Pirolisi, parametri di processo e applicazione dei prodotti

This thesis explores the potential of pyroligneous acid (PA), a by-product derived from the pyrolysis of lignocellulosic biomass, as an innovative and sustainable resource for agriculture and the energy transition. The work focuses on the production technologies of PA, analyzing slow, fast, and flash pyrolysis processes, as well as the operational parameters that influence the efficiency and yield of the product. In particular, factors such as pyrolysis temperature, biomass particle size, heating rate, and biomass chemical composition are examined, highlighting how these parameters can be optimized to maximize PA production. From an application perspective, the thesis delves into the use of PA in agriculture, demonstrating its multiple benefits. Thanks to its chemical composition rich in organic acids, phenols, and bioactive compounds, PA has proven effective in promoting seed germination, plant growth, and soil health. Additionally, PA has shown antimicrobial and antioxidant properties, reducing the incidence of fungal diseases such as gray mold (Botrytis cinerea) and enhancing plant resistance to biotic and abiotic stresses. The thesis also presents case studies illustrating the application of PA in various crops, including bamboo, table grapes, and other horticultural plants, highlighting how PA treatment can improve crop yield and quality while reducing the use of chemical fertilizers and pesticides. Furthermore, PA has been shown to mitigate the spread of antibiotic resistance genes (ARGs) in agricultural soils, contributing to more sustainable natural resource management. Despite the promising results, the thesis emphasizes the need for further research to optimize PA production and application processes, especially in diverse agricultural contexts and on a larger scale. Pyroligneous acid emerges as an innovative and sustainable solution, aligned with the United Nations Sustainable Development Goals, to reduce carbon emissions, valorize organic waste, and promote more resilient and environmentally friendly agriculture.

Questa tesi esplora il potenziale dell'acido pirolitico (PA), un sottoprodotto derivato dalla pirolisi di biomasse lignocellulosiche, come risorsa innovativa e sostenibile per l'agricoltura e la transizione energetica. Il lavoro si concentra sulle tecnologie di produzione del PA, analizzando i processi di pirolisi lenta, rapida e flash, e sui parametri operativi che influenzano l'efficienza e la resa del prodotto. In particolare, vengono esaminati fattori come la temperatura di pirolisi, la granulometria della biomassa, la velocità di riscaldamento e la composizione chimica della biomassa, evidenziando come questi parametri possano essere ottimizzati per massimizzare la produzione di PA. Dal punto di vista applicativo, la tesi approfondisce l'uso del PA in agricoltura, dimostrando i suoi molteplici benefici. Il PA, grazie alla sua composizione chimica ricca di acidi organici, fenoli e composti bioattivi, si è rivelato efficace nel promuovere la germinazione dei semi, la crescita delle piante e la salute del suolo. Inoltre, il PA ha mostrato proprietà antimicrobiche e antiossidanti, riducendo l'incidenza di malattie fungine come la muffa grigia (Botrytis cinerea) e migliorando la resistenza delle piante agli stress biotici e abiotici. La tesi presenta anche studi di caso che illustrano l'applicazione del PA in diverse colture, tra cui il bambù, le uve da tavola e altre piante orticole, evidenziando come il trattamento con PA possa migliorare la resa e la qualità dei raccolti, riducendo al contempo l'uso di fertilizzanti e pesticidi chimici. Inoltre, il PA si è dimostrato efficace nel mitigare la diffusione di geni di resistenza agli antibiotici (ARG) nei suoli agricoli, contribuendo a una gestione più sostenibile delle risorse naturali. Nonostante i promettenti risultati, la tesi sottolinea la necessità di ulteriori ricerche per ottimizzare i processi di produzione e applicazione del PA, specialmente in contesti agricoli diversi e su larga scala. L'acido pirolitico si configura come una soluzione innovativa e sostenibile, allineata agli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile delle Nazioni Unite, per ridurre le emissioni di carbonio, valorizzare i residui organici e promuovere un'agricoltura più resiliente e rispettosa dell'ambiente.