USO DI FARINE CONTAMINATE A FINI ENERGETICI (BIOGAS): RISULTATI DI TEST IN CONTINUO IN IMPIANTO PILOTA.
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- Achille Ippolito
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1 V Congresso Nazionale USO DI FARINE CONTAMINATE A FINI ENERGETICI (BIOGAS): RISULTATI DI TEST IN CONTINUO IN IMPIANTO PILOTA. «LE MICOTOSSINE NELLA FILIERA AGRO-ALIMENTARE» Istituto Superiore di Sanità, Roma, settembre 2015 Rossi L. a, Soldano M. a, Piccinini S. a, Pietri A. b a CRPA, Reggio Emilia b UCSC Piacenza Centro Ricerche Produzioni Animali C.R.P.A. S.p.A.
2 Progetto CRPA SpA 2013 LR 28/98 «Biogas_micotossine_clostridi» «Effetti della digestione anaerobica sulla presenza di micotossine, clostridi e altri microrganismi - indicatori dello stato igienico-sanitario del digestato» Finanziato da: Regione Emilia-Romagna Responsabilità scientifica: A. Pietri, P. Battilani, F. Cappa - Università Cattolica - Piacenza Durata: 24 mesi (ottobre 2013-settembre 2015)
3 OBIETTIVI DEL PROGETTO VERIFICARE COMPORTAMENTO IN DIGESTIONE ANAEROBICA DI FARINE DI MAIS CONTAMINATE DA MICOTOSSINE (AFLATOSSINE) INDAGARE L INCIDENZA DEL PROCESSO DI DIGESTIONE ANAEROBICA SULLA PERSISTENZA DI MICOTOSSINE NEI DIGESTATI DA DESTINARE ALL USO AGRONOMICO TEST SPERIMENTALE DI DIGESTIONE ANAEROBICA PROVE STOCCAGGIO E SPANDIMENTO
4 IMPIANTO PILOTA SPERIMENTALE CSTR MULTILINEA EV+ GI Carico biomasse liquide Scarico Sensori pressione Carico biomasse solide Sistema costituito da : - 3 digestori anaerobici in acciaio (23 l) con tre accessi (carico biomasse solide e liquide, scarico digestato), miscelati da eliche azionate da motori elettrici.ognuno è dotato di termostatazione con serpentine elettriche, trasduttore per rilevamento della pressione nello spazio di testa, guardia idraulica (GI) elettrovalvole (EV) per scarico biogas, datalogger per pressione e temperatura; Campionamento biomasse in ingresso (3 per biomassa per ciclo) Campionamento digestato settimanale per almeno 7 settimane
5 AFLATOSSINE: IMPOSTAZIONE dei 3 cicli o repliche Tal quale (% peso) Liquame bovino 45 Silomais 45 Farina 10 Tempo di ritenzione (HRT): 50 giorni Carico organico volumetrico (COV): 3,8-4,0 kgsv/m 3 *g LB-SM+F_esente MEDIA (% SV) (% SV) (% SV) (% SV) Liquame bovino ,7 Silomais ,0 Farina ,0 LB-SM+F_AFLA 1 Liquame bovino ,3 Silomais ,3 Farina AFLA ,0 LB-SM+F_AFLA2 Liquame bovino ,3 Silomais ,7 Farina AFLA ,0 T= 38±0,2 C
6 AFB1 nelle matrici di partenza Liquame bovino AFB1 AFB1 AFB1 µg/kg µg/kg µg/kg LB 5,3 Silomais 0,0 F_esente 3,7 LB 0,0 Silomais 0,0 F_esente 4,1 LB 1,3 Silomais 0,7 F_esente 3,6 Media 1 2,2 Media 1 0,2 Media 1 3,8 LB* 8,0 Silomais 0,0 F_esente 0,1 LB 2,9 Silomais 0,0 F_esente 1,4 LB 0,0 Silomais 0,0 F_esente 0,4 Media 2 3,6 Media 2 0,0 Media 2 0,7 LB 0,0 Silomais 0,0 F_esente 0,0 LB 0,0 Silomais 0,0 F_esente 0,1 LB 0,0 Silomais 0,0 F_esente 0,4 Media 3 0,0 Media 3 0,0 Media 3 0,2 Liquame non utilizzato Silomais Limite rilev. 0,1 microgrammi/kg Farina esente
7 AFB1 nelle matrici di partenza Farina AFLA 1 Farina AFLA 2 AFB1 µg/kg AFB1 µg/kg Farina AFLA1 63,2 Farina AFLA2 213,0 Farina AFLA1 57,2 Farina AFLA2 244,9 Farina AFLA1 65,9 Farina AFLA2 264,4 Media 1 62,1 Media 1 240,8 Farina AFLA1 87,5 Farina AFLA2 421,2 Farina AFLA1 67,2 Farina AFLA2 305,8 Farina AFLA1 64,5 Farina AFLA2 328,3 Media 2 73,1 Media 2 351,8
8 ALTRE MICOTOSSINE nelle matrici di partenza Concentrazione medie (almeno 6 campioni) AFB2 AFG1 AFG2 FB1 FB2 FB1+FB2 (µg/kg) (µg/kg) (µg/kg) (µg/kg) (µg/kg) (µg/kg) ESENTE 0,2 0,1 0,0 1192,7 581,4 1774,2 AFLA 1 2,5 4,7 0,1 1343,9 590,2 1934,1 AFLA 2 7,1 9,6 0,3 2656,5 763,0 3419,5
9 RESE IN BIOGAS LB-SM+F_esente LB-SM+F_AFLA 1 LB-SM+F_AFLA2 Liquame bovino+ Silomais + Farina esente CH4 Biogas CH4 COV CH4 Biogas CH4 COV CH4 Biogas CH4 COV (m 3 / t SV) (m 3 / t SV) [%] [kg SV/m3* Liquame bovino + Silomais + Farina Afla1 (m 3 / t SV) (m3/ t SV) [%] [kg SV/m3* d] (m 3 / t SV) (m3/ t SV) [%] [kg SV/m3* MEDIA ,8 3,77 MEDIA ,8 MEDIA ,79 Dev.st 23 Dev.st 16 Dev.st 22 Min 312 Min 300 Min 309 Max 380 Max 350 Max 370 MEDIA ,5 3,97 MEDIA ,8 MEDIA ,01 Dev.st 53 Dev.st 38 Dev.st 49 Min 292 Min 279 Min 288 Max 441 Max 396 Max 427 MEDIA ,1 3,88 MEDIA ,8 MEDIA ,00 Dev.st 1,32 Dev.st 48 Dev.st 58 Min 260 Min 266 Min 289 Max 387 Max 404 Max 456 Liqaume bovino + Silomais + Farina Afla 2 MEDIA 339 MEDIA 333 MEDIA 344
10 ANDAMENTO AFB1 - TESTIMONE
11 ANDAMENTO AFB1 TESI AFLA 1 ST digestato: 6-7%
12 ANDAMENTO AFB1 TESI AFLA 2 ST digestato: 6-7%
13 AFB1 Analisi statistica (ANOVA Misure ripetute) Entro ciascuna tesi, la concentrazione di AFLA nei digestati dalla 6 settimana in poi NON PRESENTA DIFFERENZE SIGNIFICATIVE Nelle settimane 6, 7 e 8 il comportamento delle 3 tesi è analogo Nelle sett. 6, 7 e 8 il confronto tra CONCENTRAZIONI ATTESE E MISURATE NON EVIDENZIA DIFFERENZE SIGNIFICATIVE nelle TESI TESTIMONE e AFLA 1 Nelle sett. 6, 7 e 8 il confronto tra CONCENTRAZIONI ATTESE E MISURATE EVIDENZIA DIFFERENZE SIGNIFICATIVE per la TESI AFLA 2
14 TESI Farina esente Concentrazione AFB1 (mg/kg su ST) AFB1 Settimana di prova n.6 Settimana di prova n.8 (mg/kg su ST) ATTESA MISURATA ATTESA MISURATA Farina esente 3,8 1,85 0,8 2,96 1,2 Farina esente 0,7 2,99 7,1 2,83 5,0 Farina esente 0,18 0,10 1,8 0,13 0,0 MEDIA 1,64 3,23 1,97 2,07
15 TESI Farina AFLA 1 AFB1 Concentrazione AFB1 (mg/kg su ST) (mg/kg su ST) Settimana di prova n.6 Settimana di prova n.8 ATTESA MISURATA ATTESA MISURATA Farina AFLA 1 62,1 23,17 0,0 28,62 1,9 Farina AFLA 1 73,1 35,53 22,8 43,51 12,1 Farina AFLA 1 73,1 34,89 13,2 43,61 15,7 MEDIA 31,19 12,00 38,58 9,90
16 TESI Farina AFLA 2 AFB1 Concentrazione AFB1 (mg/kg su ST) (mg/kg su ST) Settimana di prova n. 6 Settimana di prova n.8 ATTESA MISURATA ATTESA MISURATA Farina AFLA 2 240,8 88,55 0,0 121,06 4,4 Farina AFLA 2 351,8 97,09 23,7 153,8 7,3 Farina AFLA 2 351,8 103,62 18,9 157,69 6,9 Abbattimento 8a settimana MEDIA 96,42 14,20 144,18 6,20 95,7%
17 AFB1 Bilancio di massa IN-OUT totale su intero ciclo AFB1 farina usata (mg/kg su ST) Degradazione 1 ciclo (% ) 2 ciclo (% ) 3 ciclo (% ) LB-SM+F_esente 1,6 54,74 20,46 51,78 LB-SM+F_AFLA 1 LB-SM+F_AFLA2 69,4 65,19 55,09 55,15 314,8 65,72 55,97 55,55 Degradabilità del tutto in linea con la degradabilità complessiva dei solidi volatili caricati nel complesso (SV: %)
18 Correlazione [AFB1] e abbattimento ABBATTIMENTO AFB1
19 CONCLUSIONI Il comportamento in DA di farine contaminate con AFB1 (sino a 20 volte il limite ammesso per uso zoot.) è del tutto simile a quelle delle farine esenti La concentrazione di AFB1 misurata nei digestati è minore rispetto a quella attesa nelle TESI AFLA 1 e 2 Con farine con AFB1 sino a mg/kg NON SI OSSERVA NESSUNA DIFFERENZA SIGNIFICATIVA rispetto alla TESI TESTIMONE Con farine con AFB1 sino a mg/kg SI OSSERVA UN ELEVATO E SIGNIFICATIVO ABBATTIMENTO DELLA CONCENTRAZIONE NEL DIGESTATO
20 Grazie per l attenzione! V Congresso Nazionale «LE MICOTOSSINE NELLA FILIERA AGRO-ALIMENTARE» Lorella Rossi C.R.P.A. S.p.A. Reggio Emilia l.rossi@crpa.it Istituto Superiore di Sanità, Roma, settembre 2015 Centro Ricerche Produzioni Animali C.R.P.A. S.p.A.
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