VALORIZZAZIONE ENERGETICA E DI MATERIA DEGLI SCARTI ORGANICI DA AGROINDUSTRIA (Laboratorio LITCAR)

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Leonora Baldini
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1 Ottimizzazione energetica dei processi nell industria alimentare CCIAA di Parma 17 aprile 2007 VALORIZZAZIONE ENERGETICA E DI MATERIA DEGLI SCARTI ORGANICI DA AGROINDUSTRIA (Laboratorio LITCAR) Lorella ROSSI Centro Ricerche Produzioni Animali CRPA, Reggio Emilia OR2: Recupero e valorizzazione energetica (biogas) e di materia (fertilizzanti e mangimi) degli scarti organici agroindustriali ATTIVITÀ 1 Indagine qualitativa e test di digestione anaerobica (CRPA) ATTIVITÀ 2 Progettazione impianti integrati anaerobici/aerobici (CRPA) ATTIVITÀ 3 Prove di insilamento e alimentazione bovini (CRPA in coll. con DISTA Uni-BO) ATTIVITÀ 4 Prove di recupero di biofenoli tramite adsorb./desorbim. su resina (Dip Chim Ind.le Un BO e Lesepidado srl)

it OR2: Recupero e valorizzazione energetica (biogas) e di materia (fertilizzanti e mangimi) degli scarti organici agroindustriali ATTIVITÀ 1 Indagine qualitativa e test di digestione

2 1.1 INDAGINE QUALI-QUANTITATIVA SCARTI ORGANICI: RISULTATI Scarti e sottoprodotti organici da agro-industria prodotti in Emilia-Romagna e in provincia di PARMA (anni ) Descrizione scarti EMILIA-ROMAGNA PARMA e sottoprodotti agro-industria (t/anno) (t/anno) Liquame Letame TOTALE EFFLUENTI ZOOT Sottoprodotti animali Scarti vegetali Siero di latte e latticello Fanghi di depurazione Fanghi di lavaggio Altri scarti TOTALE TOTALE (escl. siero) Mais dolce Fagiolino Pomodoro Pisello

252 TOTALE EFFLUENTI ZOOT. 16.844.028 3.469.367 Sottoprodotti animali 242.380 47.155 Scarti vegetali 234.590 69.880 Siero di latte e latticello 1.550.780 531.

3 Polli morti Scarti di incubatoio Uova rotte Pisello 1.1 INDAGINE QUALI-QUANTITATIVA SCARTI ORGANICI: RISULTATI Distribuzione provinciale scarti e sottoprodotti organici da agroindustria prodotti in Emilia-Romagna (esclusi effl. zootecnici e siero) 3

Distribuzione provinciale scarti e sottoprodotti organici da

4 1.1 INDAGINE QUALI-QUANTITATIVA SCARTI ORGANICI: RISULTATI Distribuzione comunale effluenti zootecnici in EmiliaRomagna 1.2 TEST DI DIGESTIONE ANAEROBICA SCARTI ORGANICI IMPIANTO SPERIMENTALE DI DIGESTIONE ANAEROBICA PER TEST IN CONTINUO 4

5 1.2. TEST DI DIGESTIONE ANAEROBICA SCARTI ORGANICI Attualmente è in fase di svolgimento una prova di digestione anaerobica nell impianto sperimentale di laboratorio in cui vengono testate 3 diverse miscele di scarti agro-industriali provenienti dalla Caviro e dall Italcarni: Miscela Matrice 1 Matrice 2 ST totali [%] SV totali [%] HRT [d] Cov [kg SV/m3 d] 1 - Borlanda + Fango flottato avicolo 80% 20% 4,55 3, ,6 2 - Borlanda + Fango flottato avicolo 65% 35% 5,09 4, ,9 3 - Fango flottato suino + sangue suino 95% 5% 11,92 10, ,8 Fango flottato avicolo= fango di flottazione refluo macello avicolo Fango flottato suino= fango di flottazione refluo macello suino La miscela 2 è in fase di avvio a trattamento anche nell impianto pilota di DA situato presso la ditta Caviro 1.2. TEST DI DIGESTIONE ANAEROBICA SCARTI ORGANICI CAVIRO Faenza IMPIANTO PILOTA INDUSTRIALE DI DIGESTIONE ANAEROBICA

80% 20% 4,55 3,36 21 1,6 2 - Borlanda + Fango flottato avicolo 65% 35% 5,09 4,00 21 1,9 3 - Fango flottato suino + sangue suino 95% 5% 11,92 10,04 21 4,8 Fango flottato avicolo= fango di flottazione

6 1. INDAGINE QUALI-QUANTITATIVA E TEST DI DIGESTIONE ANAEROBICA SCARTI ORGANICI: RISULTATI Propensione al recupero mediante compostaggio e/o digestione anaerobica di scarti e sottoprodotti organici da agroindustria *** ottima ** buona * scarsa DIGESTIONE ANAEROBICA Criticità COMPOSTAGGIO Criticità DEIEZIONI ZOOTECNICHE - liquami suini e bovini *** - NO - - letame bovino ** lettiera ** umidità - lettiera avicola NO -- ** azoto - pollina (senza lettiera) ** azoto, inerti ** azoto SOTTOPRODOTTI ANIMALI - sangue e altri SOA liquidi *** - SOA solidi (U< 80-85%) ** pastorizzazione, azoto, grassi NO -- pastorizzazione, azoto, grassi ** azoto - siero di latte *** acidità NO -- SCARTI VEGETALI - buccette di pomodoro * scarsa biodegradabilità * scarsa biodegradabilità - scarti vegetali vari (mais dolce, polpe bietola, ecc.) *** acidità *** umidità FANGHI DEPURAZIONE - dal comparto vegetale ** inerti ** umidità - dal comparto animale ** grassi ** umidità PECULIARITA SCARTI E SOTTOPRODOTTI DELL INDUSTRIA DELLE CONSERVE VEGETALI OTTIMA QUALITA (elevata dotazione di sostanza organica, assai limitata presenza inquinanti) STAGIONALITA MOLTO MARCATA (necessità di insilamento) LIMITATO MARGINE DI INTERVENTO ECONOMICO (Costo di trattamento scarti si ripercuote direttamente sul costo di produzione delle conserve vegetali) Uso agronomico: destinazione prevalente

lettiera avicola NO -- ** azoto - pollina (senza lettiera) ** azoto, inerti ** azoto SOTTOPRODOTTI ANIMALI - sangue e altri SOA liquidi *** - SOA solidi (U< 80-85%) ** pastorizzazione, azoto, grassi

7 PECULIARITA SOTTOPRODOTTI DELL INDUSTRIA DELLE CONSERVE ANIMALI OTTIMA QUALITA (elevata dotazione SO, NO inquinanti) PRODUZIONE ANNUALE REGOLARE REQUISITI IGIENICO-SANITARI DA GARANTIRE ai sensi del Reg. CE 1774/02 DESTINATI AI RENDERING PLANT (con costi elevati di trasformazione in farine) GESTIONE NON FACILE (odori, azoto, grassi) MANCANO IMPIANTI DI RECUPERO ALTERNATIVI per i SOA 2. PROGETTAZIONE IMPIANTI INTEGRATI ANAEROBICI/AEROBICI STATO DELL ARTE TECNOLOGIE E SISTEMI PER COMPOSTAGGIO, DIGESTIONE ANAEROBICA E LORO INTEGRAZIONE VALUTAZIONE SOLUZIONI DI TRATTAMENTO OTTIMALI IN FUNZIONE DI QUALITA, QUANTITA E LOCALIZZAZIONE DEI FLUSSI INDIVIDUATI (impianti aziendali, poli centralizzati,.)

CE 1774/02 DESTINATI AI RENDERING PLANT (con costi elevati di trasformazione in farine) GESTIONE NON FACILE (odori, azoto, grassi) MANCANO IMPIANTI DI RECUPERO ALTERNATIVI

8 BIOMASSE E SCARTI ORGANICI AVVIABILI a D.A. e loro resa in BIOGAS (m 3 /t di solidi volatili) Materiali Deiezioni animali (suini, bovini, avicunicoli) Residui colturali (paglia, colletti barbabietole..) Scarti organici agroindustria (siero, scarti vegetali, lieviti, fanghi e reflui di distillerie, birrerie e cantine..) Scarti organici macellazione (grassi, contenuto stomacale ed intestinale, sangue, fanghi flottazione ) Biogas (m 3 /t SV) Fanghi di depurazione Frazione organica rifiuti urbani Colture energetiche zuccherino ) (mais, sorgo CHE COS E IL BIOGAS Il BIOGAS è una miscela composta da: METANO (dal 50 all 80%); ANIDRIDE CARBONICA; tracce di H2S; umidità elevata, derivante dalla degradazione in ambiente anaerobico (assenza di ossigeno) della sostanza organica.

.) Scarti organici macellazione (grassi, contenuto stomacale ed intestinale, sangue, fanghi flottazione ) Biogas (m 3 /t SV) 200-500 350-400 400-800 550-1000 Fanghi di depurazione 250-350 Frazione

9 La trasformazione del biogas in energia Con un m 3 di biogas è possibile produrre: circa 1,5-2 kwh di elettricità del valore di mercato di circa c (incentivi inclusi); circa 2-3 kwh di calore che potrebbero essere disponibili per impieghi vari. PCI metano= kcal/m 3 (9,54 kwh/m 3 ) DIGESTIONE ANAEROBICA di BIOMASSE DEDICATE, DI SCARTO E RIFIUTI ORGANICI: PRODOTTI IN USCITA Miscela IN Prodotti (insilati,..) Effluenti zootecnici Scarti organici (rifiuti, sottoprodotti?) DIGESTORE BIOGAS + PRODUZIONE E. Elettrica PRODUZIONE E. termica Rifiuti organici (forsu, fanghi,..) Miscela OUT DIGESTATO

200 kcal/m 3 (9,54 kwh/m 3 ) DIGESTIONE ANAEROBICA di BIOMASSE DEDICATE, DI SCARTO E RIFIUTI ORGANICI: PRODOTTI IN USCITA Miscela IN Prodotti

10 Az. Mengoli Castenaso (BO) Bovini da latte (110 capi in produzione) 2 digestori (1200 m3 ciascuno) 2 cogen kwe Il processo di compostaggio PESO = 100 Emissioni odorigene - SOSTANZA ORGANICA: * zuccheri, proteine, grassi, ecc. (facilmente degradabili) * cellulosa, emicell. (mediamente degradabili) * lignina (lentam. degradabile) - SOSTANZE MINERALI - ACQUA - MICROORGANISMI MISCELA DI RESIDUI ORGANICI GREZZI Acqua Calore Ossigeno Anidride carbonica Tempo (almeno 90 giorni) PESO < 50 - SOSTANZA ORGANICA STABILIZZATA E PARZIALMENTE UMIFICATA - SOSTANZE MINERALI - ACQUA - MICROORGANISMI COMPOST PROCESSO CONTROLLATO di DECOMPOSIZIONE OSSIDATIVA (in presenza di OSSIGENO) della SOSTANZA ORGANICA OPERATA da MICRORGANISMI presenti NATURALMENTE nella MASSA

(mediamente degradabili) * lignina (lentam.

11 PRODOTTO AMMENDANTE LIBERAMENTE UTILIZZABILE CONCLUSIONI- 1 DISPONIBILI QUANTITÀ SIGNIFICATIVE di scarti e sottoprodotti organici dal comparto agroindustriale (circa t/anno in ER); QUALITÀ ELEVATA E OTTIMA per trattamenti di stabilizzazione biologica con produzione di energia e di fertilizzanti. Praticamente NESSUNO SCARTO E RECUPERABILE DA SOLO (ad eccezione di effluenti zootecnici in DA, buccette pomodoro all alim. animale,..)

000 t/anno in ER); QUALITÀ ELEVATA E OTTIMA per trattamenti di stabilizzazione biologica con produzione di

12 CONCLUSIONI- 2 Pianificazione degli interventi assolutamente prioritaria in relazione a: - QUANTITA IN GIOCO E LOCALIZZAZIONE - QUALITA (umidità, azoto, inerti) e possibilità di CO-TRATTAMENTO - STAGIONALITA (INSILAMENTO) - GESTIONE DEL DIGESTATO (uso agronomico? Invio a depurazione?) CONCLUSIONI- 3 AUSPICABILE la realizzazione di IMPIANTI DI TIPO INTEGRATO (anaerobico-aerobico) in grado di trattare scarti organici selezionati di qualunque genere, capaci di dare risposta alle esigenze di comparti diversi, ottimizzando il rapporto costi/benefici. Per flussi specifici, quando possibile, la destinazione all ALIMENTAZIONE ANIMALE è da privilegiare, poiché si tratta di un percorso di facile attuazione in relazione agli aspetti normativi

) CONCLUSIONI- 3 AUSPICABILE la realizzazione di IMPIANTI DI TIPO INTEGRATO (anaerobico-aerobico) in grado di trattare scarti organici selezionati di qualunque genere, capaci di dare

13 3. PROVE DI INSILAMENTO e ALIMENTAZIONE DI BOVINI DA CARNE PROVE DI INSILAMENTO 3. PROVE DI INSILAMENTO e ALIMENTAZIONE DI BOVINI DA CARNE PROVA DI ALIMENTAZIONE BOVINI DA CARNE (Cadriano, BO) TRE RAZIONI A CONFRONTO: Silomais + polpe secche di bietola Silomisto 1: mais dolce+pomodoro+polpe Silomisto 2: mais dolce+polpe secche Razioni isoproteiche e isoenergetiche MANZE CHAROLAISE: 10 capi/tesi (2 box da 5 capi per tesi)

BO) TRE RAZIONI A CONFRONTO: Silomais + polpe secche di bietola Silomisto 1: mais dolce+pomodoro+polpe

14 3. PROVE DI INSILAMENTO e ALIMENTAZIONE DI BOVINI DA CARNE PROVA DI ALIMENTAZIONE BOVINI DA CARNE (Cadriano, BO) Parametri SILOMAIS+ MAIS DOLCE+ MAIS DOLCE+ POLPE SECCHE BUCCETTE+ POLPE SECCHE POLPE SECCHE Capi per gruppo (n ) Peso medio iniziale (kg) 377,9 364,0 373,3 Peso medio finale (kg) 567,6 552,3 569,0 Durata della prova (d) Incremento medio (kg/capo*d) 1,047 1,070 1,208 n.s. n.s. n.s. Resa al macello (%) 55,51 54,87 56,40 * * * Grazie per l attenzione Lorella Rossi (l.rossi@crpa.it)

iniziale (kg) 377,9 364,0 373,3 Peso medio finale (kg) 567,6 552,3 569,0 Durata della prova (d) 181 176 162 Incremento medio

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