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Analisi del processo di produzione di biogas per la fermentazione anaerobica di residui dell'industria agro-alimentare

Informazioni tesi

  Autore: Giuseppe Dascola
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2008-09
  Università: Università degli Studi della Calabria
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria chimica
  Relatore: Stefano Curcio
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 115

I ripetuti aumenti del prezzo del petrolio e la consapevolezza che la maggior parte dell’energia prodotta e sfruttata a livello mondiale derivi da fonti energetiche non rinnovabili, spingono continuamente la ricerca scientifica a trovare una soluzione alternativa al petrolio, che sia competitiva sia da un punto di vista ambientale che economico.
L’utilizzo ottimale delle risorse energetiche è uno degli obiettivi primari che oggi l’umanità si trova a dover fronteggiare.
A ciò si aggiunge la necessità di sfruttare al meglio anche le cosiddette materie prime –seconde che da un lato rappresentano uno scarto da smaltire, ma se usate con intelligenza possono diventare una risorsa dalla quale trarre un vantaggio economico.
Il presente lavoro di tesi si inserisce nell’ottica di concepire gli scarti dell’industria agro-alimentare non più come uno scarto ma come una risorsa da sfruttare mediante il processo di digestione anaerobica di biomasse.
Gli scarti industriali sia sottoforma di reflui che di solidi rappresentano un costo per il loro smaltimento classico visto sia le elevate quantità solitamente prodotte, che il loro alto impatto ambientale; con la digestione anaerobica, effettuata in appositi reattori, si ha la produzione di biogas, gas composto prevalentemente da metano e anidride carbonica che può essere utilizzato come combustibile classico per uso domestico e industriale oppure in impianti di cogenerazione per la produzione di energia termica e elettrica. E’ evidente che così facendo si ha un triplo vantaggio economico in quanto si abbattono i costi di smaltimento, come detto si produce energia ed inoltre i residui organici della digestione, opportunamente trattati rappresentano un ottimo fertilizzante biologico.
Gli obiettivi del presente lavoro di tesi sono stati la progettazione, realizzazione e collaudo di un sistema di reazione su scala di laboratorio e di un digestore pilota.
Alla fase di progettazione è seguita una sperimentale basata sulla conduzione di prove di fermentazione su entrambi i sistemi.
La novità di processo rispetto alla consueta e matura pratica industriale ha riguardato l’utilizzo come substrato di pastazzo di arance, scarto dell’industria agro-alimentare prodotto in notevoli quantità soprattutto in Calabria e Sicilia.

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CAPITOLO I Biogas e fermentazione anaerobica Introduzione La produzione di biogas da biomasse, in particolare da deiezioni animali e scarti dell’industria agro-alimentare, è un metodo innovativo per ricavare energia attraverso la degradazione anaerobica della sostanza organica. Gli scarti industriali sia sottoforma di reflui che di solidi rappresentano un costo per il loro smaltimento classico visto sia le elevate quantità solitamente prodotte, che il loro alto impatto ambientale; con la digestione anaerobica, effettuata in appositi reattori, si ha la produzione di biogas, gas composto prevalentemente da metano e anidride carbonica che può essere utilizzato come combustibile classico per uso domestico e industriale oppure in impianti di cogenerazione per la produzione di energia termica e elettrica. E’ evidente che così facendo si ha un triplo vantaggio economico in quanto si abbattono i costi di smaltimento, come detto si produce energia ed inoltre i residui organici della digestione, opportunamente trattati rappresentano un ottimo fertilizzante biologico. Nel presente capitolo saranno descritti nel dettaglio gli aspetti chimico – fisici, biochimici, microbiologici e cinetici che caratterizzano le diverse fasi della digestione anaerobica: l’idrolisi, l’acidogenesi e la metanogenesi. Sarà inoltre fatta una panoramica dei substrati utilizzati e delle loro caratteristiche in termini di resa in metano. Sarà posta particolare attenzione nell’analisi delle problematiche del processo e di quali sono le variabili operative su cui agire per garantire un processo stabile ed efficiente. 5

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Parole chiave

agro-alimentare
biogas
deiezioni animali
fermentazione anaerobica

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