Biodiesel, cosmetici e biolubrificanti dalla crambe

Più sostenibile della colza, ma mancano politiche incentivanti per gli agricoltori e l'industria. A cura di Mario A. Rosato

Mario A. Rosato di Mario A. Rosato

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Crambe hispanica
Fonte foto: José Quiles Hoyo

La crambe (Crambe abyssinica Hochst.) è una pianta della famiglia delle Brassicaceae originaria dall'Africa, il cui nome significa "cavolo" in greco antico. Studi moderni hanno dimostrato che Crambe abyssinica è in realtà una sottospecie di Crambe hispanica L., per cui la sua denominazione corretta è Crambe hispanica subsp. abyssinica Hochst. La differenza fra la varietà mediterranea e quella africana sta solo nella forma delle foglie, un criterio insufficiente per considerarle due specie diverse.

Crambe hispanica L. è presente in Puglia, Calabria, Sicilia e Sardegna. Esistono altre specie di crambe nel nostro paese: il cavolo marittimo (C. maritima) in Liguria e C. tataria, specie originaria dalle steppe dell'Asia centrale nei magredi pordenonesi, dove si ritiene sia stata introdotta durante le invasioni dei tartari, da cui prende il nome scientifico.

La crambe è un parente della senape abissina (Brassica carinata) con cui condivide molte caratteristiche.
 
Si tratta di una pianta oleaginosa abbastanza rustica, da cui si può trarre un olio non commestibile, adatto per molti usi industriali. Il pannello è ricco di proteine - 25% del peso dei semi sgusciati - ma potenzialmente tossico. Per questo motivo, come nel caso della B. carinata, il pannello viene spesso utilizzato come fertilizzante e agrofarmaco. Il tenore di olio dei suoi semi è compreso fra 35,6% e 42,3% (se si considera il peso del seme nella siliquetta) e fino al 53% nel caso dei semi sgusciati. L'olio è ricco di acido erucico, circa il 50%, per cui è una materia prima molto interessante per la produzione di biolubrificanti, biodiesel, creme cosmetiche. Cresce molto velocemente e la sua coltura in rotazione favorisce il contenimento delle infestanti. Può crescere con scarse precipitazioni, 350-1.400 millimetri/anno, ma per una produzione di olio richiede 800-1.550 millimetri/anno. La sua gamma di temperature ideale è 10°C-30°C, ma tollera brevi ghiacciate. La produttività di semi varia da 1 a 5 tonnellate/ettaro, in Italia la cultivar Mario rende più di 4 tonnellte/ettaro (Rif. [i]).

Durante ricerche condotte, nel 1995, dal gruppo dell'Istituto del germoplasma di Bari (ora Istituto di genetica vegetale) su alcune popolazioni di crambe (di entrambe le varietà, hispanica e abyssinica) i migliori risultati furono ottenuti con semina autunnale, densità di semina equivalente a 50 semi/m2, erbicida Butisan e l'apporto di 60, 60 e 80 chilogrammi/ettaro di P2O5, K2O e N, rispettivamente. In tutti i casi, il contenuto di acido erucico si mantenne sempre intorno al 54%. Sebbene la specie sia presente in Italia, la popolazione selvatica è in diminuzione e si deve considerare come specie vulnerabile, per cui la sua coltivazione nell'areale mediterraneo gioverebbe anche al mantenimento della biodiversità (Rif. [ii]).

Ricerche condotte al Crea di Bologna nell'ambito del progetto Suscace, hanno valutato il potenziale del crambe nell'ottica di "bioraffineria integrata", ovvero la possibilità di valorizzare tutta la biomassa attraverso processi di conversione di natura chimica, biochimica, fisica o microbiologica al fine di ottenere non solo prodotti energetici, ma soprattutto materiali e composti chimici ad alto valore aggiunto sia economico che ambientale. La resa colturale media della cultivar Mario nel triennio 2012-2015 è stata di 1,4 tonnellate/ettaro, con un massimo di 2,6 tonnellate/ettaro ed un contenuto medio di acido erucico del 53,9%. Il tenore totale d'olio è stato di 23% (stazione sperimentale Pisa) - 33% (Bologna) e quello di proteine grezze nel pannello 23,7% (Pisa) e 21% (Bologna). Fra tutte le specie testate, il crambe ha raggiunto la massima concentrazione di glucosilonati, compresa fra 73,8-96,2 μmoli/grammi S.S.. La biomassa di scarto (circa 2 tonnellate S.S./ettaro.anno) è composta da 12% lignina, 45% cellulosa, 4% ceneri, con un Pci pari a 14,3 MJ/chilogrammo (3.420 Kcal/chilogrammo). Tali caratteristiche la rendono potenzialmente utilizzabile come matrice per digestione anaerobica o per produzione di pellet industriali.
 
Esperienze condotte in Portogallo (Rif. [iii]) hanno dimostrato che il biodiesel di olio di crambe rispetta i requisiti della norma EN 14214, ed inoltre ha una elevata stabilità all'ossidazione. La viscosità (5.80 mm2 s−1) ed il punto di intasamento a freddo (7°C) sono al limite, per cui tale biodiesel andrebbe mischiato ad altri - ad esempio di colza - per migliorarne le caratteristiche. Il motivo di una tale viscosità è l'alto contenuto di acido erucico, che rende l'olio di crambe simile a quello del ricino.
     
Un altro studio, condotto in Brasile (Rif. [iv]), conferma la maggiore stabilità e resistenza all'ossidazione del biodiesel di crambe prodotto mediante transesterificazione con etanolo e idrossido di potassio, rispetto a quello prodotto con metanolo, ma la resa è minore. In conclusione, la via industriale più adatta per la produzione di biodiesel di crambe sarebbe, secondo i ricercatori brasiliani, la idrogenazione, processo utilizzato attualmente in Italia dall'Eni.

Malgrado il pannello di semi di crambe sia considerato tossico, esso non è incluso nel dlgs 10 maggio 2004, n. 149, Allegato I. Uno studio condotto in Brasile (Rif. [v]) dimostra che la sostituzione con 100 grammi di pannello di crambe per ogni chilogrammo di soia utilizzata nei mangimi, non ha alcuna incidenza negativa nell'alimentazione dei bovini.

L'acido erucico è un ingrediente fondamentale per le industrie dei cosmetici, lubrificanti, materie plastiche, inchiostro per stampanti. La produzione globale è cresciuta da 37,4 a 75,0 milioni di tonnellate nel decennio 2010-2019. I principali produttori sono Canada, Cina, Eu, e India. Attualmente, la produzione industriale di acido erucico si basa sulla coltivazione di alcune varietà di colza (Brassica napus), ma poiché l'olio di colza è utilizzato anche nell'alimentazione umana, esiste il rischio di contaminazione per pollinizzazione incrociata e di miscelazione accidentale di olio commestibile con olio industriale, per cui il costo della tracciabilità per evitare tali rischi è alto. Il crambe diventa dunque l'alternativa più valida alle cultivar di colza ad alto tenore di acido erucico (Rif. [vi]).


Conclusioni

Benché la produzione di biolubrificanti e biomolecole sia l'approccio più sostenibile nell'ottica dell'economia circolare, rimane ancora un nodo da sciogliere: attualmente, la coltivazione di oleaginose "non convenzionali", come la crambe, è meno redditizia di quella dei cereali. I motivi sono: la bassa resa per ettaro e la mancanza di incentivi affinché l'industria adotti bioprodotti in sostituzione di quelli attualmente in uso, in genere derivati dal petrolio. In questo modo si innesca un cerchio vizioso difficile da rompere: gli agricoltori non coltivano la crambe perché non hanno certezza né sul prezzo né sulla resa, e l'industria non converte la sua produzione al "bio" per l'incertezza degli approvvigionamenti e prezzi.

È dunque auspicabile una presa di posizione delle autorità nazionali ed europee, con misure di sostegno concrete alla coltivazione di crambe e specie simili, e bando definitivo all'importazione dell'olio di palma asiatico e dell'olio di soia brasiliano per usi industriali. Ne guadagnerebbero gli agricoltori dell'intera area del Mediterraneo e la salute del pianeta.

Bibliografia
[iHeuzé V., Thiollet H., Tran G., Bastianelli D., Lebas F., 2018. Crambe (Crambe abyssinica). Feedipedia, a programme by Inrae, Cirad, Afz and Fao. Last updated on march 16, 2018, 11:26.
[iiPerrino, Enrico & Giovanni, Russo & Turrisi, R.E. & Tomaselli, Valeria & Wagensommer, Robert Philipp. Crambe hispanica L.; Italian Botanist. 45. 354-357 (2013).
[iiiE. Costa, M.F. Almeida, C. Alvim-Ferraz, J.M. Dias, The cycle of biodiesel production from Crambe abyssinica in Portugal, Industrial Crops and Products, volume 129, 2019, pages 51-58, Issn 0926-6690.
[ivMateus Cristian Gomes Souza, Marcelo Firmino de Oliveira, Andressa Tironi Vieira, Anízio Marcio de Faria, Antônio Carlos Ferreira Batista, Methylic and ethylic biodiesel production from crambe oil (Crambe abyssinica): New aspects for yield and oxidative stability, Renewable Energy, volume 163, 2021, pages 368-374, Issn 0960-1481.
[vGoes, R. H. de T. e Buschinelli de; Patussi, R. A.; Branco, A. F.; Osmari, M. P.;  Gandra, J. R.; Zeviani, W. M.; Bezerra, L. R.l ; Oliveira, R. L.; Crushed crambe from biodiesel production as replacement for soybean meal in the supplement of steers grazing; Italian Journal of Animal Science,  316-327, V. 18, n. 1, Taylor & Francis , 2019.
[vi] Dulan Samarappuli, Federica Zanetti, Sara Berzuini, and Marisol T. Berti; Crambe (Crambe abyssinica Hochst): A non-food oilseed crop with great potential: A review, Agronomy 2020, 10(9), 1380.

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Fonte: Agronotizie

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Tag: ricerca bioenergie biodiesel

Temi caldi: Colture energetiche e per bioraffineria

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