Biomassa, Biogas

Biomassa, Biogas
Sintesi di processo Biomassa – PRODUZIONE ORGANICA

Biomassa, Biogas di origine animale e vegetale.

Il biogas o gas metano biologico è il risultato della digestione anaerobica delle biomasse.
Potenzialmente ogni biomassa, che in natura è fermentescibile può essere impiegata nel digestore. In pianura la biomassa proviene direttamente dalla stessa azienda agricola e dal suo indotto; mentre in ambito montano le aziende di biogas definiscono accordi quadro con i consorzi di produttori agricoli e di allevamento per l’acquisto dei sottoprodotti; Diverse sono le tipologie di biomassa impiegate:
– deiezioni zootecniche degli allevamenti avicoli, bovini, suini;
– scarti vegetali derivanti dall’agricoltura;
– colture no food come silo-mais, silo-erba, sorgo-silo provenienti da superfici set aside;
– scarti di lavorazione delle carni e dell’industria agroalimentare (industria conserviera, caseifici, pastifici, ecc.).

Ciclo biomassa-biogas
Un impianto per la produzione di biogas equivale ad un allevamento costituito da microrganismi, animali con esigenze ambientali ed alimentari specifiche. Il digestato, sottoprodotto d’eccellenza, se trattato opportunamente può risultare un fertilizzante naturale, in grado di ridurre l’impatto dell’attività agricola. Il corretto utilizzo dei reflui dopo la digestione anaerobica permette un significativo abbattimento delle emissioni di metano, delle emissioni di ammoniaca, di protossido di azoto, contribuendo alla riduzione su scala nazionale all’emissione dei gas serra. Inoltre, l’uso del digestato in loco riduce le emissioni di anidride carbonica derivanti dai fertilizzanti di sintesi. Funzionamento impianti a biogas. La digestione anaerobica è un processo biologico complesso dove in assenza di ossigeno, la sostanza organica viene trasformata in biogas, costituito da metano e anidride carbonica. La percentuale di metano nel biogas varia a seconda del tipo di sostanza organica digerita e delle condizioni di processo, da un minimo del 50% fino all’80% circa. Attori principali del processo di trasformazione i microrganismi anaerobi, comunemente definiti “batteri” già presenti in natura, in grado di trasformare la biomassa (sostanza organica) in composti intermedi quali: acido acetico, anidride carbonica ed idrogeno. Intervengono poi in una seconda fase, i microrganismi metanigeni che concludono la trasformazione della biomassa in metano. L’ambiente di reazione, definito solitamente digestore (o reattore anaerobico) è il luogo della produzione dei batteri e della loro trasformazione in metano. La temperatura ottimale di processo è intorno ai 35°C, se si opera con batteri mesofili, o intorno a 55°C, se si utilizzano batteri termofili, mentre il pH ottimale è intorno a 7/7.5. Le principali fasi produttive all’interno dei digestori sono sintetizzabili in:
– Processo di Idrolisi: i batteri spezzano i composti organici complessi in sostanze più semplici.
– Fermentazione acido-acetica: le suddette sostanze vengono trasformate in acidi organici poi in acetato, anidride carbonica ed idrogeno.
– Metanogenesi: i batteri metanigeni trasformano le sostanze fermentate in metano ed anidride carbonica.

Il biogas prodotto viene raccolto direttamente nella parte superiore del digestore mediante una copertura a cupola gassometrica. Attraverso una apposita condotta, il gas viene trasportato dal digestore all’impianto di cogenerazione; Il biogas è un combustibile dotato di un potere calorico inferiore ai 20-24 Mj/Nm3. La sua duttilità consente diversi impieghi: per la produzione di energia termica (combustione in caldaia), elettrica (combustione in motori endotermici accoppiati ad alternatori) ed energia elettrica e termica (utilizzo in co-generatori). Gli impianti a biogas producono energia elettrica e calore in co-generazione con motori endotermici alternativi. L’energia elettrica dal motore che funziona a regime costante al massimo della potenza viene ceduta in media tensione alla rete esterna; Parte del calore prodotto, invece, viene recuperato ed utilizzato per mantenere in temperatura il digestore. Infine il liquame in uscita dal digestore, ormai stabilizzato e deodorizzato, viene accumulato in uno o più bacini di stoccaggio in attesa dello smaltimento. A livello legislativo, nonostante la valenza organolettica del digestato paragonabile a un fertilizzante di sintesi, non è ancora consentita l’utilizzazione agronomica.

Vantaggi
Il trattamento anaerobico con recupero del biogas delle biomasse di origine animale ed agricola, offre diversi vantaggi:
1. Produzione di energia: la cogenerazione di energia elettrica e calore mediante combustione del biogas risulta economicamente vantaggiosa sia per autoconsumo aziendale, sia per la cessione di energia elettrica a terzi, incentivata dalla recente riforma dei Certificati Verdi definita nella Legge del 23 Luglio 2009, n .99.
2. Abbattimento odori ed emissioni inquinanti (NH3 e CH4): le sostanze maleodoranti che si formano durante il processo (acido solfidrico, mercaptani, ammoniaca) vengono avviate con il biogas alla combustione.
3. Stabilizzazione dei liquami: l’abbattimento del carico organico carbonioso ottenibile in digestione anaerobica conferisce al liquame una sufficiente stabilità anche nei successivi periodi di stoccaggio; i processi degradativi e fermentativi rallentano e determinano una diminuzione dei composti maleodoranti.
4. Riduzione della carica patogena: la digestione anaerobica in mesofilia può ridurre parzialmente la eventuale carica patogena presente nei liquami. Operando in termofilia è possibile, invece, ottenere la completa igienizzazione del liquame con la completa distruzione dei patogeni.
5. Produzione bio-metano: una valida alternativa dell’utilizzo del biogas è data dalla produzione di bio-metano per autotrazione o eventuale immissione in rete, previa adozione di opportuni processi di “lavaggio”