Gli scarti agroalimentari esaminati e loro caratteristiche Mariangela Soldano, Nicola Labartino, Sergio Piccinini
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1 Workshop conclusivo Martedì, 22 maggio 2018 Sala Convegni Tecnopolo di Reggio Emilia Gli scarti agroalimentari esaminati e loro caratteristiche Mariangela Soldano, Nicola Labartino, Sergio Piccinini
2 Processo produttivo delle bevande alcoliche a base di uva e suoi sottoprodotti (fonte D. Nicolini, 2013)
3 Rese della trasformazione dell uva e composizione della vinaccia (fonte D. Nicolini, 2013) (fonte D. Nicolini, 2013)
4 Scarti e sottoprodotti recuperati presso la CAVIRO Sottoprodotti Vinaccia tq Vinaccia esausta (dopo dealcolazione, con vinaccioli) Vinaccia esausta (dopo dealcolazione, senza vinaccioli) Vinaccia fresca da uva rossa Vinaccia fresca da uva bianca Feccia di vino solida Feccia di vino liquida Vinaccioli Enocianina da uve RR Foglie e tralci di vite varietà lambrusco e barbera, rosse e gialle Vinaccia cavitata Biodigestato da scarti agroalimentari Descrizione E costituita in proporzioni variabili delle componenti del grappolo d uva: buccette, vinaccioli ed eventualmente raspi Vinacce composte da vinaccioli, bucce e residui di raspi, caratterizzate da un buon livello di fermentazione degli zuccheri. Vinaccia vergine, non fermentata, caratterizzata da elevate concentrazioni di zuccheri adibiti alla trasformazione in alcol. Residuo melmoso che si deposita nei recipienti, dopo la fermentazione, durante l immagazzinamento. Costituita principalmente da cellule di lievito prodotte durante la fermentazione alcolica, batteri, sali tartarici, residui di cellule vegetali ed etanolo. Borlanda di feccia dopo disalcolazione e estrazione di tartrato di calcio Costituiti da semi della vite, possono essere estratti mediante vagliatura in diverse fasi del processo di lavorazione delle uve. Colorante naturale: estratto liquido ottenuto dalle bucce d uva. -- Miscela composta da vinaccia tal quale 27% e biodigestato 73% sottoposta a cavitazione Digestato proveniente dall impianto biogas della Caviro. Fanghi disidratati da scarti agroalimentari Frazione solida da centrifugazione del digestato, di cui sopra.
5 Vinaccioli da vinaccia fermentata Vinaccioli fresco interi Enocianina Foglie e tralci di vite Feccia di vino in pasta Vinaccia esausta con vinaccioli Vinaccia esausta senza vinaccioli Vinaccia fresca da uva rossa Vinaccia fresca da uva bianca Vinaccia cavitata e non cavitata
6 Analisi chimiche: CRPA ST=solidi totali, SV=solidi volatili, NTK=azoto totale metodo Kjeldahl, N-NH 4+ =azoto ammoniacale, TOC=carbonio organico totale, Ptot=fosforo totale, NDF=fibra neutro detersa, ADF=fibra acido detersa, ADL=lignina acido detersa (ADL), (Metodo di Van Soest), COD=domanda chimica di ossigeno, BMP=potenziale biochimico metanigeno. Parametro Unità di misura Feccia di vino liquida in pasta Vinaccia tal quale Vinaccia fresca da uva bianca da uva rossa Vinaccia esausta dopo dealcolazione con vinaccioli senza vinaccioli Vinacciolo fresco Vinacciolo da vinaccia fermentata Enocianina da uve RR Foglie e tralci di vite varietà lambrusco Vinaccia cavitata Fanghi disidratati da scarti agroalimentari ph [-] 3,9 3,6 3,8 4,0 3,1 3,9 5,0 4,5 4,8 2,1 6,3 7,7 ST [%tq] 15,0 36,9 42,3 31,0 47,4 30,4 26,5 91,5 92,4 31,5 70,7 12,3 21,0 SV [%ST] 78,7 49,9 95,3 93,0 96,4 95,7 94,2 96,8 96,3 93,6 90,3 87,9 64,8 NTK [%ST] 3,2 2,4 1,6 1,7 1,5 1,9 1,5 1,9 1,8 1,1 1,3 3,9 5,6 N-NH4 + [%NTK] 1,7 1,2 4,3 0,7 0,3 3,0 9,3 0,2 1,7 1,7-23,9 9,9 TOC [%ST] ,4 53,2 63,4 58,2 59,3 67,8 64, ,1 C/N [-] ,6 30,9 41,2 30,4 38,4 36,2 36, ,9 Ptot [%ST] 0,5 0,4 0,3 0,3 0,2 0,2 0,3 0,4 0,2 0,9-1,0 2,5 NDF [%ST] ,3 47,2 47,2 63,8 62,6 64,8 66,5-60,2 - - ADF [%ST] ,5 36,9 40,5 55,5 55,3 56,9 61,1-39,6 - - ADL [%ST] ,7 21,9 29,1 39,0 30,6 47,9 51,2-12,5 - - COD [mg O2/l] BMP [Nm 3 CH4/tSV]
7 Analisi chimiche: CIRI EA Metodo analisi lipidi: transesterificazione e analisi GC-MS; metodo analisi polisaccaridi: metodo Dubois - spettrofotometro uv vis 490 nm. Analisi eseguite da: C.I.R.I. Energy & Environment, Università di Bologna
8 Sistema di laboratorio DA statici in batch test BMP 48 reattori -1,35 litri volume utile Resa biogas: Nm 3 /t SV o Nm 3 /t tq Misura biogas prodotto (metodo manometrico) Mesofilia 38 C Norma UNI EN ISO 11734:2004 Qualità biogas: % CH 4, % CO 2, H 2 S (ppm) Resa metano:nm 3 /t SV o Nm 3 /t tq K max : intervallo di tempo per raggiungere la massima velocità di produzione (giorni) Fmax: degradabilità dei solidi volatili (%)
9 Risultati test BMP (Nm 3 CH 4 /t di solidi volatili) Feccia di vino liquida in pasta Vinaccia tq Vinaccia fresca da uva bianca da uva rossa Vinaccia esausta dopo dealcolazione con vinaccioli senza vinaccioli Vinacciolo fresco Vinacciolo da vinaccia fermentata Enocianina da uve RR Vinaccia cavitata Fanghi da scarti agroalimentari BMP CH 4 [%]
10 Vinaccia fresca Vinaccia esausta
11 Vinacciolo Feccia di vino
12 Conclusioni Gli scarti provenienti dalla filiera vitivinicola hanno proprietà fisicochimiche interessanti per la loro valorizzazione in diversi settori industriali e per lo sviluppo tecnologico sostenibile della filiera. Attraverso la caratterizzazione chimica e la misura del potenziale metanigeno di tali scarti è possibile la valutazione della loro qualità e idoneità per la trasformazione in biometano. La vinaccia e il vinacciolo hanno una buona dotazione di sostanza organica, ma la presenza di frazioni fibrose e lignina li rende difficilmente degradabili in digestione anaerobica. Buoni risultati in termini di rese in metano si osservano nelle fecce di vino.
13 Grazie per l'attenzione Workshop conclusivo Martedì, 22 maggio 2018 Sala Convegni Tecnopolo di Reggio Emilia Mariangela Soldano, Sergio Piccinini, Nicola Labartino
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