Start-up svizzera trasforma biomassa in materiali alternativi alla plastica
Legno, paglia, noccioli di ciliegie o gusci di noci per produrre bioplastica, tessili, cosmetici e profumi. La start-up svizzera Bloom Biorenewables ha messo a punto una tecnologia che consente di valorizzare la biomassa e di farne un’alternativa al petrolio per la produzione di materiali.
“Quando ho cominciato i miei studi, i corsi di chimica erano soprattutto corsi di petrochimica, ossia si insegnava come trasformare il petrolio. Oggi invece le cose sono cambiate: si insegna sempre di più chimica verde. Speriamo che i chimici del futuro non facciamo più ricorso al petrolio, perché possiamo farne a meno”, rileva Florent Héroguel, cofondatore e direttore operativo di Bloom BiorenewablesCollegamento esterno.
La giovane impresa, nata come spin-off del Politecnico federale di Losanna (EPFL), non vuole fare a meno del petrolio solo nelle ricerche di chimica, ma intende sostituirlo anche nella vita quotidiana. Questa materia inquinante ci accompagna ormai un po’ ovunque: vestiti, scarpe, smartphone, computer, mobili, imballaggi e bottiglie, tutti gli oggetti di plastica che tocchiamo ogni giorno. La troviamo anche nei nostri piatti sotto forma di aromi, come la vanillina, in profumi, cosmetici e detergenti, perfino nei medicinali.
“Nel campo dell’energia sono stati fatti grandi progressi per sviluppare fonti alternative al petrolio. Ma per i materiali siamo appena all’inizio ed è probabilmente ancora più difficile. Per i materiali è necessaria un’altra fonte di carbonio. Lo si trova nel CO2 dell’atmosfera, dove è alquanto laborioso recuperarlo, oppure nella biomassa. E noi quello che facciamo è andare a cercare il carbonio nella biomassa, poiché possiamo ricavarne prodotti sostenibili e circolari”.
Non solo bioetanolo e carta
La biomassa impiegata nel Laboratorio di processi sostenibili e catalitici dell’EPFL, con il quale la start-up collabora ancora oggi, è costituita da legno, scorze di alberi, foglie, noccioli di ciliegie e pesche, gusci di noci e altri materiali lignocellulosici provenienti da vari paesi, tra cui la Svizzera. La lignocellulosa, il materiale grezzo più presente sul nostro pianeta, contiene tre elementi principali: cellulosa, emicellulosa e liginina.
La biomassa viene sempre più utilizzata per produrre bioetanolo, ma dispone di proprietà che potrebbero rimpiazzare il petrolio in molte altre applicazioni. “Finora, a livello industriale, si adopera soprattutto la cellulosa, usata per la fabbricazione di carta. Si estrae quindi solo il 40% del legno, il resto viene bruciato o buttato via. Noi invece vogliamo recuperare almeno il 75% della biomassa lignocellulosica per trasformarla in prodotti alternativi al petrolio”, indica Florent Héroguel,
Per i loro test all’EPFL, i ricercatori di Bloom Biorenewables si servono di un reattore di una capacità di 10 litri, in cui la biomassa viene riscaldata e trattata con solventi, in modo da poter essere frazionata in diversi elementi. Tramite un filtro si recupera la prima frazione, la cellulosa. Si separa poi un liquido contenente lignina e un altro di emicellulosa. Questi elementi vengono quindi isolati, purificati e sperimentati grazie ad una panoplia di apparecchi disponibili nei laboratori dell’EPFL, incubatori, centrifughe, cromatografi e via dicendo.
Tessili e bioplastica
“Con la cellulosa potremmo produrre anche noi della carta. Ma il nostro obbiettivo è estrarne il massimo valore possibile, ad esempio per farne dei tessili. Oggi non vi è sufficiente cotone per soddisfare la domanda e la maggior parte dei tessili è quindi prodotta con petrolio, come i poliesteri o l’acrilico. L’industria tessile sta però cercando sempre più soluzioni alternative per fabbricare prodotti più ecologici, dato che i poliesteri sono dannosi per l’ambiente”, spiega il cofondatore di Bloom Biorenewables.
Oggigiorno esistono già tessili prodotti con la biomassa: il leader in questo settore è un’azienda austriaca e anche in Svizzera vengono compiuti primi tentativi in questa direzione. “Vi sono però ancora diverse questioni aperte sulla fattibilità e la potenzialità dei procedimenti impiegati attualmente. Stiamo quindi lavorando con dei partner per mettere a punto processi alternativi meno inquinanti e più performanti, a partire da scarti vegetali e non solo foreste”, sottolinea Florent Héroguel, mostrando fili di bioplastica trasparente, prodotti con cellulosa estratta nel laboratorio.
La start-up ha avviato delle collaborazioni con dei partner anche per sfruttare le proprietà dell’emicellulosa, che si presta particolarmente per la produzione di bioplastica, destinata a sostituire imballaggi di polipropilene e bottiglie di Pet. Un settore di grande attualità: con il suo nuovo Piano d’azione sull’economia circolare, l’UE intende porre fine agli sprechi, imporre imballaggi e altri prodotti di plastica sostenibili e rafforzare la responsabilità dei produttori. Grandi imprese alimentari, come Nestlé e Danone, hanno annunciato di voler raggiungere entro pochi anni un bilancio neutro a livello di carbonio, sostituendo gli imballaggi attuali con prodotti provenienti da vegetali.
Aromi e profumi
Ma l’elemento sui cui la start-up punta maggiormente è la lignina. “La lignina che si trova oggi in commercio condensa al momento della sua estrazione, quindi si degrada e diventa molto scura. Il nostro procedimento permette invece di stabilizzarla, impedendo la sua condensazione e degradazione. Riusciamo quindi ad estrarre una lignina molto pura, di colore chiaro, con la quale si possono produrre ad esempio cosmetici. Oppure la depolarizziamo in condizioni relativamente delicate, in modo da poter estrarne molecole aromatiche per l’industria alimentare e i profumi”, spiega Florent Héroguel.
Anche l’industria alimentare e quella dei profumi sono alla ricerca di nuovi materiali di origine vegetale, in sostituzione del petrolio. I ricercatori di Bloom Biorenewables stanno sperimentando da alcuni anni diverse possibili applicazioni con imprese di questi settori e dispongono già di una buona esperienza nella produzione di molecole per la vanillina, l’eugenolo e aromi affumicati.
“Abbiamo cominciato nel 2015 le nostre ricerche all’EPFL, presso il laboratorio del professor Jeremy Luterbacher, allo scopo di trovare delle soluzioni per valorizzare meglio la biomassa. Ci siamo ben presto accorti che il potenziale e il mercato più grandi erano costituiti dalla lignina. Oggi nessuno riesce a produrre una lignina di simile qualità che possa essere impiegata per prodotti di alto valore aggiunto, come i profumi”.
Dal laboratorio al mercato
Nel 2017 i giovani ricercatori dell’EPFL hanno quindi depositato un primo brevetto per la produzione di lignina. Viste le reazioni positive della comunità scientifica, due anni dopo Florent Héroguel, Jeremy Luterbacher e Remy Buser hanno fondato Bloom Biorenewables, con l’obbiettivo di trasferire questa tecnologia dal laboratorio verso il mercato. La start-up – che ha già ricevuto diversi premi, tra cui quello della Fondazione de Vigier – ha rapidamente convinto degli investitori. In agosto ha ottenuto un contributo di oltre 3 milioni di franchi, provenienti in parte dall’azienda giapponese Yokogawa, attiva principalmente nel settore della chimica e dell’energia.
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Questi soldi serviranno tra l’altro per finanziare la nuova sede della società, situata a Marly, nei pressi di Friburgo. Grazie alla collaborazione con l’Alta scuola di ingegneria e architettura (HEIA) di Friburgo, i ricercatori possono ora utilizzare reattori molto più grandi, di 600 litri, per produrre lignina e altre sostanze estratte dalla biomassa. Questo laboratorio consentirà di proseguire gli esperimenti con i partner per depositare nuovi brevetti e avviare la fase di commercializzazione. Nel 2022 la start-up prevede di costruire uno stabilimento, con una spesa di 30 – 50 milioni di franchi, per dare inizio alla produzione commerciale.
“Da una tonnellata di biomassa prevediamo di poter estrarre tra 750 e 900 chili di materiale per la produzione di tessili, bioplastica e lignina, ciò che è una quota molto alta”, dice Florent Héroguel. Il giovane imprenditore è convinto che questa nuova tecnologia contribuirà non solo alla salvaguardia dell’ambiente, ma anche a ridare una nuova immagine alla chimica. “Ancora oggi, quando diciamo che facciamo della chimica, molti ci guardano di traverso e pensano che non sia una cosa pulita. Ma, in realtà, con la chimica possiamo invece dare un grande contributo alla protezione del nostro pianeta”.
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