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Recupero della frazione di emicellulosa, cellulosa e lignina da biomassa pretrattata mediante Steam Explosion

Informazioni tesi

  Autore: Vincenzo Larocca
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 2002-03
  Università: Università degli Studi di Roma La Sapienza
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Chimica
  Relatore: Carlo Merli
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 64

L’obiettivo della tesi ha riguardato l’ottimizzazione del trattamento della biomassa con Steam Explosion (SE) al fine di migliorare il recupero delle frazioni di cellulosa, emicellulosa e lignina; e poter procedere alla loro valorizzazione come substrati per la produzione di biofuels, materiali plastici e chemicals.
La biomassa presa in esame era costituita dai gambi di mais, interessante in quanto trattasi di un residuo di un prodotto agricolo ampiamente diffuso sul territorio nazionale, con potenzialità di impiego anche in settori energetici. Su di essa e sui prodotti derivati è stata eseguita la caratterizzazione chimico-fisica.
I trattamenti di SE sono stati eseguiti mediante un reattore batch da 10 litri capace di processare circa 1 kg di biomassa umida per ciclo; i parametri esaminati sono stati la temperatura del processo ed il grado di pre-impregnazione con acido solforico aggiunto per catalizzare le reazioni di idrolisi.
L’ottimizzazione del trattamento è stata eseguita elaborando un piano sperimentale di esecuzione delle prove per mezzo dell’applicativo informatico DOE (Design Of Experiments).I risultati sono stati elaborati da un punto di vista statistico, determinando le relazioni che intercorrono tra il risultato dell’esperimento e le variabili introdotte. Sono state determinate così le condizioni operative ottimali per il miglior recupero dei costituenti ottenuti dal frazionamento del materiale trattato.

ricordo che la tesi è stata premiata dal ministero dell'ambiente nell'anno 2006

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4 1 INTRODUZIONE 1.1 Le biomasse come fonte rinnovabile - Generalità Con il termine biomassa si intende ogni materiale di origine organica, dal plancton, alle alghe, agli alberi ed ai tessuti organici degli esseri viventi [1]. Usualmente sono esclusi dal novero le molecole semplici quali l’acqua, l’anidride carbonica o il metano che non conservano traccia delle complesse sintesi che avvengono negli organismi viventi. La maggior parte delle biomasse presenti sulla Terra è di origine vegetale, infatti solo circa il 10% è di origine animale. L'attenzione da parte della ricerca nell'impiego di tale materia prima è rivolta pertanto alla biomassa di origine vegetale. La biomassa vegetale viene prodotta sfruttando l’energia solare mediante il processo di fotosintesi clorofilliana ed è disponibile in varie forme: foreste, colture, residui dell’industria agroalimentare e agroindustriale, o dalla componente organica proveniente dalla raccolta differenziata dei rifiuti solidi urbani (RSU). Le biomasse costituiscono una delle più importanti risorse a disposizione dell’uomo come fonte rinnovabile di alimenti, energia e materie prime. L’importanza del loro sfruttamento è dovuta soprattutto alle emissioni di CO2 nette evitabili dal momento che questo gas (noto per gli effetti serra) viene riassorbito per generare attraverso la fotosintesi nuova biomassa (figura 1). A tal proposito intervengono gli obiettivi di sviluppo della bioenergia che si inquadrano nell'ottica di soddisfare gli impegni internazionali assunti dall'Italia nell'ambito della Conferenza di Kyoto per le emissioni di gas serra. Fig. 1 - Schema del ciclo del carbonio attraverso la biomassa

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