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Thesis etd-05112023-164258


Thesis type
Tesi di dottorato di ricerca
Author
PULIDORI, ELENA
URN
etd-05112023-164258
Thesis title
Valorization of biomass wastes through eco-friendly extraction of valuable compounds suitable to produce innovative materials
Academic discipline
CHIM/02
Course of study
SCIENZE CHIMICHE E DEI MATERIALI
Supervisors
tutor Prof.ssa Duce, Celia
relatore Prof.ssa Tinè, Maria Rosaria
Keywords
  • biomass waste
  • biomasse di scarto
  • cheratina
  • chimica verde
  • circular economy
  • economia circolare
  • estrazioni assistite da microonde
  • green chemistry
  • keratin
  • materiali a base di proteine
  • microwave-assisted extraction
  • pectin
  • pectina
  • protein-based material
Graduation session start date
01/06/2023
Availability
Withheld
Release date
01/06/2026
Summary
La rapida urbanizzazione e l'intensificazione delle attività antropiche hanno portato a un'enorme produzione di rifiuti da biomassa. I metodi di smaltimento utilizzati (ad esempio, interramento in discarica e incenerimento) si sono rivelati inadeguati e hanno contribuito ad aumentare l'inquinamento ambientale.
I rifiuti di biomassa derivati da scarti agricoli e alimentari e da residui animali sono una fonte a basso costo di importanti biopolimeri. Infatti, i principali composti che si possono ottenere da questi rifiuti sono polisaccaridi come cellulosa, emicellulosa, chitosano e pectina, proteine come collagene, gelatina e cheratina e lipidi come la cutina. Questi biopolimeri possono essere utilizzati per produrre biocarburanti, biomateriali e bioplastiche che possono sostituire i materiali derivati dai combustibili fossili.
In questo contesto, il mio progetto di dottorato si è concentrato sul recupero della cheratina dalle piume di pollame, la biomassa di scarto a base di cheratina più abbondante. Sono stati studiati anche i rifiuti di bucce di agrumi, un'altra biomassa abbondante, dai quali è stata recuperata la pectina, un polisaccaride comunemente usato nell'industria alimentare con proprietà promettenti che lo rendono adatto anche ad applicazioni biomediche. Utilizzando la cheratina e la pectina estratte da queste biomasse di scarto sono stati prodotti nuovi biomateriali con applicazioni sia in ambito biomedicale che di bonifica ambientale. English version: Rapid urbanisation and the intensification of human activities have led to a huge production of biomass waste. The disposal methods used (e.g. landfilling and incineration) have proven to be inadequate and have contributed to increased environmental pollution.
Biomass waste, derived from agricultural and food waste and animal residues, is an inexpensive source of important biopolymers. Indeed, the main compounds that can be obtained from these wastes are polysaccharides such as cellulose, hemicellulose, chitosan and pectin, proteins such as collagen, gelatin and keratin, and lipids such as cutin. These biopolymers can be used to produce biofuels, biomaterials and bioplastics that can replace materials derived from fossil fuels.
In this context, my PhD project focused on the recovery of keratin from poultry feathers, the most abundant keratin-based waste biomass. Citrus peel waste, another abundant biomass, was also studied to recover pectin, a polysaccharide commonly used in the food industry with promising properties that also make it suitable for biomedical applications. Keratin and pectin extracted from these waste biomasses have been used to produce new biomaterials with applications in both biomedical and environmental remediation.
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