolanti, fertilizzanti, mangimistica) in un'ottica di economia circolare;
- Studio e ottimizzazione di processi biologici (dark-fermentation e digestione anaerobica) per la conversione di rifiuti organici in energia (bio-idrogeno, biogas, biometano) e materia (fertilizzanti, chemical building-blocks etc);
- Sviluppo di processi anaerobici a biomassa dispersa e/o adesa (MBBR) accoppiati all’utilizzo di materiali elettrodici per il trattamento di reflui civili e/o industriali ad alta concentrazione salina e la produzione di biometano e chemical-building blocks;
- Processi biotecnologici basati sull’utilizzo di colture microbiche miste (MMC) disperse (aerobica e/o anaerobica) per il trattamento di reflui civili e/o industriali, rifiuti solidi urbani, mirati al loro smaltimento e alla loro conversione del carbonio organico in building-blocks e biopolimeri biodegradabili.
Collaborazioni
- Dipartimento di Chimica, Università La Sapienza di Roma
- Dipartimento di Ingegneria Civile, Chimica, Ambientale e dei Materiali, Università di Bologna
- Dipartimento di Biotecnologie, Università di Verona
- Dipartimento di Ingegneria Chimica/Chimica Analitica, Università di Barcellona [ENG]
- Istituto di Ricerca sulle Acque, IRSA-CNR
- Veritas S.p.A.
- Contarina S.p.A.
- Alto Trevigiano Servizi S.p.A.
- AnoxKaldnes A.B. [ITA]
- Cheers srl
- Unitech srl
Pubblicazioni
- Lanfranchi, A.; Desmond-Le Quéméner, E.; Magdalena, J.A.; Cavinato, C.; Trably, E. Conversion of wine lees and waste activated sludge into caproate and heptanoate: Thermodynamic and microbiological insights in BIORESOURCE TECHNOLOGY, vol. 408 (ISSN 0960-8524). DOI 2024, Articolo su rivista - Scheda ARCA: 10278/5075261
- Scarponi, P; Caminiti, V; Bravi, M; Izzo, F C; Cavinato, C Coupling anaerobic co-digestion of winery waste and waste activated sludge with a microalgae process: Optimization of a semi-continuous system in WASTE MANAGEMENT, vol. 174, pp. 300-309 (ISSN 0956-053X). DOI 2024, Articolo su rivista - Scheda ARCA: 10278/5077601
- Cicci, A.; Scarponi, P.; Cavinato, C.; Bravi, M. Microalgae production in olive mill wastewater fractions and cattle digestate slurry: Bioremediation effects and suitability for energy and feed uses in SCIENCE OF THE TOTAL ENVIRONMENT, vol. 932 (ISSN 0048-9697). DOI 2024, Articolo su rivista - Scheda ARCA: 10278/5077621
- Lanfranchi, A; Chouaia, B; Tassinato, G; Cavinato, C Microbial Community of the Acidogenic Fermentation of Urban Waste: Effect of the Hydrodynamic Cavitation Pre-treatment in WASTE AND BIOMASS VALORIZATION, vol. n.d., pp. 1-11 (ISSN 1877-2641). DOI - URL correlato 2024, Articolo su rivista - Scheda ARCA: 10278/5030611
- Gottardo, M; Dosta, J; Cavinato, C; Crognale, S; Tonanzi, B; Rossetti, S; Bolzonella, D; Pavan, P; Valentino, F Boosting butyrate and hydrogen production in acidogenic fermentation of food waste and sewage sludge mixture: a pilot scale demonstration in JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION, vol. 404, pp. 136919 (ISSN 0959-6526). DOI 2023, Articolo su rivista - Scheda ARCA: 10278/5022902
- Lanfranchi A., Tassinato G., Valentino F., Martinez G.A., Jones E., Gioia C., Bertin L., Cavinato C., 2022; "Hydrodynamic cavitation pre-treatment of urban waste: Integration with acidogenic fermentation, PHAs synthesis and anaerobic digestion processes". [ENG] Chemosphere, 301, 134624.
- Valentino F., Munarin G., Biasiolo M., Cavinato C., Bolzonella D., Pavan P., 2021; “Enhancing volatile fatty acids (VFA) production from food waste in a two-phases pilot-scale anaerobic digestion process”. [ENG] Journal of Environmental Chemical Engineering, 9, 106062.
- Scarponi P., Volpi Ghirardini A., Bravi M., Cavinato C., 2021; "Evaluation of Chlorella vulgaris and Scenedesmus obliquus growth on pretreated organic solid waste digestate". [ENG] Waste Management, 119, 235-241.
- Moretto G., Russo I., Bolzonella D., Pavan P., Majone M., Valentino F., 2020; "An urban biorefinery for food waste and biological sludge conversion into polyhydroxyalkanoates and biogas". [ENG] Water Research, 170, 115371.
- Micolucci F., Gottardo M., Bolzonella D., Pavan P., Majone M., Valentino F., 2020; "Pilot-scale multi-purposes approach for volatile fatty acid production, hydrogen and methane from an automatic controlled anaerobic process". [ENG] Journal of Cleaner Production, 277, 124297.
Casi di studio
- Valorizzazione degli scarti della lavorazione del vino mediante processi biologici integrati di digestione anaerobica e coltura di microalghe (brevetto N. 102022000011675, 01/06/2022)
- Valorizzazione della frazione organica dei rifiuti solidi urbani come fonte di carbonio per la sintesi aerobica di polimeri biodegradabili
- Messa a punto di un metodo di controllo basato su ricircolo di digestato anaerobico per un processo doppia fase per il trattamento di matrici organiche
- Metodo per l'aumento della produttività dei poliidrossialcanoati (PHA) nei processi aerobici fed-batch da biomassa derivata dal trattamento delle acque reflue municipali (WO2014/108878, PCT/IB2014/058242)
- Messa a punto di un processo aerobico per aumentare l'accumulo di poliidrossialcanoato (PHA) in colture microbiche miste da fanghi attivi (WO2016/020884, PCT/IB2015/055993)
Strumentazione
- Gas-cromatografo Agilent Technology 6890 NTM (analisi in fase liquida e gassosa)
- Speedwave XPERT - Berghof (analisi in fase solida)
- Spettrofotometro UV-vis (analisi in fase liquida)
- UDK 129 Distillatore Kjeldahl - Velp (analisi in fase liquida)
- Sistemi Nautilus BMP (quantificazione del potenziale di biometano e della produzione di idrogeno)
- Reattori CSTR per processi anaerobici (laboratory scale)
- Reattori CSTR per processi anaerobici (pilot-scale)
- Reattori SBR per processi aerobici (pilot-scale)
- Fotobioreattori (PBR sistemi chiusi) per microalghe e batteri rossi da 1-4-10-30-50 litri
- Impianto pilota raceway (sistema aperto)
- Camera termostatata (capacità utile 530 litri) dotata di sistemi di miscelazione orbitale e luci led a diverse lunghezze d'onda
Progetti di ricerca
- COST Action PURPLE GAIN [ENG]
- COST Action FullReco4Us [ENG]
- Agenzia Spaziale Italiana 2024-2027. BioMOON Low Gravity Biorefinery Platform
- POR-FSE 2020-2021- “Monitoring of CO2 utilization by photosyntetic microorganism”
- European Space Agency 2021-2023 "Purple-B: Hydrogen production from immobilized cells in photo-bioreactors"
- EU FP7 VALORGAS: Valorisation of food waste to biogas [ENG], finanziato da FP7-ENERGY, GA 241334
- IT BRIC-INAIL: Process development in the frame of Industrial Biotechnology and health-safety aspects. 2015
- EU H2020 RESURBIS (2017): Resources from urban bio-waste , GA 7303499
- Sistemi Avanzati per il Recupero di Rifiuti (SARR 2018), POR FESR (2014-2020)
- Eco-design e riciclo di DPI in una filiera industriale circolare (EcoDPI 2020), POR FESR (2014-2020)
- MODSEN (MODel of Saving electric ENergy from organic waste fermentation) , MISE (Piano triennale 2019-2021 della Ricerca di sistema elettrico nazionale, 1.6 Efficienza energetica dei prodotti e dei processi industriali)