ISTITUTO PER I SISTEMI AGRICOLI E FORESTALI DEL MEDITERRANEO

COMPETENZE E KNOW-HOW

• Miglioramento genetico e selezione di nuove cultivar d’olivo
• Prospezione e raccolta digermoplasma d’olivo (Italia ed internazionale)
• Caratterizzazione agronomica digermoplasma d’olivo
• Caratterizzazione biochimica delle olive e dell’olio dal punto di vista nutraceutico, fenoli, componenti minori, acidi grassi e analisi diroutine della qualità del’olio.
• Conservazione e propagazione di genotipi selvatici, sottospecie e varietà locali e minori.
• Valutazione e screening di varietà rispetto allo stress abioticodal punto di vista fisiologico, morfologico e della qualità dell’olio.
• Progettazione di campi sperimentali per la salvaguardia e lo studio della biodiversità olivicola e dei componenti nutraceutici legati alla cultivar e all’areale di coltivazione;
• Valorizzazione tramite strumenti giuridici e contrattuali dei prodotti della ricerca quali, ad esempio, nuove varietà d’olivo, del trasferimento tecnologico e innovazione, ovvero connesse alla costituzione di banche di germoplasma.
• Sviluppo e valutazione di processi innovativi, eco-compatibili ed economicamente sostenibili, per una corretta gestione e valorizzazione degli scarti agro-industriali, con particolar riferimento alle sanse umide prodotte dai frantoi oleari dotati dei moderni ed ecologici sistemi estrattivi a due fasi.
• Studio dei processi biologici condotti in ambiente aerobico (compostaggio) in grado di trasformare gli scarti agro-industriali in prodotti stabili e maturi e che siano validi surrogati della torba e/o dei concimi di sintesi, per un’agricoltura eco-compatibile.
• Valutazione dei principali parametri analitici connessi alla qualità agronomica degli ammendanti prodotti: in particolare, oltre alla caratterizzazione elementare, si definiscono anche la qualità del carbonio organico (indici di umificazione), la stabilità biologica e la maturità (indici respirometrici statici e dinamici, fitotossicità) del compost.
• Analisi delle emissioni e bilancio di massa nel compostaggio di scarti agro-industriali, attraverso l’impiego di un impianto pilota (COMPOSTER) progettato ad hoc, realizzato a scala di laboratorio e validato recentemente presso ISAFOM-CNR di Perugia.
• Valutazione della compatibilità ambientale delle bioplastiche attraverso la determinazione di test specifici (biodegradabilità ultima in compost o suol o, compostabilità) realizzati grazie ad un’apparecchiatura di laboratorio poco diffusa (BIODEG), progettata ad hoc, realizzata e validata recentemente presso ISAFOM di Perugia, capace di riprodurre le condizioni operative previste dalla normativa europea di riferimento (UNI EN ISO 13432, 14855-1, 17556, 14045).

DOTAZIONI TECNOLOGICHE

a) Collezione in vaso di olivi (circa 1.000 accessioni) attualmente trasferita presso il campo CNR di Follonica.

b) Campo di Tuoro sul Trasimeno (allevamento e conservazione incroci).

c) Laboratori:

ISAFOM-CNR di Perugia si avvale di strumentazioni analitiche di laboratorio all’avanguardia sia per la preparazione del campione che per la successiva analisi volta ad una caratterizzazione chimica dettagliata delle matrici indagate

• Caratterizzazione degli oli e sostanze grasse
• SOIL – analisi matrici organiche e suoli
• Biotecnologievegetali;
• Laboratorio di prove agronomiche in serra e pieno campo
• Impianti automatici di compostaggio lab-scale;
• Laboratorio respirometria;
• Fotografia

d) Mini frantoio;

e) Serra sperimentale (264 m2).

Tra la strumentazione recentemente acquisita:

• Strumentazione per la valutazione del SOUR (SorptionOxygenUptake Rate) nelle matrici organiche;
• Reattore respirometrico per il calcolo dell’ IRDP – Indice respirometrico dinamico potenziale;
• Elementar analyser for the determination of C, H, N, S in solid samples;
• ICP-OES, Inductively Coupled Plasma Spectrometry (ICP-OES);
• ProStar 335Diode Array Detector.

Per approfondire gli studi sul compostaggio, l’ISAFOM-CNR ha progettato, costruito e validato sperimentalmente un prototipo innovativo (COMPOSTER), capace di realizzare a livello di laboratorio il compostaggio statico ad areazione forzata di biomasse, operando in modo ideale attraverso il controllo e l’ottimizzazione automatica di tutti i principali parametri di processo (tra cui: umidità e temperatura della massa, portata del flusso di aria in ingresso, concentrazione di O₂ e CO₂ nell’aria esausta che fuoriesce dal sistema).

Durante le attività di un altro progetto PIF (2013-15), L’ISAFOM-CNR di Perugia ha inoltre progettato e costruito un altro impianto da laboratorio (BIODEG) capace di effettuare test di biodegradabilità ultima delle bioplastiche, sia in compost che in suolo, in accordo alle normative europee di riferimento (UNI EN ISO 13432, 14855-1, 17556).

RISULTATI DELLA RICERCA

• FP7 – TEMA 6 AMBIENTE (compresi i cambiamenti CLIMATICI) del Programma specifico “Cooperazione”. Titolo progetto: Produzione di gas naturale di sintesi e biocarburanti liquidi, mediante il processo Fischer-Tropsch, da rifiuti dell’industria olearia: combustibili da rifiuti (Liquid and gas Fischer-Tropsch Fuel production from olive IndustryWaste: Fuel From Waste). 2012-2016. PARTNER: FRAUNHOFER GESELLSCHAFT ZUR FORDERUNG DER ANGEWANDTEN FORSCHUNG EV (GERMANIA), KUNGLIGA TEKNISKA HOEGSKOLAN (SVEZIA), Soil-Concept SA (LUSSEMBURGO), VERTECH GROUP (FRANCIA), SOLINTEL M&P SL (SPAGNA), EXERGY LTD (REGNO UNITO), EIFER EUROPAISCHES INSTITUT FUR ENERGIEFORSCHUNG EDF-KIT EWIV (GERMANIA). Il progetto ha avuto come obiettivo generale l’ottimizzazione dal punto di vista economico e industriale di un processo per la coproduzione di gas naturale di sintesi (SNG) e diesel partendo dai residui di coltivazione dell’olivo (potature) e di produzione dell’olio d’oliva (sanse) utilizzando il processo di sintesi “Fischer-Tropsch” come principale processo produttivo. Fischer-Tropsch è un processo catalitico mediante il quale una corrente di gas di sintesi (syngas), costituita prevalentemente da CO e H2, può essere convertita in una miscela d’idrocarburi gassosi, liquidi e solidi. Nel corso del progetto è stata valutata, selezionata e prodotta una miscela di sansa e residui di potatura con una composizione adeguata a soddisfare le specifiche del successivo processo di gassificazione. Le prove su scala pilota hanno confermato la fattibilità dello scale-up del processo di pretrattamento fisico delle materie prime impiegate (residui di potatura d’olivo e sanse).

Nella fase di pretrattamento chimico (gassificazione) a livello di laboratorio, la biomassa è stata convertita in syngas con identificazione dei fattori più importanti in grado di prevenire la sinterizzazione.

Sono stati identificati luoghi idonei alla possibile localizzazione di impianti di gassificazione della biomassa considerata dal progetto FFW in Italia (Puglia) ed in Spagna (Andalucia).

E’ stato testato l’uso di un reattore a sali fusi (Molten Salt Reactor – MSR) per rimuovere le impurità (ad esempio catrami, zolfo e composti alogeni) presenti nel syngas. I risultati hanno mostrato che l’MSR è efficace nella purificazione di gas di sintesi in presenza di grandi quantità d’impurità. Questa tecnologia non è tuttavia in grado di rispondere ad esigenze di processi di sintesi dove sia richiesta una purezza estrema del syngas.

Sono stati preparati, caratterizzati e selezionati idonei catalizzatori per il processo Fischer-Tropsch e per la metanazione. I risultati delle attività di scale-up e la valutazione dei Key Performance Indicators hanno mostrato che una linea completa per la produzione di idrocarburi liquidi da pellet di oliva può essere installata ed operata. Si è concluso che è di vitale importanza progettare reattori Fischer-Tropsch dotati di un sistema di rimozione del calore molto efficiente.

Le materie prime sono state gassificate con successo in un processo autotermico stabile a temperature accettabili. La composizione del syngas ottenuto è stata coerente ai limiti previsti. La produzione di cere e combustibili liquidi da gas di sintesi, la produzione di SNG dal gas di sintesi ed il processo di metanazione sono stati dimostrati con successo.

E’ stata effettuata un’integrazione energetica dell’intero processo attraverso studi di simulazione che miravano all’ottimizzazione e allo scale-up del sistema FFW.

I risultati dell’analisi LCA hanno mostrato che per migliorare le prestazioni ecologiche del sistema il consumo di elettricità deve essere ridotto il più possibile e che l’ubicazione dell’impianto FFW deve essere scelta con attenzione. Si è constatato che il sistema è in grado di produrre una quantità sufficiente di gasolio per coprire il trasporto nazionale della biomassa olivicola dal campo di coltivazione all’impianto di trasformazione e che il processo può essere considerato autosufficiente in termini di energia.

Sono stati infine determinate le più adeguate capacità produttive degli impianti FFW e gli investimenti necessari alla loro costruzione.

• Costituzione della collezione d’olivo di Lugnano in Teverina (TR). (2013-2014) In collaborazione con CNR-IBBR, 3 A –PTA, Comune di Lugnano con finanziamenti della Regione dell’Umbria.
• L’ISAFOM-CNR di Perugia ha recentemente concluso in Toscana, con risultati interessanti, il progetto SAN-SOIL (2012-14) che ha visto coinvolti un frantoio locale ed una serie di vivai di Pistoia; in particolare, è stato sperimentato un metodo innovativo “semplificato” per il compostaggio statico in contenitori porosi (big bag) degli scarti dei frantoi oleari nonché il successivo uso del compost così prodotto che è stato usato come alternativa alla torba per la realizzazione di terricci specifici per la coltivazione in vaso di numerose specie di piante ornamentali.

SERVIZI E PRODOTTI OFFERTI

• Studio e valorizzazione della biodiversità dell’olivo (in Italia e all’estero);
• Caratterizzazione biochimica delle olive e degli oli di oliva;
• Propagazione e studio di varietà, selvatici e sottospecie di olivo;
• Analisi e individuazione dei migliori protocolli a livello internazionale per lo studio morfologico e biochimico nell’olivo;
• Progettazione di campi sperimentali per la salvaguardia e lo studio della biodiversità olivicola e dei componenti nutraceutici legati alla cultivar e all’areale di coltivazione;
• Valorizzazione tramite strumenti giuridici e contrattuali dei prodotti della ricerca quali, ad esempio, nuove varietà d’olivo, del trasferimento tecnologico e innovazione, ovvero connesse alla costituzione di banche di germoplasma.
• Recupero e valorizzazione di sottoprodotti agro-industriali per la produzione di biocombustibili
• ottimizzazione del co-compostaggio di residui (digestati) derivanti dai processi per la produzione di biogas (digestione anaerobica) a partire da scarti di origine agricola ed agro-industriale; si potranno proporre studi preliminari, da condurre a scala di laboratorio attraverso l’ausilio del COMPOSTER, valutando successivamente un possibile scale up aziendale.
• utilizzazione del biochar (prodotto dalla pirolisi di matrici organiche) come ingrediente nel co-compostaggio di scarti agro-industriali, al fine di ottimizzarne il processo e migliorare le caratteristiche agronomiche finali del compost ottenuto (stabilità biologica, maturità, ricchezza in nutrienti, etc.)
• preparazione di terricci peat-free a base di compost per particolari usi vivaistici ad alto valore aggiunto: supervisione di test agronomici da effettuarsi presso aziende del settore per la valutazione dell’efficacia agronomica del compost come surrogato della torba e della concimazione valutandone, anche, attraverso l’ausilio di colleghi competenti, gli aspetti connessi alla soppressività del compost nei confronti di alcuni importanti agenti fitopatogeni delle colture in vaso
• valutazione della biodegradabilità di biopolimeri e compostabilità dei materiali secondo le normative vigenti (UNI EN ISO 13432, 14855-1, 17556).

BREVETTI

• CV di olivo. DA 12 I RESISTENTE

Nuova Varietà Vegetale (brevetto CNR n.1164 NV)
Portinnesto di olivo

• CV di olivo. FS 17FAVOLOSA

Nuova Varietà Vegetale (Brevetto CNR n.1165 NV)
Nuova cultivar di olivo

• CV di olivo. DON CARLO Nuova Varietà Vegetale (brevetto CNR n. RM 99NV000020)
• Nuova cultivar di olivo
  CV di olivo. GIULIA

Nuova Varietà Vegetale (brevetto CNR n. RM 2005NV000012)

• Procedimento per la produzione di eluati ricchi di idrossitirosolo

Brevetto CNR n. RM 2000A000584

• M.A.T.RE.F.O.

Brevetto CNR – Parco Nazionale del Cilento e Vallo di Adriano. n. RM 2004A000084
Metodo ed Apparato per il Trattamento dei Reflui dei Frantoi Oleari

ALTRE INFORMAZIONI

PROGETTI INTERNAZIONALI

• BEFORE HORIZON2020 MSCA-RISE, BIORESOURCES FOR OLIVICULTURE – BEFORE, 2015-2019. PARTNER: CNR-ISAFOMCNR-IBBR, MediterraneanAgronomicInstitute of Chania (GRECIA), Centre International d’ÉtudesSupérieures en SciencesAgronomiques de Montpellier (FRANCIA) Università degli Studi di Perugia:a Dipartimento di Medicina Sperimentaleb. Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari e Ambientali; AgriculturalUniversity of AthensDepartment of Biotechnology (GRECIA)Instituto Andaluz deInvestigación y Formación AgrariaPesquera y Alimentaria, Centro Alameda del Obispo (SPAGNA);Confederazione Italiana Agricoltori – Umbria; GreekAssociation of Industries and Processors of Olive Oil(GRECIA) OptimumQuality (SPAGNA) InstitutoNacional de Tecnologia Agropecuaria –  EstacionExperimentalAgropecuaria San Juan (ARGENTINA)Institut National de la RechercheAgronomique Morocco;Universidad de La Frontera(CILE)National Center for AgriculturalResearch and Extension (GIORDANIA); LebaneseAgriculturalResearchInstitute(LIBANO) UniversidadAutónoma de Baja California Messico).Il progetto BeFOre ha costituito una rete tra organizzazione accademichee non accademiche con l’obiettivo di individuare protocolli comuni per caratterizzare le risorse genetiche d’olivo dal punto di vista molecolare e fenotipico. Ciò consentirà di mettere a confronto le informazioni scientifiche giungendo ad una valutazione degli effetti delle caratteristiche pedo-climatiche sulle varietà ed in generale contribuirà ad incrementare la sostenibilità dell’olivicoltura. beforeproject.eu
• FFW, FPVII, Environment Collaborative project two stage. 2012-2016.Il progetto LIQUID AND GAS FISCHER-TROPSCH FUEL PRODUCTION FROM OLIVE INDUSTRY WASTE: FUEL FROM WASTE (FFW) ha avuto come obiettivo generale l’ottimizzazione dal punto di vista economico e industriale di un processo per la coproduzione di gas naturale di sintesi (SNG) e diesel partendo dai residui di coltivazione dell’olivo (potature) e di produzione dell’olio d’oliva (sanse) utilizzando il processo di sintesi “Fischer-Tropsch” come principale processo produttivo.fuelfromwaste.eu
• LIFE ENVIRONMENT. project: 00ENV/IT/000223 TIRSAV (Tecnologie Innovative per il Riciclaggio delle Sanse e delle Acque di Vegetazione) in cooperation with: Parco Nazionale del Cilento e Vallo di Diano (SA), (2001-04).
• “LIFE TIRSAV PLUS project”, coordinatedby Parco Nazionale del Cilento e Vallo di Diano (2007-10).European  Union,  Framework  Program  (FP)  7,
• Regions Coordination Action Project: “Sustainable Innovation and Treatment in Industrial Waste Water Clusters” (STInno), (2009-2012).

PROGETTI NAZIONALI:

ISAFOM è inserito in diversi GO e partenariati presentati a valere sulle sottomisure 16.1 e 16.2.1 del PSR 2014-2020 della regione Umbria. Le proposte sono in fase di valutazione.

Isafom ha di recente partecipato alle attività di predisposizione del progetto PON “ALIFUN” nell’ambito dell’OR5: OLI DI OLIVA EXTRAVERGINE (EVO)  ED OLIVE DA MENSA FUNZIONALI

• EVOO 2016-2018. Finanziato dalla Fondazione Cassa di Risparmio di Perugia.L’olio extravergine d’olivaè un prodotto di grande interesse commerciale. La ricerca scientifica ha evidenziato la presenza nell’EVOO di importanti componenti in grado di esplicare un’importante azione benefica per la salute umana, quali quelli di origine fenolica e, in particolare, degli agliconi di oleuropeina e dell’Idrossitirosolo, capaci di esplicare sia una potente attività antioossidante sia antiinfiammatoria. Tali composti sono presenti negli oli in proporzioni differenti anche inrelazione alla varietà da cui siano stati ottenuti. Nella provincia di Perugia sono state descritte almeno ottanta varietà considerate “minori” la cui coltivazione è stata quasi del tutto abbandonata, ma che presentano desiderabili caratteristiche sotto il profilo del contenuto di “nutraceutici”. La valutazione puntuale di tali caratteristiche è obiettivo fondamentale di questo progetto che punta alla caratterizzazione sotto il profilo biochimico, molecolare e agronomico di alcune varietà “minori” d’olivo ai fini di una loro futura valorizzazione
• PRONOTA PSR Umbria 2007-2013.La produzione di piante micorrizate è una delle attività qualificanti della vivaistica umbra. La produzione regionale controllata e certificata soddisfa il mercato interno della regione, in parte di quelle limitrofe, e sta diventando oggetto di esportazione verso paesi esteri. Il nocciolo è una delle piante simbionti maggiormente utilizzate in tal senso. Purtroppo i noccioli impiegati per la micorrizazione provengono da seme e sono caratterizzati da un’elevata disomogeneità in termini di quantità e qualità per quanto attiene alla produzione della parte epigea.  La coltivazione del nocciolo da frutto, in Umbria, non ha rilevanza economica ma può rappresentare un’ottima alternativa alle colture tradizionali, come ad esempio il tabacco, che in questo momento stanno subendo un’importante crisi, soprattutto se abbinata alla produzione di tartufi Obiettivo del progetto è stato il trasferimento d’innovazioni finalizzate alla produzione di piante tartufigene di nocciolo da frutto, ottenute per talea e per innesto, impiegando materiale vegetale scelto tra cultivar note per la qualità delle nocciole, micorrizate con tartufi umbri di pregio.
• Progetto PIF PSR 2007-13, misura 124 bandito dalla regione Toscana SANS-OIL Creazione di un nuovo ammendante, sostitutivo della torba utilizzato nel vivaismo ottenuto dalla trasformazione degli scarti da frantoio oleario.
• Progetto PIF PSR 2007-13, misura 124 bandito dalla regione Toscana IGAN-ECO POT “Valorizzazione del settore vivaistico incentrata sulla tutela ambientale attuata tramite l’impiego di un prodotto innovativo costituito da un contenitore (vaso) biodegradabile”.

SETTORI INDUSTRIALI &COMMERCIALI DI RIFERIMENTO

Agricoltura e vivaismo, industria alimentare.

PRINCIPALI CLIENTI

L’istituto opera principalmente attraverso progetti co-finanziati (Europei, Nazionali e Regionali). L’istituto eroga servizi di ricerca rivolti a committenti privati quali, principalmente, Aziende agroalimentari e vivaistiche.