"Valorizzazione molecolare ed energetica di sottoprodotti residuali del settore agroindustriale ed ittico"

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1 "Valorizzazione molecolare ed energetica di sottoprodotti residuali del settore agroindustriale ed ittico" Palermo 5 giugno 2012 CONSORZIO DI RICERCA PER L INNOVAZIONE TECNOLOGICA, SICILIA AGROBIO E PESCA ECOCOMPATIBILE S.C.A.R.L.

2 Titolo Proposta Progettuale: Valorizzazione Biomolecolare ed Energetica di biomasse residuali del settore Agroindustriale ed Ittico(BIO4BIO) L obiettivo principale: Contribuire alla valorizzazione molecolare e/o strutturale, coadiuvata da azioni di ottimizzazione energetica e tutela ambientale di biomasse residuali del comparto Agroindustriale ed Ittico. Soggetto Responsabile: Distretto tecnologico consorzio di ricerca per l innovazione tecnologica, sicilia agrobio e pesca ecocompatibile S.C.A.R.L. Via Filippo Pecoraino- Centro Direzionale A.S.I.- Brancaccio Palermo(PA)

3 Soggetti Partner coinvolti nel progetto: SOGGETTI PUBBLICI Università di Palermo Dipartimento di Colture Arboree (DEMETRA) Centro interdipartimentale per lo studio dell'ecologia degli ambienti costieri (CISAC) Dipartimento di Ingegneria Industriale Università degli Studi di Catania Dipartimento di Scienze Chimiche Dipartimento di Ingegneria Industriale e Meccanica Dipartimento di Scienze delle Produzioni Agrarie e Alimentari (DISPA) Università degli Studi di Messina Dipartimento di Morfologia, Biochimica, Fisiologia e Produzioni Animali SOGGETTI PRIVATI AAT SPA COALMA SpA MANGIMI DI PASQUALE Srl PECTINE ITALIA SpA RPS SpA ACIM Srl GESTIONE TECNOLOGIE PER L'AMBIENTE - GTA Srl MANGIMIFICIO ADRAGNA Srl CNR Istituto per lo Studio dei Materiali Nanostrutturati(ISMN) Palermo Istituto di Chimica Biomolecolare(ICB) Catania Istituto di Chimica e Tecnologia dei Polimeri(ICTP) Catania Istituto per i Sistemi Agricoli e Forestali del Mediterraneo (ISAFOM) Catania Istituto di Tecnologie Avanzate per l'energia(itae) Messina Consorzi Regionali per la Ricerca Applicata e la Sperimentazione in agricoltura CORERAS Consorzio di Ricerca Filiera Carni Consorzio di Ricerca G.P.BALLATORE

4 STRUTTURE COLLEGATE IN RETE: DT Di.T.N.E. (BR) ALGANET (NA) DT Agrobiopesca (PA) 1. Distretto Tecnologico Agrobiopesca(Palermo) 2. Distretto Tecnologico Nazionale sull Energia(Brindisi) 3. Aggregazione Pubblica Privata ALGANET(NA)

5 L azione di valorizzazione sarà indirizzata verso quattro risultati finali: creazione di formulati per la mangimistica prodotti per la farmaceutica formulati per la produzione di energia produzione di carboni attivi

6 L ecosostenibilità dei processi proposti sarà garantita dallo sviluppo di tecnologie di produzione energetica in assetto trigenerativo, conversione delle biomasse solide in energia elettrica e completo recupero dell energia termica prodotta, da impiegare per la copertura del fabbisogno energetico dei processi di essiccamento, alla base della formulazione di prodotti per l industria mangimistica. Gli stream gassosi esausti dei processi termochimici verranno valorizzati ulteriormente, in un ottica generale di amplificazione energetica, mettendo a punto un sistema per il loro impiego nell accrescimento di alghe per la produzione di biomasse.

7 Settore produttivo agroindustriale e ittico Valorizzazione Estrazione e purificazione molecole Sottoprodotti processi Substrati Valorizzazione Processi di accrescimento algale Amplificazione Biocarburanti Biomolecole Biomasse residuali Produzione Bioprodotti CO2 Prodotti mangimistica CHAR Processi di attivazione Carboni attivi Processi termochimici Energia

8 Si procederà alla progettazione dell impianto di idropirolisi prototipale per la produzione di semilavorati carbonizzati e per la produzione di syngas ad elevato potere calorifico per la produzione energetica. Rispetto agli impianti di pirolisi convenzionali si prevede di sviluppare un processo innovativo che prevede l introduzione controllata di vapore surriscaldato durante il processo di carbonizzazione. L impianto di idropirolisi dovrà essere in grado: di processare in continuo biomassa(portata da 2 a 10 kg/h); di separare la frazione solida(char) dal sottoprodotto gassoso(syngas) e liquido (olio pirolitico); di trattare in continuo diverse tipologie di biomassa a base lignocellulosica e di stoccarle in maniera controllata, attraverso un sistema di raffreddamento e di inertizzazione del char in uscita dal pirolizzatore (il char sarà successivamente impiegato in processi volti alla produzione di carboni attivi); Verrà inoltre progettato un sistema di stoccaggio e termostatazione dell olio di pirolisi allo scopo di mantenere costanti la densità e le condizioni chimico fisiche della frazione liquida ed un sistema di tenuta meccanica del reattore di pirolisi.

9 PIROGASSIFICAZIONE BIOMASSA ENERGIA TERMICA DRYER CONDIZIONAMENTO E FILTRAZIONE GAS ESAUSTI SYNGAS CO CO 2 H 2 CH 4 N 2 ENERGIA ELETTRICA SYNGAS TAR GAS CLEANING CHAR C x H y x y BIO OLIO ASH

10 Il processo sfrutta la dissociazione molecolare, definita pirolisi, usata per convertire direttamente i materiali organici in gas mediante riscaldamento in presenza di ridotte quantità di ossigeno: essi sono completamente distrutti scindendone le molecole, generalmente lunghe catene carboniose, in molecole più semplici di monossido di carbonio, idrogeno e metano, che formano un "gas di sintesi" (syngas), a sua volta formato da due componenti, il "char" ed il "tar", il primo è un gas combustibile costituito in gran parte da metano e monossido di carbonio il secondo, totalmente inutile per la combustione e dannoso per gli impianti, da idrocarburi aromatici di tipo catramoso, anidride carbonica e nanoparticolato.

11 SINTESI DEI DATI ELETTRICI ITALIANI NEL 2010 (Dati definitivi comunicati da Terna, luglio 2011) Potenza netta installata in Italia (potenza efficiente netta complessiva di tutte le centrali attive in Italia). Massima potenza richiesta Picco raggiunto il 16 luglio 2010 alle ore 12 (fonte Terna). Totale energia elettrica richiesta Totale perdite di rete Totale energia elettrica consumata Totale energia elettrica importata Totale generato da Fonti Rinnovabili Aumento produzione dabiogas e rifiuti biodegradabili (anno 2010 su 2009) MW ( nel 2009) MW ( nel 2009) 330 TWh 20,5 TWh -parial 6,21% del totale 309,9 TWh 46 TWh- pari al 13,94 % del totale 77 TWh (il 25,05% del totale ed il 22,4 % in più rispetto al 2009) +23,7% Aumento produzione eolica (anno 2010 su 2009) +39,5% Aumento produzione fotovoltaica (anno 2010 su 2009) +181,7%

12 Le fonti rinnovabili hanno contribuito per il 25,05% (77 TWh) alla richiesta di energia elettrica del Paese(Fonte TERNA 2010). Idroelettrico 51,2 TWh(12,1% ) Geotermico 5,4 TWh(1,5 %) Biomasse e Rifiuti 9,4 TWh( 4,81%) Eolico 9,1 TWh(1,4 %) Biogas e rifiuti biodegradabili; 9,4 Eolico; 9,1 Geotermico; 5,4 Solare fotovoltaico; 1,9 Idroelettrico; 51,2 Solare fotovoltaico 1,9 TWh(0,1 %)

13 Produzione di energia da fonti rinnovabili escluso idroelettrico periodo 2001/2010 Produzione di energia da Biomasse e Rifiuti periodo 2001/2010

14 Potenziale di conferimento al settore energetico (MWh/anno) Prodotti Agrigento Palermo Trapani Enna Caltanisetta Catania Messina Ragusa Siracusa Totale Paglie di cereali Residui di potatura Vinacce Sanse Noccioli di frutta Gusci di frutta secca Totale , potere calorifico intrinseco potenziale energetico delle biomasse residuali a matrice lignocellulosica disponibili sul territorio siciliano generalmente compreso tra e kcal/kg. circa MWh/anno pari a 1,4 TWh (stima). Pari al 14,89% dell intera produzione nazionale 2010 di 9,4TWh.