4.1.2 . Impianto pilota per la produzione di idrogeno e metano da residui zootecnici
Il CRA ING ha progettato e sviluppato, in collaborazione con ENEA UTRIM, un impianto pilota a doppio stadio per la produzione di idrogeno e metano da residui zootecnici all’interno del progetto SOS-ZOT. L’impianto è situato presso il CRA PCM.
Le deiezioni zootecniche vengono convogliate in una vasca aperta, dove è presente acqua piovana, a cui vanno aggiunti insilato di sorgo, liquame, glicerolo e microorganismi per far sì che il processo biologico abbia luogo.
Bioreattore progetto SOS-ZOT
L’impianto è composto da due bioreattori in grado di elaborare i residui zootecnici ed in grado di produrre, sotto opportune condizioni, idrogeno nel primo reattore e metano nel secondo.
Modello di funzionamento del bioreattore del progetto SOS-ZOT
Dal bioreattore 1 (B1) escono una fase liquida ed una fase gassosa. La fase liquida è composta essenzialmente di acetato, etanolo e acido butirrico, in quantità pari circa alla portata entrante; quella gassosa è invece composta da idrogeno e anidride carbonica in pari percentuale volumica. La corrente liquida deve essere inviata tramite pompa dosatrice al bioreattore di metanogenesi.
Al reattore 2 (B2) dovrà pervenire oltre che il brodo di fermentazione di B1 anche la giusta quantità di microorganismi starter metanogeni. Da B2 uscirà una fase liquida, il digestato, che sarà convogliata in una vasca di raccolta, e una fase gassosa composta essenzialmente di metano e anidride carbonica.
La temperatura, in entrambi i reattori, deve essere compresa in un intervallo di 35-40 °C. La pressione è prevista di 0,8 atm in B1, di 1 atm in B2.
Il pH per B1 dovrà essere di circa 5, mentre per B2 si dovrà attestare a 7. Per assicurare tali valori entrambi i reattori dovranno essere dotati di un controllore di pH che farà immettere nei reattori la corretta quantità di soluzione che ripristini i valori desiderati.
La strategia di separazione degli stadi consente di ottimizzare ciascuna fase del processo sia utilizzando consorzi microbici differenti e specifici, sia impostando differenti valori dei parametri chimico-fisici quali temperatura, pH, tempi di ritenzione idraulica, assicurando una migliore efficienza di degradazione dei materiali organici e un’elevata resa energetica. I gas ottenuti possono venir utilizzati separatamente oppure miscelati nelle desiderate proporzioni per ottenere biometano, una miscela gassosa più energetica e meno inquinante del solo metano.
