Studio sperimentale dell'effetto di pretrattamenti termici, fisici e chimici sulla digestione anaerobica di biomasse lignocellulosiche

Lo studio riguarda la valutazione dell’effetto di pretrattamenti termici, chimici e fisici sull’efficienza di conversione di biomasse lignocellulosiche di scarto (sfalci e potature di verde urbano e privato) in biometano. I risultati di laboratorio hanno mostrato che il pretrattamento che dà la resa più alta di conversione è la steam explosion; infatti ha permesso di ottenere una resa in biometano pari al 52% della resa teorica. La steam explosion è stata applicata agli sfalci e potature, poi somministrati ad un impianto sperimentale di digestione anaerobica. In questa fase sperimentale (di conduzione continua durata 9 mesi) è stata coinvolta Hera Ambiente Spa: i primi mesi il digestore è stato alimentato con biomassa lignocellulosica tal quale e successivamente con il medesimo tipo di biomassa sottoposta a steam explosion. Sono state eseguite analisi sul biogas, sulla biomassa in entrata e in uscita, ed è stata monitorata la composizione del gas e la concentrazione dei VFA. La prima fase dello studio ha mostrato performance soddisfacenti, prossime a quelle osservate nei test in batch. Successivamente la performance è peggiorata, con un rallentamento della produzione di gas ed un progressivo incremento della concentrazione di VFA, fino ad arrivare a poche settimane dalla fine dello studio in cui il digestore è entrato in condizione di acidosi. La resa in CH4 a fine studio è risultata pari al 27% del metano teorico producibile. La causa probabile di tale risultato è stata l’elevato contenuto di carbonio rispetto all’azoto della biomassa: il rapporto C/N dalle analisi elementari è risultato pari a 53, che non rientrando nell’intervallo 20-30 ottimale per la digestione anaerobica, può determinare sul lungo periodo, un’attività biologica ridotta. Una delle soluzioni è quella di operare una co-digestione dei materiali di scarto lignocellulosici con materiali di scarto dell’industria zootecnica, che contrariamente presentano un rapporto C/N compreso tra 10-20.