Trattamento sostenibile di acque reflue birrarie mediante microrganismi indigeni (Incontro 1° ottobre 2021)
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Il progetto cluster bi.ar si concentra sullo sviluppo sostenibile della birra artigianale in Sardegna, affrontando la gestione delle acque reflue birrarie tramite microrganismi indigeni. Viene analizzata la composizione chimica delle acque reflue e l'uso di bioreattori per migliorare la sostenibilità ambientale dei birrifici. I risultati mostrano un potenziale significativo per ridurre l'impatto ambientale attraverso il trattamento efficiente delle acque reflue.
![ Risultati Progetto Cluster Bi.Ar
«Sviluppo sostenibile della birra artigianale in Sardegna»
CORRELAZIONE DELLA CRESCITA DEI MICRORGANISMI IN ACQUA REFLUA CON LA LORO CAPACITÀ
DI DEGRADARE I CONTAMINANTI PRESENTI IN QUESTE ACQUE
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Crescita dei microrganismi isolati in acqua reflua in funzione del
tempo
Serratia marcescens
Bacillus subtilis
Bacillus subtilis
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Paenibacillus spp.
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Metschnikowia bicuspidata
Rhodotorula mucilaginosa
Metschnikowia pulcherrima
Rhodotorula mucilaginosa
Metschnikowia pulcherrima
Rhodotorula mucilaginosa
Candida parapsilosis
Metschnikowia sp.
Rhodotorula mucilaginosa
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- 1. m DELLA SARDEGNA Marilena Budroni Angela Bianco Gabriele Obino Marta Niccolai UNIVERSITA’ DI SASSARI Dipartimento di AGRARIA Giacomo Zara Francesco Fancello Davide Assandri Progetto Cluster Bi.Ar «Sviluppo sostenibile della birra artigianale in Sardegna» TRATTAMENTO SOSTENIBILE DI ACQUE REFLUE BIRRARIE MEDIANTE MICRORGANISMI INDIGENI
- 2. (FONTE DATI https://32viadeibirrai.it/ja/pages/carbon-and-water-footprint ) UTILIZZO DI ACQUA NEI BIRRIFICI 90% Acqua https://eippcb.jrc.ec.europa.eu/reference/ ⮚ Introduzione Progetto Cluster Bi.Ar «Sviluppo sostenibile della birra artigianale in Sardegna» Greenhouse gas accounting for the energy transition in a brewery Daniel de Paula Diniz, Monica Carvalho, Raphael Abrahão Fasi della produzione Minimo (Litri di acqua per litro di birra in bottiglia) Massimo (Litri di acqua per litro di birra in bottiglia) Produzione Malto 0,824 1,236 Produzione mosto 1,47 1,47 Fermentazione e chiarificazione 0,245 0,295 Confezionamento 0,9 2,1 Processi ausiliari (Lavaggi) 2,8 6,4 Totale 6,24 11,5 Elevati consumi idrici
- 3. Progetto Cluster Bi.Ar «Sviluppo sostenibile della birra artigianale in Sardegna» ⮚ Introduzione I VANTAGGI DELLA DEPURAZIONE DELLE ACQUE REFLUE IN BIRRIFICIO RCBR – Rotating Cell Biofilm Reactor MBBR - Moving Bed Biofilm Reactor Sono già molti i birrifici attenti alle tematiche ambientali che utilizzano bioreattori per il trattamento delle acque reflue • Maggiore sostenibilità ambientale dell’impianto • Certificazione ambientale (ISO 14025) • Possibilità di riutilizzo dell’acqua depurata • Rispetto dei limiti di legge (D.lgs 152/06) Vantaggi
- 4. Sottrazione ossigeno CONSEGUENZE DEL RILASCIO NELL’AMBIENTE DI ACQUE REFLUE NON OPPORTUNAMENTE TRATTATE Impatti sugli ecosistemi acquatici ⮚ Introduzione Progetto Cluster Bi.Ar «Sviluppo sostenibile della birra artigianale in Sardegna» Eutrofizzazione Patogeni Accumulo composti inorganici
- 5. 1 PRELIMINARI 2 PRIMARI Fisici 3 SECONDARI Biologici 4 TERZIARI Fisici-Chimici 5 DISINFEZIONE IL TRATTAMENTO DELLE ACQUE REFLUE Riduzione contaminanti ⮚ Introduzione Progetto Cluster Bi.Ar «Sviluppo sostenibile della birra artigianale in Sardegna» Separazione parte solida Aerobiosi: - Acqua - Fanghi - Anidride Carbonica Anaerobiosi: - Biogas Microorganismi adesi su plastiche
- 6. Progetto Cluster Bi.Ar «Sviluppo sostenibile della birra artigianale in Sardegna» ⮚ Introduzione MICROBIOTA INDIGENO PER IL TRATTAMENTO DELLE ACQUE REFLUE BIRRARIE Materia organica Materia inorganica Cellulosa Zuccheri Amminoacidi Lieviti Alcool pH acido BOD COD Rame Piombo Magnesio Potassio Sodio Alto contenuto di solidi Composizione ACQUE REFLUE BIRRARIE MICROBIOTA INDIGENO Tali componenti possono essere degradati dai microorganismi naturalmente residenti nelle acque reflue birrarie
- 7. Obiettivi Work Package N°14 Bio-risanamento acque reflue: OB01: Caratterizzazione chimica delle acque reflue birrarie OB02 e OB03: Ricerca di microrganismi per il trattamento dei reflui. Valutazione della loro capacità di funzionamento incapsulati in sfere di alginato e adese su superfici plastiche OB04: Realizzazione di un prototipo di bioreattore per il trattamento delle acque reflue Rapporto chimico e ambientale delle acque reflue dei birrifici Sardi Collezione ceppi microbici selezionati per la loro capacità di depurare acque reflue birrarie Depurazione in birrificio delle acque Risultati attesi Progetto Cluster Bi.Ar «Sviluppo sostenibile della birra artigianale in Sardegna»
- 8. COMPOSIZIONE CHIMICA ACQUE REFLUE CAMPIONATE Mabel Karina Arantes, Helton José Alves, Rodrigo Sequinel, Edson Antônio da Silva, Treatment of brewery wastewater and its use for biological production of methane and hydrogen, International Journal of Hydrogen Energy, Volume 42, Issue 42 mg/l ⮚ Risultati Progetto Cluster Bi.Ar «Sviluppo sostenibile della birra artigianale in Sardegna» Risultati delle analisi chimiche realizzate dall’università di Sassari sulle acque reflue dei birrifici artigianali sardi che hanno mostrato interesse per questa attività Dati pubblicati in letteratura
- 9. (mg/l) (mg/l) ANALISI COD E BOD ANALISI COMPOSTI DELL’AZOTO E FOSFATI 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 COD BOD 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 NITRITI NITRATI AZOTO FOSFATI (maggiori responsabili dell’eutrofizzazione) ⮚ Risultati UNISS Progetto Cluster Bi.Ar «Sviluppo sostenibile della birra artigianale in Sardegna» RAPPRESENTAZIONE GRAFICA DEI RISULTATI DELLE ANALISI CHIMICHE DELLE ACQUE REFLUE DEI BIRRIFICI SARDI
- 10. MICROBIOTA ACQUE REFLUE BIRRARIE 1 ISOLAMENTO E CARATTERIZZAZIONE MICROFLORA 2 SISTEMI BIOLOGICI PER IL TRATTAMENTO DEI REFLUI ⮚ Materiali e metodi ESTRAZIONE, PCR, SEQUENZIAMENTI Progetto Cluster Bi.Ar «Sviluppo sostenibile della birra artigianale in Sardegna»
- 11. ISOLAMENTI MICROBICI DA ACQUE REFLUE E CARATTERIZZAZIONE MICROBICA ⮚ Risultati Progetto Cluster Bi.Ar «Sviluppo sostenibile della birra artigianale in Sardegna» 43% 6% 6% 2% 1% 2% 5% 5% 9% 4% 6% 2% 1% 1% 1% 1% 1% 1% Batteri isolati Bacillus Pseudomonas Paenibacillus Serratia Lactococcus Stenotrophomonas Enterococcus Leuconostoc Pediococcus Staphylococcus Pseudomonas Klebsiella Ochrobactrum Phytobacter Shigella Raoultella Cytobacillus Cupriavidus 29% 36% 7% 14% 7% 7% Lieviti isolati Rodothorula Metschnikowia Candida Kluvero Wickerhamomyces Cyberlindnera
- 12. Risultati Progetto Cluster Bi.Ar «Sviluppo sostenibile della birra artigianale in Sardegna» CORRELAZIONE DELLA CRESCITA DEI MICRORGANISMI IN ACQUA REFLUA CON LA LORO CAPACITÀ DI DEGRADARE I CONTAMINANTI PRESENTI IN QUESTE ACQUE 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 t0 t24 t48 t144 Log10 [UFC/mL] Crescita dei microrganismi isolati in acqua reflua in funzione del tempo Serratia marcescens Bacillus subtilis Bacillus subtilis Bacillus Bacillus Paenibacillus spp. Bacillus Metschnikowia bicuspidata Rhodotorula mucilaginosa Metschnikowia pulcherrima Rhodotorula mucilaginosa Metschnikowia pulcherrima Rhodotorula mucilaginosa Candida parapsilosis Metschnikowia sp. Rhodotorula mucilaginosa (ore)
- 13. QUALITÀ CHIMICA DELLE ACQUE REFLUE mg/l mg/l LIMITI ACQUE REFLUE INDUSTRIALI Microrganismi Abbattimento % COD COD (mg/l) (MO1) 17,54 26150 (MO2) 16,50 26480 (MO3) 5,15 30080 (MO4) 27,76 22910 ABBATTIMENTI COD Progetto Cluster Bi.Ar «Sviluppo sostenibile della birra artigianale in Sardegna» Risultati
- 14. VALUTAZIONE DELLA CAPACITÀ DI ADESIONE AL POLISTIRENE E IMMOBILIZZAZIONE IN SFERE DI ALGINATO Risultati Progetto Cluster Bi.Ar «Sviluppo sostenibile della birra artigianale in Sardegna» 0 0.05 0.1 0.15 0.2 Capacità di adesione Assorbanza 550 nm Batteri Aderenza batteri 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 Capacità di adesione Assorbanza 570 nm Lieviti Aderenza lieviti Piastre in polistirene Sfere in calcio alginato
- 15. Analisi chimica delle acque reflue birrarie campionate Collezione di ceppi microbici isolati da acque reflue dei birrifici sardi Progetto Cluster Bi.Ar «Sviluppo sostenibile della birra artigianale in Sardegna» Rapporto chimico e ambientale delle acque reflue dei birrifici Sardi Analisi della loro capacità di riduzione BOD e COD Costruzione e messa a punto di un prototipo di bioreattore per il trattamento delle acque reflue Attività in corso Attività svolte
- 16. QUESTIONARIO RIVOLTO AI BIRRIFICI ⮚ Risultati Progetto Cluster Bi.Ar «Sviluppo sostenibile della birra artigianale in Sardegna» Estate 33.30% Primavera 66.70% Periodi di produzione Pozzo interrato 16% Vasca di raccolta 17% Rete fognaria 67% 30000 L 16% 10000 L 33% 140000 L 17% 70000 L 17% 5000 L 17% Birra prodotta annualmente Scolo dei reflui >10 mc 83% 6 mc 17% Consumo annuale di acqua
- 17. m DELLA SARDEGNA Marilena Budroni Angela Bianco Marta Niccolai Gabriele Obino UNIVERSITA’ DI SASSARI Dipartimento di AGRARIA Giacomo Zara Francesco Fancello Davide Assandri Progetto Cluster Bi.Ar «Sviluppo sostenibile della birra artigianale in Sardegna» GRAZIE PER L’ATTENZIONE