Progetto Spirulina del Sulcis

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La Spirulina

La Spirulina (Arthrospira platensis) è la più semplice e diffusa delle alghe azzurre, responsabili per la prima ossigenazione dell'atmosfera. La Spirulina ed altre alghe azzurre sono oggetto di coltivazione industriale in impianti moderni per l'utilizzo come "superfood" organico e come fertilizzante, e tra tutte le fonti di nutrimento, la Spirulina è quella caratterizzata di gran lunga per il più elevato contenuto proteico.
Il Sulcis già a partire dalla sua posizione geografica e dalle favorevoli condizioni climatiche rappresenta un luogo ideale per la coltivazione di questa alga su scala industriale grazie al clima mite e all'assenza di nebbia e foschia. Condizioni privilegiate quali l'acqua di eduzione della miniera della Carbosulcis alla una temperatura di circa 40°C e l'utilizzo di una metodologia innovativa, tramite l'utilizzo dei tubi di borosilicato componibili tramite giunti ad incastro e a pressione in linea, permettono di garantire una maggior produttività e un maggior contenimento dei costi.
I suoi principali impieghi sono nei campi:

• alimentari;
• integratori proteici;
• cosmetici;
• coloranti naturali per alimenti e non.

Il settore di alimenti e bevande da Spirulina porterà nell'immediato una crescita con un CAGR previsto del 10% durante il periodo 2017-2027. Questo sviluppo sarà guidato dalla crescente domanda di coloranti alimentari naturali, dall'aumento del vegetarismo, da severe normative sull'inclusione di colori e sapori sintetici e dalla crescente malnutrizione in tutto il mondo. In Italia e in Europa, nella larga parte dei casi la Spirulina è importata: oggi più del 90% della Spirulina che si trova sul mercato italiano ed europeo proviene infatti dalla Cina, che è il più grande produttore di questa alga.

Marcando la Spirulina con ¹³C sarà possibile espandere i settori di interesse anche a quello medico e farmaceutico. La coltivazione di alghe azzurre con CO₂ marcata in ¹³C è il metodo più diffuso e preferito per la trasformazione di ¹³C inorganico in materia organica e questo permetterebbe la creazione nel Sulcis di una vera e propria filiera di trasformazione del ¹³C, che parte con l'estrazione dalla spirulina di biomolecole. Ciò sarebbe permesso attraverso la connessione tra il progetto Spirulina del Sulcis e il progetto ARIA che prevede, attraverso distillazione criogenica, la produzione di isotopi stabili ¹³C.
La filiera richiederà la presenza sul territorio di un insieme di start-ups le cui attività dovranno soddisfare il mercato di molecole organiche marcate in ¹³C per gli studi più disparati, al tracciamento in vivo di amminoiacidi e del relativo metabolismo.

 Il Progetto e l'Impianto sperimentale

Il progetto, inteso d'interesse regionale e finanziato dalla RAS, è realizzato in collaborazione col CREA dell'Università di Cagliari, e ha previsto la costruzione, messa in marcia e sperimentazione di un fotobioreattore per la coltivazione di alghe azzurre e, più precisamente, di Spirulina. 

L'impianto è in marcia da dicembre 2018 e sta procedendo nella fase di testing. Le attività operate congiuntamente dai tecnici Carbosulcis e dei ricercatori del DISVA e DIEE dell'Università di Cagliari stanno consentendo l'avvio delle prime campagne sperimentali.

Il fotobioreattore è stato appositamente disegnato, partendo dall'arte nota, per permettere di studiare in dettaglio la tecnologia e valutare la possibile coltivazione industriale e le innovazioni necessarie per la produzione di spirulina marcata in ¹³C.
Il fotobioreattore è costituito da un circuito chiuso in cui circola il fluido di coltivazione alle condizioni tali da permettere la riproduzione dell'alga. Per il contenimento del fluido di coltivazione si impiega la tecnologia dei tubi di borosilicato componibili tramite giunti ad incastro e a pressione in linea, mentre per l'induzione della movimentazione del fluido, onde minimizzare lo stress meccanico e relativa probabilità di rottura dei filamenti di spirulina, si applica una tecnologia “air lift”.

Vantaggi dell'applicazione nel sito

• Area Sud Sardegna con condizioni climatiche e atmosferiche ottimali durante tutto l'anno;
• Sito servito e infrastrutturato;
• Oltre 2 Ha di superficie disponibile per up-scale impianto pilota;
• Elevata energia geotermica disponibile anche per scala industriale, necessaria alla realizzazione del processo di riproduzione della Spirulina.

Elementi innovativi

• Circuito di processo in vetro borosilicato;
• Circuito di scambio termico continuo, basato sull'utilizzo di un tubo interno in teflon inertizzato;
• Energia termica per il mantenimento alla temperatura ideale (35-37°C) fornita dall'acqua di eduzione della miniera;
• Sistema di movimentazione del fluido ad aria (air lift) con insufflazione di CO₂ e di gas intertizzante N₂;
• Sperimentazione nell'alimentare la spirulina con anidride carbonica marcata con ¹³C (¹³CO₂).

Delibera n. 06/40 del 2019 - Programma Attività Ricerca Scientifica & Innovazione Tecnologica - annualità 2019