Gli impianti di biogas, per raggiungere il massimo livello di efficienza globale devono essere sviluppati con competenze integrate di

  • BIOLOGIA
  • MECCANICA
  • FISICA
  • AUTOMAZIONE

Innanzitutto, l’impianto di biogas che viene realizzato deve prevedere nel lungo periodo l’alimentazione, che può essere di natura agricola, industriale o comunale, la valorizzazione dell’energia e la gestione/vendita dei prodotti in uscita.

L’alimentazione dell’impianto deve quindi essere definita in fase progettuale per avere certezza del potere metanigeno dei substrati, dell’adeguatezza biologica del mix e naturalmente della reperibilità, del costo e della gestione logistica dei substrati conferiti.

La base teorica più avanzata che sottende alla valutazione ed alla previsione dell’efficienza biologica dei processi degradativi della materia organica è il metodo Weender ampliato di VAN SOEST, che combina ed elabora moltissime variabili. Dati indicativi come la sostanza secca e la sostanza organica secca sono superati ed hanno lasciato il posto all’indicatore pFOM (materia organica potenzialmente fermentescibile). Il valore pFOM definisce ciò che può essere effettivamente fermentato in modo efficace escludendo la parte non fermentabile (lignina, componenti di proteine ​​grezze e fibre come la cellulosa ed emicellulosa) e calcola l’autoconsumo della massa batterica.

Oggi è inoltre possibile identificare il tempo di fermentazione corrispondente (kd) di ogni singolo prodotto insieme alla razione totale di alimentazione.

Collegando il valore pFOM con i dati NIRS (analisi ad infrarossi eseguita con spettroscopia nel vicino infrarosso) è quindi possibile ottimizzare la ricetta di alimentazione in modo biologico, tecnico ed economico; è quindi possibile prevedere eventuali criticità ed anticipare contromisure prima del manifestarsi del problema.

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In fase produttiva è necessaria un’analisi attenta e continuativa dei materiali di alimentazione dell’impianto e del digestato all’interno dei fermentatori per garantire l’ottimizzazione biologica dell’impianto. È fondamentale avere gli strumenti teorici e tecnici per fare previsioni e prognosi, confrontando parametri reali e calibrando la razione sulla base dell’elaborazione dei dati.

Ogni fase della produzione deve essere monitorata in tutti i suoi aspetti in modo tale da ottimizzare l’intero processo alimentaristico e biologico dell’impianto. Oltre ad ottenere una panoramica sull’alimentazione e sulla biologia, in generale, si possono anche monitorare e prevedere il rapporto tra costi e profitti dell’impianto, permettendo al gestore di modificare in modo ottimale le razioni e migliorarle in tempo reale.

Il supporto di un laboratorio specializzato per le analisi è indispensabile per avere dati attendibili e non falsati da elementi interferenti non valutati.

Per la gestione dei dati è necessaria una banca dati dinamica che comprenda tutti i parametri dei substrati, tra cui TS, NDF, ADF, Lignina, ADL, zucchero, proteine, grassi, amidi etc.; questo permette non soltanto di avere un controllo dell’alimentazione, ma anche di elaborare la combinazione corretta dei substrati per ottenere una resa ottimale del biogas ed evitare problemi biologici e/o di accumulo nei digestori, il che ridurrebbe il volume fermentativo utile. Grazie all’utilizzo di un software specifico è possibile analizzare la degradazione dei substrati sia singolarmente che in relazione tra loro, la produzione di energia, l’autoconsumo di batteri, la disponibilità per la produzione di energia e molto altro ancora.

È necessario avere valori sempre aggiornati, monitorare in modo delocalizzato l’andamento dell’impianto e di inserire dati e parametri ottenuti manualmente o automaticamente con l’ausilio di strumenti come il NIRS.

Sintetizzando si può affermare che l’ottimizzazione biologica di un impianto di biogas dipende da:

  • una solida ed aggiornata competenza teorica,
  • l’esistenza di ampie banche dati
  • l’utilizzo di strumenti di analisi ed elaborazione di ultima generazione.

Da lì i biologi che seguono gli impianti possono dare ai gestori tutte le indicazioni necessarie per ottenere la massima efficienza biologica e quindi la migliore redditività economica possibile.

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