Gli scarti e i sottoprodotti dell’industria di trasformazione dei prodotti
vegetali e animali costituiscono un’immensa quantità di materiale
che al momento viene recuperata solo in parte e talvolta non correttamente
utilizzata.
Utilizzando i seguenti prodotti di scarto del comparto agroalimentare:
- Residui della trasformazione del latte
- Frazione Verse dei rifiuti solidi urbani (Rsu)
- Siero, scotta, prodotti fuori specifica
- Residui della estrazione di oli d’oliva
- Sanse, acque di vegetazione, foglieº
- Residui della trasformazione enologica
- Vinaccioli, bucce
- Residui della distillazione
- Code di distillazione
- Fanghi da depurazione biologica di acque
- Fanghi biologici
- Residui della lavorazione dell’agrindustria
- Biomasse esauste
Una tipica soluzione proposta prevede la valorizzazione degli scarti
attraverso un impianto integrato che prevede tre distinte fasi di processo.
Un primo trattamento degli scarti permette l’estrazione di Prodotti di
alto valore commerciale come, ad esempio, prodotti per il settore alimentare
o farmaceutico. Il successivo impianto di produzione di Energia Elettrica
considerata rinnovabile e per questo incentivata dal Gestore dei Servizi
Elettrici. E’ possibile in molti casi utilizzare il Calore di scarto della
produzione di energia per esigenze interne dell’impianto agroalimentare.
Infine l’impianto Trattamento finale dei residui porta all’eventuale produzione
di fertilizzanti.
DIGESTIONE
ANAEROBICA
La digestione anaerobica è un processo biologico complesso per
mezzo del quale, in assenza, di ossigeno, la sostanza organica viene trasformata
in biogas, una miscela costituita principalmente da metano e anidride carbonica.
La percentuale di metano nel biogas varia, a secondo del tipo di sostanza
organica digerita e delle condizioni di processo, da un minimo del 50% fino
all’80% circa. Affinché il processo abbia luogo è necessaria
l’azione di diversi gruppi di microrganismi in grado di trasformare la sostanza
organica in composti intermedi, principalmente acido acetico, anidride carbonica
ed idrogeno e da microrganismi metanogeni che concludono il processo producendo
il metano. I microrganismi anaerobi presentano basse velocità di
crescita e basse velocità di reazione, in rapporto con altri processi
biologici. Tuttavia il vantaggio della digestione anaerobica è che
la materia organica complessa viene convertita in elevate percentuali di
metano e quindi porta alla produzione finale di una fonte rinnovabile di
energia sotto forma di un gas combustibile ad elevato potere calorifico.
L’ambiente di reazione, definito solitamente reattore anaerobico, deve risultare
da un compromesso tra le esigenze dei singoli gruppi microbici per consentirne
la crescita equilibrata.Il pH ottimale è intorno a 7-7,5, mentre
la temperatura ottimale di processo è intorno ai 35°C, se si
opera con i batteri mesofili, o di circa 55°C, se si utilizzano i batteri
termofili.
- Energia elettrica
Il trattamento anaerobico in condizioni controllate porta alla degradazione
della sostanza organica e alla produzione di biogas. La produzione
avviene con un motore a biogas a combustione
interna completo di alternatori insonorizzati.
Rientra nell’ambito delle agevolazioni (conto energia
presso GSE) per la produzione di energia da fonti rinnovabili. L’energia
generata sarà assorbita dalla rete pubblica o utilizzata localmente.
Non esistono problemi su eventuali carichi di
punta, ed i controlli sull’energia elettrica prodotta si limitano
a tensione e frequenza, che devono essere mantenute nella norma.
- Energia Termica
La cogenerazione di energia termica dalla combustione del biogas risulta
economicamente vantaggiosa sia per autoconsumo aziendale,sia per la produzione
dei fertilizzanti solidi, sia eventualmente per teleriscaldamento.
- Fertilizzanti liquidi - solidi misto organici con microelementi e con carbonio e azoto di origine biologica
Una volta estratto il Biogas, i residui del processo digestivo vengono
concentrati in una vasca di accumulo per una fermentazione ed una centrifugazione
(separazione) per l’ottenimento di fertilizzanti solidi e liquidi.
- Altri sottoprodotti di alto valore commerciale
Prima di generare il biogas, i residui di lavorazione vengono processati
in un impianto di ultrafiltrazione, con il fine di ottenere prodotti come
Sieroproteine (WPC 60), Lattosio, Demi (per impianti caseari) e Polifenoli
(per impianti oleari), sostanze di alto valore per le industrie farmaceutiche
e cosmetiche.
Sinora
non era risultato conveniente utilizzare la tecnologia della digestione
anaerobica per taglie di produzione di energia al di sotto dei 250 Kw, ovvero
per la costruzione di piccoli impianti. L'incidenza dei costi fissi era
cosi' elevata che non consentiva di intravvedere alcuna convenienza, alla
luce della quantità di energia elettrica prodotta. Abbiamo cambiato
lo schema tradizionale di digestione anaerobica esmplificandolo enormemente
e rendendolo in tal modo competitivo dal lato dei costi.
Le
modifiche sostanziali riguardano:
- Disposizione Orizzontale del Reattore
- Sistema Unico Di agitazione
- Reattore Acidofilo e Metanogeno in un unico comparto
Cio'
ha consentito di sviluppare una tecnologia a costi contenuti, e ad allargare
il mercato della digestione anaerobica a tutte quelle piccole realtà
produttive che sinora non avevano potuto usufruirne, se non consorziandosi:
- Piccoli Allevamenti di bestiame
- Piccoli Frantoi Oleari
- Aziende produttrici di conserve e sottolii.
L'impatto
inoltre puo' essere completamente interrato diminuendo in tal modo l'impatto
ambientale che puo' avere un digestore verticale. La parte finale dell'impianto
costituisce una ulteriore innovazione tecnologica. Attraverso sistemi successivi
e differenziati di pulizia del biogas prodotto, e' possibile ottenere biometano,
ovvero metano con un grado di purezza al 95% utilizzabile anche per usi
domestici.
Viene
previsto anche il trattamento del digestato. Una vasca di piccole dimensioni,
posta in coda al reattore di digestione, consente di abbattere l'azoto per
nitro-denitrificazione in maniera controllata e attraverso l'impiego di
batteri specifici. cio' consente di poterlo spandere sul terreno agricolo
nel rispetto delle norme vigenti.
