MATTONI IN CALCE E CANAPA REALIZZATI DA WHOLE HEMP
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La valorizzazione dello scarto per un uso integrale della canapa

La macerazione e la pulizia delle fibre attraverso le larve Hermetia riducono i consumi idrici: il progetto Caterpillar lavora sulla parte nobile della canapa, mentre fino a oggi ci si è concentrati sul seme

Reintrodurre la coltivazione della canapa risolvendo i limiti che non hanno permesso alla coltivazione di partire nonostante gli aiuti e gli investimenti del passato. È questo l’obiettivo di Caterpillar (Canapa Tessile per la Produzione di alimenti funzionali e di biomasse proteiche), Scarabeo e Whole Hemp, progetti del Programma di sviluppo rurale 2014-2020 (Psr) dell’Emilia-Romagna. Lo sviluppo e l’innovazione in agricoltura attraverso la costituzione di GOI (Gruppi Operativi per l’Innovazione) coinvolge aziende agricole, enti di ricerca, consulenti e imprenditori del comparto agroalimentare per la realizzazione di soluzioni a problematiche concrete del settore. La macerazione industriale della canapa è un limite che non ne permette la lavorazione in modo adeguato. La macerazione in campo prevede temperature e condizioni climatiche che l’Italia fatica a raggiungere. Ciò porta a disomogeneità tra i fusti e difficoltà di lavorazione (non si riescono a dividere le fibre). La valorizzazione degli scarti di questa coltura invece, è un passo in avanti per sostenere gli agricoltori che vogliono dedicarsi alla pianta ma che non vedono uno sbocco diretto sul mercato. Creare nuove soluzioni per il mercato della canapa e dei suoi sottoprodotti è un’operazione di ripartenza per una coltivazione potenzialmente soddisfacente ma nella realtà vincolata a problemi tecnici. 

«La canapa è redditizia se usi tutte le sue parti», spiega Vita Maria Cristiana Moliterni, responsabile scientifico di Caterpillar (e degli altri progetti) del Crea (Consiglio per la Ricerca in Agricoltura e l’Analisi dell’Economia Agraria). «Il mercato è aperto su cannabis light o uso farmaceutico, il problema è che queste filiere hanno un fortissimo impatto. Si usano solo le infiorescenze della canapa mentre il resto della pianta viene sradicata tutti gli anni, la biomassa rimasta deve essere smaltita in modo adeguato e potrebbe essere utilizzata per altri scopi mentre spesso rimane sul terreno o nella peggiore delle ipotesi, viene bruciata». La filiera canapicola italiana può essere considerata una nicchia sia per quanto riguarda la sua diffusione sul territorio nazionale sia per quanto riguarda la sua presenza nel mercato. L’agricoltore che coltiva canapa spesso si trova a occuparsi anche della produzione e distribuzione dei prodotti che sono per l’ottanta percento derivati dalla lavorazione o semi-lavorazione del seme. L’ottanta percento della pianta è però rappresentato dal fusto – da cui si ricavano la fibra di canapa e i suoi derivati – ma questo settore di lavorazione è quasi inesistente nel Paese. La fibra non macerata rimane paglia che deve essere smaltita e diventa un costo, non una possibilità per l’agricoltore.

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Il tiglio (parte lunga della fibra) verrà macerato in vasche ad acqua e ripulito da larve Hermetia per ottenere una fibra grezza.

Il progetto Caterpillar (iniziato ad aprile 2020 con termine previsto per marzo 2022) «propone di diversificare la produzione ed aumentare la redditività della coltura, generando nuovi sottoprodotti ad elevato valore aggiunto e aprendo all’azienda agricola l’opportunità di ingresso in nuovi mercati. In particolare, si propone di rafforzare gli aspetti legati agli usi alimentari dei prodotti e degli scarti delle lavorazioni della canapa da fibra». Coordinato da Open Fields e guidato dal Centro di Ricerca Genomica e Bioinformatica del Crea in concerto con l’Azienda Agraria Sperimentale Stuard ed il Centro Interdipartimentale sulla Sicurezza, Tecnologie e Innovazione Agroalimentare dell’Università di Parma (SITEIA-UNIPR), l’azienda Naturfibre, produttore e rivenditore ufficiale di sementi autorizzate e prodotti della canapa, Agriform, ente accreditato presso la Regione Emilia-Romagna per l’erogazione di attività di formazione e le Aziende Agricole Ca’ D’Alfieri (Bardi, PR) e Pedrazzi (Pellegrino P.se, PR). Queste ultime aziende agricole rappresentano un’ulteriore sfida del progetto poiché sono situate in aree rurali con problemi di sviluppo – in montagna – e rappresentano un modello di filiera corta ed eco-sostenibile che potrebbe essere condiviso da altre realtà in posizioni di svantaggio (rispetto ad un territorio lineare e vicino ai servizi come la pianura padana). 

Il piano prevede di sfruttare al massimo le potenzialità della canapa attraverso un percorso di innovazione e ricerca. Punto di partenza è la coltivazione di canapa biologica di varietà monoica e la sua raccolta differenziata di cime per la produzione di sementi e del fusto per uso tessile. I semi serviranno per la realizzazione di olio e farina, i fusti per fibra e canapulo. Da una parte la spremitura dei semi sarà destinata – in forma di olio e farina – per alimenti funzionali e dietetici, per celiaci e come additivi per l’alimentazione animale. Dall’altra il fusto della canapa verrà stigliato così da dividere tiglio da canapulo. Il tiglio (parte lunga della fibra) verrà macerato in vasche ad acqua e ripulito da larve Hermetia per ottenere una fibra grezza mentre il canapulo avrà altri scopi come la bioedilizia, la carta o il settore delle bio-plastiche.

Come è selezionata la varietà di canapa utilizzata? «La varietà dipende dalla disponibilità sul mercato. Al momento le varietà disponibili sono francesi o ungheresi. La Carmagnola, la Fibranova o la CS sono varietà italiane che esistono sulla carta ma che non si possono coltivare. I mantenimenti sono affidati ad Assocanapa ma non se ne occupa, se un agricoltore volesse avere una di queste varietà non troverebbe il seme», continua la dottoressa Moliterni, «Non c’è un germoplasma italiano per cui ci si affida a quello dei Paesi del nord Europa, le condizioni climatiche di partenza sono diverse da quelle italiane – che si tratti di pianura padana o di Puglia – ed è quindi difficile realizzare la macerazione in campo. Questa è una grossa penalizzazione per i coltivatori italiani». Caterpillar utilizza canapa monoica perché più semplice da utilizzare in un percorso standardizzato, questa verrà coltivata nelle Aziende Agricole Cà D’Alfieri, Pedrazzi e Stuard. La lavorazione, la conservazione, lo stoccaggio, il confezionamento e la trasformazione coinvolgeranno l’Azienda Agricola Sperimentale Stuard – soprattutto per la macerazione – e la Naturfibre – per gli impianti. Distribuzione e commercializzazione sono seguite da Open Fields – azienda che opera in ambito agricolo ed agroalimentare favorendo l’innovazione lungo le filiere e Naturfibre.

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Lo stelo della Canapa da cui provengono le fibre.

Tra i punti di innovazione portati avanti dal progetto c’è la macerazione – che riduce i consumi di acqua solitamente necessari durante questa fase di lavorazione grazie all’inserimento di esseri operanti: le larve. La fibra – lunga e corta – stigliata è inserita all’interno di un bioreattore prototipale costituito da vasche contenenti solo acqua che tramite un sistema studiato per l’insufflazione d’aria forzato favorisce una macerazione (cioè una digestione della componente pectica e delle altre sostanze cementanti, operata dalla flora batterica che si trova naturalmente sui fusti della canapa) rapida, della durata di tre giorni. «Anche dopo tre giorni di macerazione la canapa presenta ancora un bio-film mucillaginoso formato da pectine e sostanze organiche non digerite. Queste – secondo la macerazione in vasche standard – dovrebbero essere sciacquate con un’idro-pulitrice, una pulizia che richiede energia ed elevati consumi di acqua», spiega Moliterni. «Noi usiamo le larve Hermetia illucens per ripulire la fibra (allevate presso l’Az. Sperimentale Stuard e nutrite con scarti della produzione agricola biologia dell’azienda ndr). Queste operano sulle fibre di canapa e alimentandosi per tre giorni, le ripuliscono in modo certosino». 

La biomassa larvale che si otterrà al termine di questa fase potrà essere utilizzata come materia prima per biodiesel, biomasse o come additivo per l’industria mangimistica. In realtà queste larve, ad alto contenuto proteico e considerando il rifiuto di cui si cibano (sostanza organica vegetale) potrebbero anche essere destinate all’alimentazione umana ma «c’è solo un limite normativo che impedisce di utilizzare larve utilizzate per la riduzione di rifiuto organico o non organico come alimento umano». Dopo la macerazione, attraverso lo stelometro, si misurano elasticità e resistenza alla rottura della fibra per valutarne anche il grado di pulizia e valutare la proporzione tra peso delle larve e quantità di fibra da trattare. La fibra sarà poi pronta per essere filata. Caterpillar ha eseguito delle prove di filatura presso un’azienda pratese. 

«L’acqua di sorgente che viene utilizzata per la macerazione viene riciclata. All’interno della vasca di macerazione c’è un sistema di ricircolo che permette di riutilizzare una parte di acqua nella vasca stessa e di destinarne il resto all’agricoltura», continua Moliterni, «Il canapulo che noi ricaviamo dalla stigliatura è carbonizzato (presso la centrale termica dell’Università degli Studi di Parma ndr), tramite un innovativo sistema di alimentazione specifico per i residui colturali provenienti dalle aziende agricole. La materia organica dello scarto – in questo caso il canapulo – viene convertita in fonte di energia rinnovabile (syngas) e produce un biochar arricchito, un carbone attivo che può essere utilizzato come ammendante e concime in agricoltura. Noi utilizziamo il biochar anche per filtrare il liquame della macerazione così da assorbirne la Co2. L’utilizzo di questo concime nel suolo riduce anche il consumo idrico nelle coltivazioni perché conferisce proprietà assorbenti al suolo». Questa valorizzazione dello scarto della canapa è stata sviluppata all’interno del progetto, antecedente a Caterpillar: Scarabeo (Scarti di Canapa – Riutilizzi Alimentari e Biovalorizzazione Energetica degli Oli), uno dei tre percorsi dedicati alla canapa e finanziati dalla regione Emilia Romagna sempre nell’ambito Programma di Sviluppo Rurale 2014-2020.

Uno dei limiti fondamentali dello sviluppo della filiera della canapa – su scala industriale – secondo la dottoressa Moliterni è: «il non saper dove mettere o cosa farne del resto della pianta». Il settore più redditizio pare essere quello della cannabis light, nell’ultimo periodo si è aperto uno spazio anche per la fito-remedation della canapa per le colture, cioè l’uso della pianta come fito depuratore di terreni contaminati. «La canapa è una pianta robusta che cresce anche in terreni contaminati ma che deve essere curata, seguita e che deve essere considerata a tutto tondo». L’approccio circolare di progetti come Scarabeo e Caterpillar possono creare un modello per l’utilizzo integrale della canapa sul lungo periodo.

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Vita Maria Cristiana Moliterni, ricercatore CREA ha maturato esperienza sulla biologia e la fisiologia della canapa, sui cannabinoidi e sul processo di estrazione della fibra, attraverso la partecipazione a progetti nazionali ed internazionali sulla canapa industriale, in qualità di ricercatore a t.d. presso il CREA-CI di Bologna. È stata responsabile del laboratorio di analisi dei cannabinoidi del CREA-CI di Bologna fino al 2008 (laboratorio di riferimento dell’AGEA per le analisi del contenuto dei cannabinoidi in coltivazioni di canapa italiana), ed ha svolto la tesi di specializzazione in Genetica Applicata (UNIBO) sulla genetica del differenziamento sessuale della canapa. Ha svolto attività di consulenza e collaborazione con il Comando Carabinieri Politiche Agricole e Forestali. Presso il centro di Fiorenzuola è responsabile del laboratorio di proteomica dove ha sviluppato una piattaforma di analisi e caratterizzazione del proteoma mediante 1DE-2DE-LC/MS-MS. Ha svolto attività di docenza nell’ambito di corsi sulla canapa (corso di formazione Catalogo verde sulla filiera della canapa, dal 24/01/2017 al 9/02/2017La coltivazione della Canapa(Cannabis sativa L.): una coltura multiuso e polifunzionale), e seminari sulla canapa industriale presso l’Università degli studi di Modena. È attualmente responsabile del coordinamento scientifico del Progetto – Scarti di CAnapa – Riutilizzi Alimentari e Biovalorizzazione Energetica degli oli (SCARABEO) – PSR 2014-2020.

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