Biotecnologie ambientali: bioenergie, bioraffinerie e biorisanamento

L'Area di Biotecnologie Ambientali del Dipartimento di Biotecnologie si occupa di tematiche inerenti sia i settori del risanamento ambientale e della depurazione sia della produzione di molecole organiche ad alto valore aggiunto. In particolare, i temi di ricerca sviluppati riguardano sia lo studio fondamentale sia lo sfruttamento tecnologico di sistemi biologici, tanto procarioti (batteri) quanto eucarioti (funghi, microalghe, piante), per:
  • il risanamento di terreni e acquiferi inquinati (bonifica biologica inclusa la fitobonifica) nonché la depurazione delle acque reflue;
  • il trattamento dei rifiuti organici di origine agricola, urbana e industriale mediante processi aerobici e anaerobici (compostaggio e digestione metanogenica) per una corretta gestione e lo smaltimento in sicurezza, con recupero di materiali e/o energia;
  • la produzione di biocarburanti (bio-idrogeno e bio-alcool) attraverso reazioni fotosintetiche o fermentative;
  • la produzione di composti chimici di natura biologica (es. biotensioattivi, esopolisaccaridi, ecc.) e di enzimi (es. cellulasi, cutinasi, laccasi, perossidasi, ecc.) di elevato valore tecnologico, nonché la produzione di biopolimeri/bioplastiche (es. poli-idrossi-alcanoati) insieme alla depolimerizzazione biocatalitica di poliolefine e poliesteri di derivazione petrolifera.
Roberto Bassi
Professore ordinario
David Bolzonella
Professore ordinario
Stefano Cazzaniga
Ricercatore a tempo determinato
Luca Dall'Osto
Professore associato
Nicola Frison
Ricercatore a tempo determinato
Silvia Lampis
Ricercatore
Giovanni Vallini
Professore ordinario
Competenze
Argomento Persone Descrizione
Applied biotechnology (non-medical), bioreactors, applied microbiology (vedi classificazione  ERC )
Biotecnologia delle alghe unicellulari Roberto Bassi
Le alghe unicellulari sono microbi e sono facilmente ingegnerizzabili per cambiarne la composizione e/o le attività metaboliche al fine di produrre composti di interesse come, per esempio, biocombustibili, coloranti alimentari, anti-ossidanti o proteine ricombinanti come enzimi industriali o antigeni come vaccini. In questa ricerca perseguiamo la domesticazione delle alghe per questi scopi utilizzando tecniche genetiche (mutagenesi. evoluzione diretta), la transgenesi o l'editing genomico.
Chemical engineering, technical chemistry (vedi classificazione  ERC )
Produzione di bio-based compounds David Bolzonella
Questa linea di ricerca si occupa della produzione di chemicals (bio-based products e nutrienti) da scarti/rifiuti. Particolare attenzione è posta alla produzione di acidi grassi a catena corta (SC-VFA), poli-idrossi-alcanoati (PHA), precursori delle bioplastiche, e nutrienti quali il fosforo e l'azoto
Recupero di risorse da acque reflue municipali e industriali Nicola Frison
Recupero di cellulosa, produzione di Acidi Grassi Volatili (VFA), Poliidrossialcanoati (PHA) da fanghi di depurazione, scarti agro-industriali e frazione organica dei rifiuti solidi urbani.
Trattamento di acque reflue ad alto carico Nicola Frison
Rimozione biologica di azoto e fosforo via-nitrito da surnatanti anaerobici, trattamenti anaerobici di acque reflue per la rimozione del carico organico e produzione di biogas.
Environmental biotechnology, bioremediation, biodegradation (vedi classificazione  ERC )
Biocombustibili di seconda e terza generazione Luca Dall'Osto
Selezione di ceppi algali ottimizzati per la produzione di biocarburanti: (a) identificazione dei geni che controllano la resa in biomassa nelle alghe verdi; (b) ingegnerizzazione della capacità di penetrazione della luce in colture dense tipiche dei fotobioreattori, e modulazione dei meccanismi fotoprotettivi responsabili della resistenza alla luce in eccesso. Ottimizzazione dei processi di degradazione dei residui lignocellulosici, sfruttando enzimi termostabili, idrolitici della parete cellulare: (a) isolamento di ceppi algali transgenici che producono enzimi termostabili degradativi della parete cellulare vegetale; (b) sviluppo di piante transgeniche auto-catalitiche, che accumulano enzimi degradativi della parete, attivati alle alte temperature.
Incremento dell’efficienza della raccolta e dello sfruttamento dell’energia luminosa Stefano Cazzaniga
Identificazione dei fattori che limitano l’efficienza della conversione dell’energia luminosa in biomassa ed ingegnerizzazione degli organismi fotosintetici, piante e microalghe, per migliorare tali limiti. In particolare miglioramento della diffusione dell’energia luminosa all’interno dei fotobioreattore e modulazione dei meccanismi fotoprotettivi che dissipano la luce in eccesso come calore
Microbiologia Agraria (Microbiologia del Terreno)- Microbiologia Ambientale - Biotecnologie Microbiche (Non-Alimentari) Silvia Lampis
Giovanni Vallini
I principali ambiti di interesse riguardano lo studio sia di singole specie microbiche (batteriche o fungine) sia di popolazioni microbiche complesse in relazione ad attività da queste estrinsecate, che siano significative sotto il profilo della ricaduta ambientale. L'attenzione perciò è rivolta alla catalisi microbica all’interno dei cicli biogeochimici, all’influenza del metabolismo microbico sulle caratteristiche di suoli e corpi idrici, all’interazione funzionale tra microrganismi e piante, al ruolo dei microrganismi nella detossificazione di matrici ambientali contaminate da composti organici per un possibile sfruttamento degli stessi microrganismi nel trattamento di rifiuti/reflui industriali attraverso processi ecocompatibili.
Industrial biofuel production aderente allo standard  ERC
Digestione Anaerobica David Bolzonella
Studio e della ottimizzazione del processo di digestione anaerobica di rifiuti organici, fanghi di depurazione, sottoprodotti dell'agroindustria, letami e liquami per la produzione di metano e/o idrogeno
Sustainable design (for recycling, for environment, eco-design) aderente allo standard  ERC
Trattamento Acque Reflue David Bolzonella
Trattamento biologico-chimico-fisico di acque reflue di origine civile/industriale per la rimozione di nutrienti e composti inquinanti prioritari
Gruppi di ricerca
Nome Descrizione URL
Biotecnologie Microbiche e Microbiologia Ambientale Responsabile: Prof. Giovanni Vallini - Sede: Ca' Vignal 2, Verona
Efficienza e organizzazione nelle public utilities Il gruppo di ricerca focalizza le proprie attenzioni sullo studio delle determinanti esogene ed endogene dell’efficienza nelle public utilities
Ingegneria Chimica dell'Ambiente e dei Bioprocessi Il gruppo di ricerca in Ingegneria Chimica dell'Ambiente e dei Bioprocessi opera nel settore del trattamento dei rifiuti organici di diversa origine (civile, industriale, agricola) per il recupero di bio-combustibili o molecole ad alto valore aggiunto oltre che nel settore del trattamento delle acque reflue. Il gruppo di ricerca gestisce il Laboratorio di Impianti chimici per l'Ambiente e i Bio-Processi (LABICAB).
Laboratorio di Fotosintesi Biochimica e fisiologia molecolare della fotosintesi

Attività

Strutture