Lorella Rossi Sergio Piccinini, Mariangela Soldano, Nicola Labartino - Centro Ricerche Produzioni Animali CRPA, Reggio Emilia

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1 Recupero e valorizzazione energetica (biogas) e di materia (fertilizzanti e mangimi) degli scarti organici di origine agro-industriali: indagine quali-quantitativa Lorella Rossi l.lorella@crpa.it, Sergio Piccinini, Mariangela Soldano, Nicola Labartino - Centro Ricerche Produzioni Animali, Reggio Emilia Riassunto Di seguito si illustrano i risultati ottenuti da un indagine territoriale mirata a localizzare e caratterizzare quali-quantitativamente gli scarti di produzione di natura organica del comparto agro-industriale in Emilia-Romagna. Per il comparto delle produzioni vegetali si è stimata una quantità di scarti pari a circa t; quantità del tutto analoga di sottoprodotti animali (esclusa la categoria 1) è stata stimata per il comparto della macellazione. Come atteso la loro qualità è risultata elevata e idonea per l invio a trattamenti di stabilizzazione biologica in impianti integrati anaerobici/aerobici con produzione di energia e di fertilizzanti. Summary In this paper the results of a study about organic wastes from food industry in Emilia- Romagna Region were summarized. Animal by-products not intended for human consumption are estimated about tons; also vegetable residues from industrial processing are a big and similar quantity. Waste localization and good chemical characteristics (high organic matter content and low heavy metals content) are verified. Final good results will allow to define and plan one or two integrated plants for treating organic wastes in order to produce energy (biogas) and fertilizes. 1. Introduzione L'industria di trasformazione delle produzioni vegetali genera quantità non trascurabili di scarti vegetali di vario genere, oltre a quantità significative di fanghi dalla depurazione biologica degli effluenti liquidi. Mentre per i fanghi di depurazione la destinazione prevalente resta ancora l'uso agronomico secondo le procedure autorizzative del DLgs 99/92, per gli scarti vegetali i possibili canali di collocazione sono da sempre costituiti dall alimentazione del bestiame (per gli scarti più pregiati, quali buccette di pomodoro, scarti di mais e di frutta) e dall impiego diretto in agricoltura. In ogni caso, si tratta di forme di recupero che non essendo in alcun modo censite o registrate, non permettono di comprendere la reale entità complessiva di tali flussi e la loro localizzazione. Per l industria di trasformazione delle produzioni animali (macelli, salumifici, caseifici) la destinazione prevalente degli scarti di produzione pare essere ancora il rendering plant con produzione di farine animali, anche per mancanza di siti di destinazione alternativi. Con l entrata in vigore del Reg. CE 1774/02, che ha sottratto tali flussi dal contesto normativo dei rifiuti e li ha definiti sottoprodotti animali non destinati al consumo umano, paiono essere cambiati soprattutto i termini economici della questione. In ogni caso, quello che è sempre stato noto a tutti è la sostanziale non conoscenza dell entità di tali scarti, poiché quando erano classificabili come rifiuti e dichiarabili nel Mud, non erano gestiti come tali (erano venduti ). Con il Reg. CE 1774/02 non sono più considerabili rifiuti, ma comunque non sono soggetti a III Sessione Laboratorio a rete regionale LITCAR Pagina 1 di 6

2 dichiarazioni o registrazioni tali per cui sia possibile conoscerne la reale entità. Alla luce di quanto sinora illustrato, si è ritenuto prioritario procedere ad un indagine per localizzare e caratterizzare quali-quantitativamente la produzione di scarti e rifiuti di natura organica del comparto agroindustriale nel territorio regionale. La natura prettamente organica di tali scarti e il loro elevato grado di purezza li rende infatti particolarmente appetibili per soluzioni di recupero di energia (digestione anaerobica di quei flussi a maggiore contenuto di acqua) e di materia (fertilizzanti organici, quali ammendanti e concimi organici). 2. Indagine quali-quantitativa sugli scarti organici prodotti dall agroindustria in Emilia-Romagna. I comparti agro-industriali oggetto di studio per il grande rilievo che hanno per l economia regionale sono stati i seguenti: - la macellazione di bovini, suini e avicoli, la produzione di salumi e insaccati vari e l industria del latte e derivati per quanto concerne la trasformazione delle produzioni animali; - la lavorazione/preparazione dell ortofrutta destinata al consumo fresco, la trasformazione del pomodoro e la produzione di conserve vegetali diverse dal pomodoro per quanto concerne la lavorazione e trasformazione delle produzioni vegetali. L inquadramento del comparto agro-alimentare operante sul territorio regionale è stato svolto ricorrendo sia a fonti statistiche ufficiali sia ad uno studio specifico del settore [1] che ha visto il coinvolgimento diretto del mondo agroindustriale attraverso testimoni privilegiati. Ciò ha permesso di definire le quantità complessive di materie prime vegetali e animali trasformate dal sistema industriale regionale, come illustrato in tabella 1, pari a oltre 6,5 milioni di tonnellate in ingresso alle linee di produzione. U. M Emilia-Romagna Bovini macellati (t peso vivo) Suini macellati (t peso vivo) Avicoli macellati (t peso vivo) Latte alimentare (t) Latte alla trasformazione (t) Ortaggi al consumo fresco (compresa patata) (t) Pomodoro alla trasformazione (t) Ortaggi alla trasformazione (t) Frutta alla trasformazione (t) TOTALE (t) Tab. 1 Materie prime trasformate nel comparto agro-industriale emiliano-romagnolo (anno di riferimento: 2004) 2.1 Le quantità in gioco In un industria di conserve vegetali, i possibili flussi in uscita di scarti vegetali allo stato solido (contenuto di umidità: 70-85%) si ottengono dalla separazione meccanica e/o dalla filtrazione degli effluenti idrici e possono derivare: - dalla filtrazione dell'acqua utilizzata nelle operazioni preliminari di scarico, lavaggio III Sessione Laboratorio a rete regionale LITCAR Pagina 2 di 6

3 e stoccaggio delle materie prime; si ottiene solamente sfrido vegetale o altro materiale di provenienza agricola, considerabile un ammendante vegetale non compostato; - dalla filtrazione di tutte le acque in arrivo all'impianto di depurazione, prima del trattamento biologico; se l impianto di fognatura non accoglie materiali diversi da quelli provenienti da servizi igienici, mense aziendali, abitazioni, ecc., il prodotto risultante dalla filtrazione è simile a quello precedentemente descritto mentre in caso contrario, dovrà necessariamente essere classificato come rifiuto speciale e trovare le destinazioni di smaltimento consentite e possibili per questo prodotto; - da varie operazioni tecnologiche di fabbrica effettuate sul materiale solido sopra citate (denocciolatura, sbaccellatura, detorsolatura, detutolaggio, ecc.); questo materiale è costituito da nocciuoli di pesche, prugne, albicocche, ciliege, baccelli di legumi, tutoli di mais, torsoli di mele e pere, ecc.. Per quanto riguarda gli scarti di prodotti orticoli (compreso il prodotto principale, il pomodoro), si tratta di flussi consistenti che hanno nella pratica, come già accennato, due destinazioni prevalenti: l impiego come materia prima per mangimi nell alimentazione zootecnica [2, 3] e il ritorno diretto sul terreno che ha prodotto la materia prima. Nella maggior parte dei casi, agli allevamenti zootecnici sono consegnati (con contratti di cessione) gli scarti tal quali, che vengono per lo più immediatamente utilizzati freschi. È questo il caso, ad esempio, degli scarti di lavorazione degli ortaggi destinati al consumo fresco. Si tratta di una vera e propria forma di recupero, che porta all azienda un piccolo introito, anche se spesso inferiore al costo di trasporto, con un saldo finale negativo per l azienda produttrice dello scarto. Relativamente agli scarti di trasformazione della frutta, la destinazione prevalente è l avvio a distillazione. EMILIA-ROMAGNA Buccette di pomodoro (t) Altri scarti vegetali di pomodoro (t) Totale scarti di pomodoro (t) Scarti di ortaggi al consumo fresco (t) Scarti di mais dolce (t) Scarti di legumi (piselli, fagioli,fagiolini) (t) Scarti di patata (t) Scarti di frutta trasformata (t) TOTALE SCARTI VEGETALI (t) Tab. 2 Stima degli scarti dalla lavorazione e trasformazione industriale dei prodotti vegetali in Emilia-Romagna [1] Il terzo e ultimo flusso di scarti che si genera dall attività agro-industriale è costituito da tutti quei prodotti finiti e confezionati che non possono essere venduti ( non destinabili al consumo umano ), perchè scaduti o difettosi. Si tratta di conseguenza, vista la loro natura, di scarti di produzione occasionali e quindi non quantificabili, da ritenersi a tutti gli effetti rifiuti, poiché richiedono pretrattamenti specifici prima di qualunque forma di recupero. III Sessione Laboratorio a rete regionale LITCAR Pagina 3 di 6

4 Per le produzioni vegetali trasformate, in termini quantitativi, il flusso di scarti che può essere stimato in modo sufficientemente attendibile è quindi quello costituito dagli scarti vegetali che si formano lungo la linea di produzione, poiché strettamente correlati alla quantità di materia prima in ingresso. Applicando coefficienti specifici di produzione scarti per unità di peso di materia prima lavorata, desunti dalla letteratura [4] e discussi direttamente con le aziende del settore [1], si è arrivati a stimare la quantità complessiva di scarti, che ammonta a circa t, costituite per oltre il 50% da scarti della lavorazione del pomodoro (tabella 2). Le province maggiormente coinvolte sono Parma e Piacenza per il pomodoro e Ravenna e Forli-Cesena per i restanti vegetali. Relativamente al comparto delle produzioni animali trasformate, i principali flussi di sottoprodotti animali non destinati al consumo umano derivanti dalla macellazione risultano essere rispettivamente: - per la macellazione bovina: frattaglie edibili (lingua, fegato, cuore, reni, ), quando non vendute, materiale non edibile (ossa, materia grassa, testa, ), sangue e contenuto stomacale; - per la macellazione suina: frattaglie edibili (lingua, fegato,cuore, reni, ) quando non vendute, materiale non edibile (ossa, parte del grasso, setole e unghielli, ), sangue - per la macellazione avicola: sangue; penne e piume; visceri; teste, colli e zampe. Macellazione Macellazione Macellazione EMILIAbovini suini avicoli ROMAGNA (t) (t) (t) (t) Sangue Contenuto ruminale Ossa Materiale misto cat Budella/intestini Penne e piume Teste, zampe, colli Setole, unghielli TOTALE Tab. 3 Stima dei sottoprodotti di origine animale (esclusa categoria 1) non destinati al consumo umano prodotti in Emilia-Romagna (anno di riferimento 2004)[1] Anche per questo comparto le quantità stimate con la stessa metodologia sono di entità significativa (tabella 3); si tratta di oltre t. In merito alla destinazione di tale flusso, l industria della carne, dal punto di vista tecnico, ha confermato la destinazione dei sottoprodotti agli stessi stabilimenti di trasformazione ufficialmente riconosciuti a cui erano destinati prima dell entrata in vigore del Reg. CE 1774/02 che, dopo l emergenza BSE, disciplina le norme sanitarie relative a sottoprodotti di origine animale non destinati al consumo umano. Il risultato quindi è la conversione in farine animali. Prima del Reg. CE 1774/02 le aziende ricevevano un piccolo introito per la vendita dei sottoprodotti, che quindi, non erano gestiti come rifiuti. Con il blocco della destinazione alla mangimistica delle farine animali, al contrario le aziende hanno III Sessione Laboratorio a rete regionale LITCAR Pagina 4 di 6

5 dovuto sostenere costi di conferimento variabili nel tempo con ampie oscillazioni. Allo stato attuale il recupero dei sottoprodotti animali di categoria 3 (cioè a basso rischio igienico-sanitario) per vie diverse (compostaggio e/o digestione anaerobica) è ancora limitato a piccole quantità, nonostante l auspicio degli addetti del settore, che considerano il rendering un trattamento così spinto e costoso da dover essere riservato ai soli sottoprodotti di categoria 1 e 2. Oltre alle varie tipologie di scarti e sottoprodotti l industria agro-alimentare produce quantità rilevanti di fanghi di depurazione degli effluenti liquidi prodotti in abbondanza durante i cicli di trasformazione; la loro entità ammonta, secondo un recente studio [1], a circa t di tal quale, destinate in gran parte all uso agronomico. 2.2 Le caratteristiche qualitative di scarti e sottoprodotti dell agroindustria Oltre all inquadramento in termini di quantità e tipologia di scarti organici, si è proceduto anche alla caratterizzazione di una serie di scarti e sottoprodotti vari. Come risulta dalle tabelle 4 e 5, l elevata qualità di tali flussi è ampiamente confermata: la dotazione di sostanza organica è elevata e il contenuto di metalli pesanti al contrario è assai limitato, fatta eccezione per le deiezioni animali. PARAMETRI Unità di misura Pomodoro (buccette) Piselli Mais dolce Fagiolini ph 3,9 4,27 4,27 6,38 Sostanza secca % 27,3 17,5 15,9 9,2 Solidi volatili % ss 96,6 95,6 96,1 76,3 NTK % ss 3,15 4,89 2,24 3,44 N-NH4 % NTK 0,8 5,31 3,29 2,78 TOC % ss 62,7 45,0 49,9 38,8 C/N Ptot. % ss 0,46 0,48 0,32 0,7 Ktot. % ss 1,03 0,6 1,39 7,07 C.E.S. ms/cm 0,79 1,04 1,22 1,1 Cd mg/kg ss 0,33 0,17 0,19 0,1 Cr VI mg/kg ss 0,2 0,25 0,07 0,6 Hg mg/kg ss < 0,13 < 0,13 0,15 0,18 Ni mg/kg ss 2,1 3,0 2,5 13 Pb mg/kg ss < 1 1,06 <1 1,8 Cu mg/kg ss Zn mg/kg ss Tab. 4 Composizione chimico-fisica di alcuni scarti vegetali 3. Conclusioni L indagine quali-quantitativa ha effettivamente confermato quanto atteso; sul territorio regionale sono regolarmente prodotte quantità significative di scarti e sottoprodotti organici dal comparto agroindustriale (almeno circa t), la cui qualità è elevata e quindi ottima per l invio a trattamenti di stabilizzazione biologica in impianti integrati anaerobici/aerobici [5] con produzione di energia e di fertilizzanti. La individuazione delle fonti di produzione degli scarti, unitamente alla loro caratterizzazione qualiquantitativa permettono quindi di proseguire nell attività prevista dal Progetto LITCAR che prevede la localizzazione e il dimensionamento di massima di un paio di poli integrati di trattamento. III Sessione Laboratorio a rete regionale LITCAR Pagina 5 di 6

6 Parametri Unità di misura Lettiera avicola Scarti di Sangue Uova rotte incubatoio bovino Contenuto ruminale Acque lavaggio industria lavorazione carni ph 7,40 7,03 6,11 6,40 5,73 4,80 C.E.S. (ms/cm) 9,72 3,24 1,38 -- ST (%) 66,89 46,71 23,66 10,6 19,1 11,65 SV (% ST) 65,74 43,15 96,08 93,40 92,4 98,80 NTK (% ST) 5,36 5,21 8,07 2,6 NTK (mg/l N) ,0 N-NH4+ (%NTK) 21,42 14,7 1,83 16,8 -- N-NH4+ (mg/l N) Ptot (% ST) 1,78 0,41 0,76 0,6 -- Ptot [mg/l P] ,0 K (% ST) 3,27 0,29 0, ,4 -- TOC (% ST) 32,5 30,35 65, ,25 -- C/N 6,06 5,82 8, Pb totale (mg/kg ST) 1,4 1,2 <0,4 < 5, Cd totale (mg/kg ST) 0,55 <0,05 <0,05 < 0,5 0,25 -- Cu totale (mg/kg ST) , Cr totale (mg/kg ST) 19 1,55 0,75 < 5, Ni totale (mg/kg ST) 9,6 0,6 0,5 < 5, Zn totale (mg/kg ST) , Tab. 5 Composizione chimico-fisica di alcuni sottoprodotti animali Bibliografia [1] a cura di Mappatura delle matrici di origine agricola, zootecnica e agroindustraile presenti nell ambito territoriale dell Emilia-Romagna Regione Emilia- Romagna Assessorato Agricoltura Rapporto Interno, Aprile 2006 [2] F. Gaspari, F. Bortolotti, M. Vecchiettini. L'utilizzazione di alcuni sottoprodotti dell'agro-industria nell'alimentazione del bovino da carne. Nota 1 e 2 (polpe surpressate di bietola, marcomele, buccette d'uva, bucce e semi di pomodoro). L Informatore Agrario, Speciale Alimentazione vitellone, 15/1989. [3] M. Vecchiettini, F. Gaspari, R. Piccaglia. Gli scarti agroidustriali nell alimentazione animale: realtà attuali e risultati del progetto LR 28/98 Recupero scarti agrindustria. Atti del Convegno La gestione degli scarti di trasformazione delle produzioni vegetali: quali prospettive. Bologna,15 maggio [4] Commissione Europea - Integrated Pollution Prevention and Control, BREF: Draft Reference Document on Best Available Techniques in the Food, Drink and and Milk Industry, Maggio 2003 [5] S. Piccinini, F. Chierici Sistemi integrati anaerobici/aerobici di trattamento dei rifiuti organici ed altre biomasse- in Il compostaggio in Italia, Maggioli Editore 2002 III Sessione Laboratorio a rete regionale LITCAR Pagina 6 di 6