CONVEGNO DIETE ALTERNATIVE PER PRODURRE BIOGAS Nuove diete per il biogas: più valore dagli usi innovativi della biomassa e del digestato 5 marzo 2014 Bioenergy Italy, Cremona Lorella ROSSI Centro Ricerche Produzioni Animali C.R.P.A. S.p.A. Centro Ricerche Produzioni Animali C.R.P.A. S.p.A.
BIOMASSE AVVIABILI ALLA PRODUZIONE DI BIOGAS BIOMASSE DEDICATE RESE ENERGETICHE ELEVATE E CERTE COSTO di PRODUZIONE o ACQUISTO BIOMASSE DI SCARTO QUALITA e RESE ENERGETICHE VARIABILI PREZZO DA VALUTARE ASPETTI FORMALI
REQUISITI DI UN SUBSTRATO DA INVIARE A DIGESTIONE ANAEROBICA QUALITA DELLA SOSTANZA ORGANICA caratterizzazione chimico-fisica adeguata (zuccheri, lipidi, frazioni fibrose,..) test BMP in batch test in continuo ASSENZA DI INDESIDERATI plastiche, sassi, metalli, altro, REGOLARITA DI PRODUZIONE IN TERMINI DI QUANTITA E QUALITA, CONSERVABILITA PREZZO «CONGRUO»!
Componenti SOLIDI TOTALI Solidi volatili (Solidi totali ceneri) Ceneri SOLIDI VOLATILI Proteine (Azoto totale e ammoniacale) Lipidi Carboidrati strutturali- CS (frazioni fibrose, fibre degradabili e fibre indegradabili) Carboidrati non strutturali NSC (zuccheri, amido, pectine)
LE FRAZIONI FIBROSE Frazioni fibrose suddivise in diverse componenti a degradabilità differente: NDF: fibra neutro detersa = emicellulosa + cellulosa + lignina ADF: fibra acido detersa = cellulosa + lignina ADL: lignina Emicellulose (mediam. degradabili)= NDF ADF Cellulosa (lentam. degradabile) = ADF ADL Lignina = ADL
Metodi di valutazione: BMP statico Biogas (CH 4 +CO 2 +H 2 +H 2 O) Substrato da valutare + Inoculo + Soluzione madre Digestato Peso ingresso (Xin) Peso biogas (X 1 out) + peso digestato (X 2 out)
IL POTENZIALE METANIGENO EFFETTIVO Laboratorio biogas CRPA - Test BMP statico A norma UNI EN ISO 11734:2004
Potenziale Biochimico Metanigeno - BMP su MAIS di ottima qualità NDF: 37,86% ST ADF: 25,75% ST ADL: 2,88% ST
SANSA DI OLIVA 2 fasi Solidi totali Solidi volatili Azoto BMP Metano Degradabil ità SV (g/kg) (g/kg) (%ST) (mg/kg) (%ST) (m3 CH4/tSV) (%) (%) 256 237 92,2 4300 1,7% 201 69% 32,1%
SANSE 2 FASI e SANSA 3 FASI VARIABILITA COMPOSITIVA!! NDF ADF ADL Lipidi [% ST] [% ST] [% ST] [% ST] Sansa di olive "2 fasi" 52,0 46,9 35,1 14,7 Sansa di olive "3 fasi" 65,3 58,6 36,8 9,8 NDF: Fibra neutro detersa (lignina, cellulosa, emicellulose) ADF: Fibra acido-detersa (lignina e cellulosa) ADL: Lignina
«MISCELA PER BIOGAS - GLICERINA»
Piano di alimentazione con sottoprodotti ST SV METANO Equivalenza SV energetica (%) (% ST) (Nm 3 /t tq) (t/ t silomais) (t) Insilato di mais 33,0 94,0 104 1,00 0,31 Sottoprod. ind. molitoria 87,7 93,9 277 0,38 0,31 Polpe di bietola 24,5 94,9 71 1,47 0,34 Liquame bovino 10,1 82,2 19 5,44 0,45 Pollina 44,0 64,1 81 1,28 0,36 Glicerina 45,8 98,0 106 0,98 0,44
SOTTOPRODOTTI E VALORE ECONOMICO ST SV METANO Energia netta Equivalenza Valore r = 40% energetica 50% TO (%) (% ST) (Nm 3 /t tq) (kwh/t tq) (t/ t silomais) (euro/t tq) Insilato di mais 33,0 94,0 104 411 1,00 58 Sottoprod. ind. molitoria 87,7 93,9 277 1.093 0,38 153 Polpe di bietola 24,5 94,9 71 280 1,47 39 Liquame bovino 10,1 82,2 19 76 5,44 11 Pollina 44,0 64,1 81 320 1,28 45 LA STIMA DEL VALORE ECONOMICO BASATA SUL SOLO VALORE ENERGETICO NON È «COMPLETA»
SOTTOPRODOTTI E VALORE ECONOMICO Equivalenza Valore Digestato energetica 50% TO Digestato - equiv energ. Per l attribuzione del VALORE ECONOMICO ad un sottoprodotto si devono CONSIDERARE ANCHE: - Volume di digestato - Azoto totale apportato AZOTO equiv energ. (t/ t silomais) (euro/t tq) (t/t tq IN) (t) (%) (kg) (%) Insilato di mais 1,00 58 0,75 0,75 -- 4,16 -- Sottop. ind. molitoria 0,38 153 0,38 0,14-81 7,45 79 Polpe di bietola 1,47 39 0,82 1,20 61 8,50 104 Liquame bovino 5,44 11 0,96 5,22 600 23,20 458 Pollina 1,28 45 0,83 1,06 43 26,17 529
Le fasi del processo Idrolisi carboidrati, grassi e proteine sono ridotti a molecole mono-disaccaridi, acidi grassi e aminoacidi ad opera di eso enzimi Acidogenesi Acetogenesi Monomeri sono convertiti ad H2, CO2, acidi grassi volatili e alcoli per fermentazione H2, CO2, acidi grassi volatili sono parzialmente trasformati ad acido acetico Metanogenesi H2, CO2, acido acetico sono convertiti a CH4 e CO2 Elevata sensibilità a ph, T, VFA Vera fase limitante!!
Trasformazioni dell azoto
CONCLUSIONI Conoscere le REALI PRESTAZIONI ENERGETICHE del sottoprodotto Tipo di sottoprodotto ed effetti attesi in relazione alla sua composizione Regolarità di produzione e conservabilità Valutazione degli effetti «collaterali», quali volumi digestato, apporto di azoto,.. Carico «graduale» della nuova biomassa e monitoraggio dell impianto
Grazie per l attenzione! Lorella Rossi CONVEGNO Nuove diete per il biogas: più valore dagli usi innovativi della biomassa e del digestato 5 marzo 2014 Bioenergy Italy, Cremona l.rossi@crpa.it www.crpa.it Centro Ricerche Produzioni Animali C.R.P.A. S.p.A.