Valutazione Agronomica di Specie Oleaginose Annuali ai fini Produttivi e Qualitativi per la Produzione di Biodiesel in Ambiente Mediterraneo

Oil crops for biodiesel represent a possible answer to environmental problems, to depletion of traditional sources of energy (fossil fuels) and to energy dependency towards oil-exporting countries. The aim of this research was aimed to increase awareness of the potential of the species currently considered to be among the most promising energy crops for the annual Mediterranean environment. The cultures being studied which were evaluated both for the production potential and for the quality of the oil for biodiesel production in order to evaluate the adaptation to local climate and in view of a possible introduction cultivation systems Sicilians. They were the following: rape, Brassica carinata, Camelina sativa, safflower and flax. The study during the doctoral course was divided in two lines of research; the first line covered a comparative test of different cultivars under of the following species: Brassica napus var. oleifera, Brassica carinata, Camelina sativa, Linum usitatissimum. The second line covered a comparative trial of the following species: Brassica napus var. oleifera, Brassica carinata, Camelina sativa, Linum usitatissimum and Carthamus tinctorius, with the purpose of evaluating the production potential and the quality of the oil at the end of processing and for the biodiesel production. The tests were conducted in the biennium 2010-2011 (first line) in a coastal town in eastern Sicily, in the province of Ragusa (Ispica, 46 m s.l.m, 36° 46 ' Lat N, 14° 54 ' Long E) and in 2011-2012 biennium (second line) at a location in the province of Syracuse (Noto, 15 m s.l.m., Lat 36° 49 ' N, 15° Lat 05 ' Long E). The results referring to the first line of research showed positive results for the Brassicaceae in terms of production, which reached an average of 4,64 t ha-1 for the rape, and an average of 2,83 t ha-1 for the Brassica carinata. The Camelina sativa produced 1,51 t ha-1. Flax reached good results too, producing an average of 2,45 t ha-1. With regard to the second line of research, the work showed that among Brassicaceae, rape is a viable energy crop for the production of biodiesel for high production levels (medium t 3,65 ha-1), considering the good quality of the oil and the absence of dehiscence of the pods at the harvesting. The Brassica carinata showed a good fit and optimum production characteristics. Flax and Camelina sativa confirmed the production of the first year of research, which encourage a continuation of the research. The safflower produced an average of 1,42 t ha-1 and showed an excellent adaptation to the local climatic and soil conditions. Analysing the composition of the oils it was found that the rape and safflower ones have a greater content in oleic acid (respectively 59% and 79,16%) than the other species; moreover, examining the relationship between oleic and linoleic acid it was found a high value, respectively 6,96 and 2,95. This ratio (oleic/linoleic acids) and a high presence of monounsaturated fatty acids are good quality indices, since they increase the oxidative stability of oil. With that regard, the oils extracted from rape and safflower, turn out to be the best for transformations into biodiesel. Considering the other species, particularly Brassica carinata, flax and Camelina sativa, the oils are not optimal for processing into biodiesel because they don t meet the requirements of the standard UNI-EN 14214. We must investigate the possibility to mixing the oils of this species for the production of biodiesel. In conclusion, we found that the species object of this study fit optimally to the pedo-climatic conditions of the Mediterranean environment.

Le colture da olio per biodiesel costituiscono una possibile risposta ai problemi ambientali, all'esaurimento delle fonti tradizionali di energia (fonti fossili) ed alla dipendenza energetica nei confronti dei Paesi esportatori di petrolio. La presente ricerca è stata mirata a incrementare la conoscenza delle potenzialità delle specie attualmente considerate tra le più promettenti colture energetiche annuali per l'ambiente Mediterraneo. Le colture oggetto di studio, sulle quali sono state valutate sia le potenzialità produttive che la qualità dell'olio per la produzione di biodiesel al fine di valutarne l'adattamento al clima locale e in vista di una possibile introduzione negli ordinamenti colturali siciliani, sono risultate le seguenti: (Brassica napus var. oleifera, Brassica carinata, Camelina sativa, lino e cartamo). Lo studio durante il corso di dottorato, è stato articolato in 2 linee di ricerca; la linea 1 ha riguardato una prova comparativa di cultivar diverse nell'ambito delle seguenti specie: Brassica napus var. oleifera, Brassica carinata, Camelina sativa, Linum usitatissimum. La linea 2 ha riguardato una prova comparativa delle seguenti specie: Brassica napus var. oleifera, Brassica carinata, Camelina sativa, Linum usitatissimum e Carthamus tinctorius, con lo scopo di valutare le potenzialità produttive e qualitative e la qualità dell'olio ai fine della trasformazione e produzione in biodiesel. Le prove sperimentali sono state condotte nel biennio 2010-2011 (Linea 1) in una località costiera della Sicilia Orientale, sita nella provincia di Ragusa (Ispica, 46 m s.l.m, 36°46' Lat N, 14°54' Long E) e nel biennio 2011-2012 (Linea 2) in una località sita nella provincia di Siracusa (Noto, 15 m s.l.m., Lat 36°49 Lat N, 15°05 Long E). I risultati, con riferimento alla prima linea di ricerca, hanno mostrato per le Brassicaceae dei risultati positivi in termini di produzione in media 4,64 t ha-1 per il colza, e in media 2,83 t ha-1 per la Brassica carinata. La Camelina sativa ha prodotto 1,51 t ha-1. Il lino ha prodotto risposto bene, producendo in media 2,45 t ha-1. Per quanto riguarda la seconda linea di ricerca, il lavoro ha dimostrato che tra le Brassicaceae, il colza rappresenti una valida coltura energetica per l'ottenimento del biodiesel sia per gli alti livelli produttivi (in medie 3,65 t ha-1), per la qualità dell'olio, che per l'assenza della deiscenza delle silique alla raccolta. La Brassica carinata ha mostrato un buon adattamento e ottime caratteristiche produttive. Il lino e la camelina hanno confermato le produzioni del primo anno di ricerca, che incoraggiano un proseguimento della ricerca. Il cartamo ha prodotto in media 1,42 t ha-1 e ha dimostrato un ottimo adattamento alle condizioni pedo-climatiche locali. Dall'analisi della composizione dell'olio, è emerso che il colza e il cartamo hanno il maggior contenuto in acido oleico (rispettivamente 59% e 79,16%) rispetto le altre specie; inoltre, esaminando il rapporto acido oleico/acido linoleico, è emerso un valore alto, rispettivamente 2,95 e 6,96. Tale rapporto (oleico/linoleico), e un alta presenza di acidi grassi monoinsaturi sono indici di qualità, in quanto aumentano la stabilità ossidativa dell'olio A tale riguardo, gli oli estratti dal colza e dal cartamo, risultano essere i migliori per trasformazioni in biodiesel. Per quanto riguarda le altre specie, Brassica carinata, lino e Camelina sativa, l'olio non risulta ottimale per la trasformazione in biodisel poiché non soddisfa i requisiti previsti dalla norma UNI-EN 14214. Per tali specie deve essere studiata la possibilità di miscelare gli oli per la trasformazione in biodiesel. In conclusione, le specie studiate si adattano in maniera ottimale alle condizioni pedo-climatiche dell'ambiente mediterraneo.