Studio delle fermentazioni allo stato solido e liquido per la produzione combinata di idrogeno e metano da biomasse e colture no-food
Progetto Il benessere economico di cui beneficiano le società avanzate si fonda sull¿impiego di energia proveniente in massima parte da combustibili fossili. Il continuo aumento della domanda energetica e l¿inevitabile ridursi delle riserve delle risorse energetiche non rinnovabili pone un serio problema di approvvigionamento per il futuro.
Secondo il Libro Bianco della Commissione Europea sulle energie rinnovabili(1998) ¿la produzione combinata di calore ed elettricità con utilizzo di biomassa presenta il potenziale maggiore in volume di tutte le energie rinnovabili¿. In particolare, la digestione o co-digestione anaerobica di liquami zootecnici, fanghi di depurazione, scarti e reflui vegetali ed animali dell¿industria agroalimentare, siero da latte, colture energetiche (mais, legumi, barbabietole, ecc.), residui colturali, rifiuti organici urbani e industriali è un processo che consente sia la produzione di biogas sia la gestione e il riutilizzo delle biomasse di scarto in agricoltura, esaltandone il valore agronomico e riducendo al contempo i rischi di inquinamento del suolo e dell¿acqua connessi con la pratica dello spandimento sul terreno. La fermentazione anaerobica, quale tecnica di recupero energetico e di trattamento della biomassa risulta particolarmente opportuna in quei territori nei quali esiste una grande produzione di biomasse di scarto ¿umide¿ il cui smaltimento risulta dispendioso e problematico dal punto di vista ambientale. La co-digestione delle varie tipologie di rifiuto con colture ad hoc di tipo energetico (colture no-food) che ne potenziano la resa, rappresenta un¿opportunità di sfruttamento e valorizzazione delle risorse. Lo studio di soluzioni processuali, progettuali e gestionali necessita di sperimentazione, rivolta alla scelta della migliore tecnologia disponibile e alla valutazione dei conseguenti rendimenti, per una raccolta di dati scientifici utili.
Il progetto di ricerca si articolerà in 3 fasi: a) studio del processo di digestione anaerobica di matrice solida (solid state fermentation), tipicamente proveniente da RSU, in reattori batch; b) studio dell¿influenza di più tipi di colture energetiche nei rendimenti della produzione di biogas in co-digestione; c) raccolta di dati e sviluppo di una sperimentazione sulla produzione di idrogeno molecolare da digestione anaerobica.
La sperimentazione sarà utile per stabilire le migliori combinazioni di substrato per la co-digestione (biomasse di scarto/colture energetiche) e per la massimizzazione nella formazione di idrogeno molecolare nella miscela di biogas, grazie al potenziamento delle fasi acidogeniche della digestione. Infine, le prove in reattori batch potranno fornire dati interessanti sull¿abbattimento dei livelli di azoto nella digestione anaerobica di reflui zootecnici suini.