Titlu proiect: Tehnologii inovative de valorificare a deseurilor lignocelulozice cu producerea de bioplastice

Acronim: LIGNOBIOPLAST

Contract nr: TE37/2022

Autoritatea contractanta: Unitatea Executiva pentru Finantarea Invatamantului Superior, a Cercetarii, Dezvoltarii si Inovarii (UEFISCDI), Romania
Programul 1 – Dezvoltarea sistemului național de cercetare-dezvoltare
Tip proiect: Proiecte de cercetare pentru stimularea tinerelor echipe independente (TE)

Abstract
O problema actuala a vietii moderne este gasirea de solutii pentru inlocuirea plasticelor sintetice cu bioplastice luand in considerare ca eliminarea a milioane de tone de materiale plastice in mediu creeaza probleme de mediu semnificative, greu de gestionat. Proiectul isi propune sa dezvolte tehnologii noi, ecologice de valorificare a deseurilor lignocelulozice prin utilizarea acestora pentru producerea de bioplastice (PLA si PHA) ceea ce implica si dezvoltarea unor metode de pretratament cu fluide supercritice in prezenta de dioxid de carbon pentru separarea carbohidratilor, fermentarea acestora cu tulpini microbiene, caracterizarea fizico-chimica a bioplasticelor obtinute si determinarea calitatii acestora. De asemenea, se va efectua evaluarea ciclului de viata (LCA) al noilor tehnologii pentru asigurarea sustenabilitatii acestora in vederea implementarii pe scara larga. Noile bioplastice si tehnologiile de obtinere care vor fi dezvoltate vor ajuta la implementare bioplasticelor, un instrument util in prevenirea daunelor si efectelor negative cauzate de plasticele „clasice” utilizate in prezent. Tehnologiile propuse vor ajuta la obtinerea unor produse cu valoare adaugata ridicata, cu caracteristici conforme cu standardele nationale si internationale.

Obiectivul proiectului

  • Obiectivele majore ale proiecului LIGNOBIOPLAST constau in (i) dezvoltarea unor tehnologii inovative pentru obtinerea de bioplastice (PLA si PHA) din deseuri lignocelulozice si (ii) caracterizarea bioplasticelor pentru stabilirea calitatilor fizico-chimice.

Rezultate estimate

  • Studiu documentar privind tehnologiile existente de producere a bioplasticelor din deseuri lignocelulozice;
  • Metoda de pretratament a biomasei lignocelulozice;
  • Tehnologii de producere a bioplasticelor (PLA si PHA) din deseuri lignocelulozice, folosind procesele de fermentatie;
  • Date experimentale privind caracteristicile fizico-chimice ale bioplasticelor obținute;
  • Documentatia tehnica a tehnologie LIGNOBIOPLAST;
  • Analiza LCA;
  • Cerere de brevet national;
  • Comunicari – participari la conferinte internationale;
  • Articole stiintifice, in reviste indexate WoS.

Data inceperii contractului: 15.05.2022
Data incheierii contractului: 14.05.2024
Durata proiectului: 24 luni

Institutia gazda:
Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Optoelectronica INOE 2000 INCD,
Filiala Institutul de Cercetari pentru Instrumentatie Analitica Cluj Napoca
Adresa: Str. Donath 67, Cluj-Napoca, RO-400293
Telefon: +40-264-420590
Fax: +40-264-420667
E-mail: icia@icia.ro

Buget:

  • Valoare totala de la buget: 450.000,00 RON
  • Valoare totala cofinantare (surse proprii): 0,00 RON
  • Valoare totala a contractului: 450.000,00 RON

Date de contact:
Director proiect
CSI Dr. Lacrimioara SENILA
Str. Donath 67, Cluj-Napoca, RO-400293
E-mail: lacri.senila@icia.ro; icia@icia.ro
Tel/Fax: +40-264-420590/+40-264-420667

Raport final (.pdf)

Rezultate obtinute Etapa 1 (2022)

ETAPA 1 – Dezvoltarea experimentala a tehnologiilor pentru producerea de bioplastice din deseuri lignocelulozice

  • Act 1.1. Selectarea deseurilor lignocelulozice utilizate pentru producerea de bioplastice si revizuirea documentatiei tehnice existente pentru dezvoltarea tehnologiei LIGNOBIOPLAST
  • Act 1.2. Pretratamentul biomasei lignocelulozice
  • Act 1.3. Dezvoltarea proceselor de fermentatie pentru producerea de bioplastice (PHA si PLA) -Initial
  • Act 1.4. Diseminare rezultate

REZULTATE OBTINUTE

  • Raport privind metodele existente de producere a bioplasticelor din deseuri lignocelulozice
  • Raport privind pretratamentul biomasei lignocelulozice
  • Raport privind procesele de fermentatie pentru producerea de bioplastice (PLA si PHA) – initial
  • 1 articol ISI
  • 1 comunicare (participare conferinta)

Articol ISI: Lacrimioara Senila, Daniela Alexandra Scurtu, Eniko Kovacs, Erika Andreea Levei, Oana Cadar, Anca Becze, Cerasel Varaticeanu, High-pressure supercritical CO2 pretreatment of apple orchard waste for carbohydrates production using response surface methodology and method uncertainty evaluation, Molecules, 2022, 27, 7783. https://doi.org/ 10.3390/molecules27227783.

Conferinta: Lacrimioara Senila, Eniko Kovacs, Daniela Alexandra Scurtu, Anca Becze, Production of bioplastics from lignocellulosic biomass, 21st International Conference Life Science for Sustainable Development, 15-17 sept 2022, Cluj-Napoca, Romania (prezentare poster).

Rezultate și rezumat Etapa 1 (.pdf)

Rezultate obtinute Etapa 2 (2023)

ETAPA 2 – Experimentari si optimizarea tehnologiilor de obtinere a bioplasticelor din deseuri lignocelulozice-initial

  • Act 2.1. Dezvoltare proceselor de fermentatie pentru producerea de bioplastice (PLA si PHA) -final
  • Act 2.2. Experimentarea tehnologiei. Optimizarea tehnologiei de laborator pentru producerea de bioplastice din deseuri lignocelulozice
  • Act 2.3. Caracterizarea fizico-chimica a bioplasticelor obtinute prin tehnologia LIGNOBIOPLAST Act 2.4. Diseminare rezultate

REZULTATE OBTINUTE

  • Raport privind procesele de fermentatie pentru producerea de bioplastice (PLA si PHA) – final
  • Raport de experimentari pentru tehnologia de obtinere acid polilactic (PLA) din biomasa lignocelulozica
  • Raport de experimentari pentru tehnologia de obtinere a acidului polihidroxialcanoat (PHA) din biomasa lignocelulozica
  • Raportul de caracterizare fizico-chimica a celor doua tipuri de bioplastice (PLA si PHA)
  • 2 articole ISI
  • 3 comunicari (participari conferinte)

Articole ISI:

  • Lacrimioara Senila, Oana Cadar, Eniko Kovacs, Emese Gal, Monica Dan, Zamfira Stupar, Dorina Simedru, Marin Senila, Cecilia Roman, L-Poly(Lactic Acid) Production by Microwave Irradiation of Lactic Acid Obtained from Lignocellulosic Wastes, International Journal of Molecular Sciences, 2023, 24, 9817. https://doi.org/10.3390/ijms24129817.
  • Lacrimioara Senila, Emese Gal, Eniko Kovacs, Oana Cadar, Monica Dan, Marin Senila, Cecilia Roman, Poly(3-hydroxybutyrate) production from lignocellulosic wastes using Bacillus megaterium ATCC 14581, Polymers, 2023, 15,4488, https://doi.org/10.3390/polym15234488.

Conferinte:

  • Eniko Kovacs, Oana Cadar, Daniela Alexandra Scurtu, Anca Becze, Dalma Kovacs, Lacrimioara Senila, Diana Elena Dumitras, Production of bioplastics (L-polylactic acid and polyhydroxybutyrate acids) from agricultural biomass wastes, 4th International Conference on Material Sciences and Engineering, 11-12 aug 2023, conferinta online (prezentare orala).
  • Senila Lacrimioara, Kovacs Eniko, Scurtu Daniela Alexandra, Becze Anca, Kovacs Dalma, Cadar Oana, Production of polyhydroxyalkanoates from lignocellulosic biomass, 6th World Conference and Exhibition (WCCE-2023), 11-12 Sept, Barcelona, Spania (prezentare poster).
  • Kovacs Eniko, Senila Lacrimioara, Scurtu Daniela Alexandra, Becze Anca, Kovacs Dalma, Cadar Oana, L-polylatic acid production from lignocellulosic biomass waste via microwave irradiation, 6th World Conference and Exhibition (WCCE-2023), 11-12 Sept, Barcelona, Spania (prezentare poster).

Rezultate și rezumat Etapa 2 (.pdf)

Rezultate obtinute Etapa 3 (2024)

ETAPA 3 – Experimentari si optimizarea tehnologiilor de obtinere a bioplasticelor din deseuri lignocelulozice-final

  • Act 3.1. Realizarea documentatiei tehnice a tehnologiei LIGNOBIOPLAST
  • Act 3.2. Evaluarea bioplasticelor obtinute din punct de vedere tehnologic, economic si de mediu (LCA).
  • Act 3.3. Diseminare rezultate

REZULTATE OBTINUTE

  • Raport privind documentatia tehnica a tehnologiei PLA si PHA
  • Raport privind evaluarea bioplasticelor din punct de vedere tehnologic, economic si de mediu (LCA);
  • Articol ISI publicat
  • Cerere de brevet de inventie

► Articol ISI publicat: 1
Lacrimioara Senila, Ioan Botiz, Cecilia Roman, Dorina Simedru, Monica Dan, Irina Kasco, Marin Senila, Otto Todor-Boer, Processing of thin films based on cellulose nanocrystals and biodegradable polymers by space-confined solvent vapor annealing and morphological characteristics. Materials, 2024, 17, 1685. https://doi.org/10.3390/ ma17071685 (Q1, SRI =1.659).

►Cerere de brevet trimisa la OSIM
Cerere de brevet de inventie nr. nr. A00133/26.03.2024, PROCEDEU DE OBTINERE BIOPLASTIC DE ACID POLILACTIC DIN BIOMASA LIGNOCELULOZICA PRIN IRADIERE IN CAMP DE MICROUNDE, autori: Lacrimioara Senila, Oana Cadar, Eniko Maria Kovacs si Anca Becze

Rezultate și rezumat Etapa 3 (.pdf)