Messa a punto di sistemi integrati per la gestione dei punti critici nella filiera biogas: presenza di antibiotici nel liquame, valorizzazione dell'azoto
Progetto ~~Il progetto intende sviluppare una filiera completa agro energetica per la produzione di biogas comprendente un impianto di digestione anaerobica a partire da letame di allevamenti bovini completa di sistema di gestione integrata del digestato. Gli obbiettivi nello specifico sono mettere a punto un sistema integrato sul territorio, funzionante ed economicamente fattibile di impianto di digestione anaerobica e successivo abbattimento dell’azoto nel digestato. Il sistema dovrà essere specificatamente adattato alla realtà locale al tipo di materiale utilizzato, alle procedure di trattamento (es trattamenti antibiotici) usate nel ciclo produttivo della produzione di latte vaccino.
I punti sviluppati dal progetto di ricerca saranno: 1) Valutazione del potenziale comprensoriale di biomassa nel territorio (liquami e letami ed eventualmente disponibilità di scarti ortofrutticoli), per valutare la possibilità di apporti di letame esterni all’azienda e quindi di una gestione comprensoriale della produzione di energia e di gestione del digestato prodotto. 2) Caratterizzazione chimico biologica dei materiali provenienti dal comprensorio e disponibili all’ingresso nella filiera di produzione agro energetica (verranno valutate le caratteristiche chimiche dei materiali e la loro attitudine alla digestione anaerobica, prove di biogassificazione e potenziale di produttività).
In base ai dati di questa parte del lavoro si avranno le informazioni preliminari per un dimensionamento di massima dell’impianto di digestione anaerobica che potrà essere realizzato nonché informazioni sulle possibili criticità dei materiali utilizzati (es presenza di antibiotici, materiali da trattare meccanicamente o altro), nonché sulla composizione del mix di alimentazione effettivamente reperibile sul territorio ed economicamente più valido (costo dell’unità di biogas producibile verificato in laboratorio) 3) Sulla base dei dati acquisiti nella fase 1 e 2 saranno realizzate prove di digestione anaerobica (scala laboratorio) con mix di letami bovini e scarti ortofrutticoli. Le prove saranno condotte utilizzando 3 dosaggi crescenti di differenti antibiotici appartenenti alle classi più comunemente utilizzati nel comprensorio per la conduzione del ciclo produttivo e in generale nel settore zootecnico italiano (tetracicline, penicilline, fluorochinoloni e sulfamidici). Nel protocollo sperimentale per ogni dosaggio di antibiotico testato sarà svolta anche una prova trattando il letame antibiotato con processo di pastorizzazione a 70°C per un ora e 120 °C per 10’. Questa pratica intende verificare l’efficacia del pretrattamento termico nell’inattivazione delle molecole di antibiotico (Kohler et al., 1955; Steiner and Tarr, 1956; Abbey et al., 1957a; Tomiyama et al., 1957, ) e valutare la loro opportunità economica in situazioni di forte utilizzo di antibiotici.
Saranno redatte delle curve di resa specifica di biogas con il mix considerato a dosaggi crescenti di antibiotici e attraverso un’analisi costi benefici saranno individuati i dosaggi di antibiotico compatibili con la digestione anaerobica e tali da non pregiudicare la redditività dell’attività di produzione di biogas. Da questa fase si otterranno informazioni sulla possibilità di acclimatamento della flora metanigena a dosi “base” di antibiotici ed eventualmente gli effetti di diluizione dovuti alla codigestione con materiali di origine vegetale (scarti ortofrutta) o ancora risultati significativi dovuti ai processi di pastorizzazione e sterilizzazione. 4) Verificati i dosaggi di antibiotici sostenibili e gli eventuali trattamenti necessari (pastorizzazione sterilizzazione) il digestato ottenuto prove più interessanti sarà sottoposto a separazione solido liquido e saranno valutate 2 diverse tipologie di trattamento di abbattimento dell’azoto. P
I punti sviluppati dal progetto di ricerca saranno: 1) Valutazione del potenziale comprensoriale di biomassa nel territorio (liquami e letami ed eventualmente disponibilità di scarti ortofrutticoli), per valutare la possibilità di apporti di letame esterni all’azienda e quindi di una gestione comprensoriale della produzione di energia e di gestione del digestato prodotto. 2) Caratterizzazione chimico biologica dei materiali provenienti dal comprensorio e disponibili all’ingresso nella filiera di produzione agro energetica (verranno valutate le caratteristiche chimiche dei materiali e la loro attitudine alla digestione anaerobica, prove di biogassificazione e potenziale di produttività).
In base ai dati di questa parte del lavoro si avranno le informazioni preliminari per un dimensionamento di massima dell’impianto di digestione anaerobica che potrà essere realizzato nonché informazioni sulle possibili criticità dei materiali utilizzati (es presenza di antibiotici, materiali da trattare meccanicamente o altro), nonché sulla composizione del mix di alimentazione effettivamente reperibile sul territorio ed economicamente più valido (costo dell’unità di biogas producibile verificato in laboratorio) 3) Sulla base dei dati acquisiti nella fase 1 e 2 saranno realizzate prove di digestione anaerobica (scala laboratorio) con mix di letami bovini e scarti ortofrutticoli. Le prove saranno condotte utilizzando 3 dosaggi crescenti di differenti antibiotici appartenenti alle classi più comunemente utilizzati nel comprensorio per la conduzione del ciclo produttivo e in generale nel settore zootecnico italiano (tetracicline, penicilline, fluorochinoloni e sulfamidici). Nel protocollo sperimentale per ogni dosaggio di antibiotico testato sarà svolta anche una prova trattando il letame antibiotato con processo di pastorizzazione a 70°C per un ora e 120 °C per 10’. Questa pratica intende verificare l’efficacia del pretrattamento termico nell’inattivazione delle molecole di antibiotico (Kohler et al., 1955; Steiner and Tarr, 1956; Abbey et al., 1957a; Tomiyama et al., 1957, ) e valutare la loro opportunità economica in situazioni di forte utilizzo di antibiotici.
Saranno redatte delle curve di resa specifica di biogas con il mix considerato a dosaggi crescenti di antibiotici e attraverso un’analisi costi benefici saranno individuati i dosaggi di antibiotico compatibili con la digestione anaerobica e tali da non pregiudicare la redditività dell’attività di produzione di biogas. Da questa fase si otterranno informazioni sulla possibilità di acclimatamento della flora metanigena a dosi “base” di antibiotici ed eventualmente gli effetti di diluizione dovuti alla codigestione con materiali di origine vegetale (scarti ortofrutta) o ancora risultati significativi dovuti ai processi di pastorizzazione e sterilizzazione. 4) Verificati i dosaggi di antibiotici sostenibili e gli eventuali trattamenti necessari (pastorizzazione sterilizzazione) il digestato ottenuto prove più interessanti sarà sottoposto a separazione solido liquido e saranno valutate 2 diverse tipologie di trattamento di abbattimento dell’azoto. P