I Componenti la Sostanza Organica - master-bioenergia.org · Anidrite carbonica, Radiazione solare,...

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Gino MagniPioneer Hi-bred Italia

Master in “Gestione delle biomasse e dei processi per la produzione di energia”

Le coltivazioni per produrre biomassa ad uso biogas caratteristiche, rese

I principi della conservazione dei foraggile buone pratiche di insilamento

Strumenti per valutare la qualità della biomassa

MilanoSabato 3 Dicembre 2011

Obbiettivi per l’agricoltoreColtivare Essenze che alla Raccolta abbiano

accumulato grandi quantità di Energia(genetica + agronomia)

Saperne conservare il Valore Energetico fino all’utilizzo(tecniche di insilamento + microbiologia)

Liberare l’Energia del foraggio sottoforma di metano nel modo più completo e nei tempi più rapidi(struttura della fibra + efficienza dell’impianto)

1°Obbiettivo:Produrre Energia in campo… per Produrre BIOMASSA è Fondamentale Avere Conoscen ze

• Caratteristiche e Potenzialità della Specie Vegetale� Analisi dei raccolti

� Valutazione pluriennale

• L’ambiente in cui si opera � Clima

� Tipologia di terreno e disponibilità nutrienti

• Le tecniche agronomiche di coltivazione• Le pratiche di conservazione del raccolto

La Sostanza Organica è prodotta dalle piante con l’attività di fotosintesi clorofilliana

I Componenti la Sostanza Organica

La Pianta produce Sostanza Organica partendo da: �Elementi minerali del terreno, �Acqua, �Anidrite carbonica,�Radiazione solare,�Temperatura ambientale.

Di cosa ha bisogno la pianta?

SOLE

La linfa grezza,costituita di acquae sali minerali, arriva alle foglie attraverso i vasi.

L’anidride carbonicaentra nella foglia attraverso gli stomi, situati nella pagina inferiore.

H2O H2O

Grazie ai cloroplasti che catturano l’energiadel sole, La foglia è il laboratorio chimico della pianta.

H2O

… e si ricompongono in ossigeno O2 e glucosio

glucosio

H2O

H2O

H2O

H2O H2O

O2

O2

O2

O2

O2

O2

si disfano in atomi di O di H di Cle molecole

di acqua e di anidride carbonica

CO2

CO2

CO2

CO2

CO2

CO2

2

Cosa produce la pianta?

glucosio

SOLE

La linfa elaborata contenente glucosio, che si accumula

sottoforma diamido nella spiga e nella Fibradelle strutture

Vegetali

L’ ossigeno esce dagli stomi delle foglie

Le possibili Scelte Colturale

Mais 1°Semina Granella / Trinciato

Mais 2°Semina Granella / TrinciatoLoiessa silo/fieno

Segale silo

Colza siloSorgo silo

Triticale silo

Frumento silo

Mais 3°Semina Trinciato

Sorgo silo

Agosto Settembre OttobreMarzo Aprile Maggio Giugno Luglio

Temperatura in gradi°C.

Scelta della Specie BotanicaRisposta fotosintetica di piante C 4 e C3 a luce e temperatura

0° 20° 40°

Intensità luminosa0% 50% 100% luce solare piena

Tass

o fo

tosi

ntet

ico

per

unità

di s

uper

ficie

fog

liare

Pianta C 4

Pianta C 3

Foto triticale, segale, orzo silo

Segale

Orzo

LoiessaTritticaleSilomais

Sorgo integrale silo

SegaleSorgo da Fibra

Pastone

Sorgo da Sfalcio

Principali Biomasse per Produrre Metano

I raccolti hanno diversa efficienza produttiva

G A R A N T I R E all’azienda il max possibile

Silomais per Biogas: la base nell’alimentazione del digestore Efficienza Fotosintetica del Mais

Mais pianta C 4 utilizza CO 2 con la massima efficienza riscontrabile nel regno vegetale:

In un giorno d'estate 1 ha di mais:� Fissa in media 450-500 kg di CO2;

� Libera 220-250 m3 di ossigeno (equivalenti al consumo annuale di un adulto).

Un ettaro di mais produce:� 2 volte più ossigeno di un ettaro di frumento,� 4 volte più ossigeno di un ettaro di foresta.

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Silomais per Biogas

Punti di forza• Grande massa ad ettaro,

• Fornisce la massima energia ad ettaro,

• Insilato ad elevata densità energetica,

• Stabilità produttiva negli anni,

• Esente da problemi di ristoppio,

• Tecniche di coltivazione ben conosciute e diffuse,

• Pianta con il più rapido miglioramento,

• Minor costo unitario per m 3 di metano prodotto.

Silomais per Biogas

Punti di debolezza

• Coltura a maggior investimento,

• Impegno costante in coltivazione.

Tipi di mais

GranellaMassima ResaGranella/ha

Silomais ZootecnicoMassima Energia

UFL/ha

MassaMassima Produzione

tal quale/ha

Il Mais: Pianta Perfetta per Produrre Energia

l’informazioni Pioneer da oltre 20 anni:

� Campi Nast biogas – zootecnici,

� Monitoraggio foraggi,

� Raccolta campioni in impianti biogas.

I Report Biogas: Rese del Mais nell’areale padanoMais 1°Semina Granella / Trinciato

Granella 130-120 q.ha 14% ssTrinciato 250-200 q.ha ss

25.000-18.000 UFL/ha8.000-6.000 m3//haCH4300-280 m3/t so CH 4

Mais 2°Semina Granella / TrinciatoGranella 120-110 q.ha 14% ssTrinciato 230-180 q.ha ss

21.000-15.000 UFL/ha7.000-5.000 m3/ha CH4

Mais 3°Semina TrinciatoTrinciato 160-140 q.ha ss

14.000-10.000 UFL/ha4.500-3.500 m3/ha CH4

4

Confronto biogas - zootecnico Differenze Nast Biogas – Nast Zoot

diff

1 2 1 2

Resa verde q.li/ha 617,9 582,3 679,4 625,8 -52,5

Sostanza secca % 36,4 34,0 34,9 34,7 0,4

Resa sost secca q.li/ha 224,8 197,7 237,2 216,9 -15,8

Amido % ss 32,6 30,7 35,5 33,7 -2,9

Resa amido q.li/ha 73,3 60,8 84,1 73,2 -11,6

biogas zootecnicoTipo di utilizzo

Epoca di semina

Silomais Tropica le o da Massa

Massa Imponente.

Ridotta Sostanza Secca.

Basso in Amido.

Sensibile ad allettamento, carbone.

Conservabilità dubbia.

Valutiamo le differenze Varietà uso zootecnico o dupplice attitudine

Varietà tropicali a ciclo lungo Pastone Integrale

Alimento ad alta concentrazione energetica� 50-60% della SS della pianta

� Rapida e completa degradabilità

� Utile in momenti di crisi dell’impianto

� Per compensare prodotti scadenti

Vantaggi di ordine gestionale� Momento di raccolta ritardato rispetto silomais

� Costi di trasporto 1/3 rispetto silomais

� Ridotti Volumi di stoccaggio

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Aumento delle rese: Il tasso di guadagno genetico è previsto in accellerazione, raddoppierà nei prossimi anni

164175178

200

Source: USDA, NCGA

60708090

100110120130140150160170180190

1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015

bu/a

cre

35 Year 15 year 10 year 5-year

1970 - 72.4

2006 - 151.2

Efficienza idrica del MaisIn quanto pianta C4 può tenere gli stomi parzialmente

chiusi in caso di penuria di acqua, mantenendo una velocità fotosintetica elevata

Fabbisogni d'acqua per produrre 1 kg di S.S *:

Mais: 349 kgFrumento: 550 kgPatate: 575 kgRiso: 682 kgErba Medica: 844 kg

Fonte: Dominique Soltner – "Les grandes productions végétales "

Sorgo: 258 kg

Caratteristiche del silomais : Punti assodati a livello internazionale

• Maggior resa in CH 4/ha,• Alta resa in CH 4 per unità di Sost. Organica• Sost. Secca alla raccolta non inferiore al 30%

- Facilità di conservazione, minori effluenti- In Nord Europa range 31-34% s.s.

Piante con ciclo extra lungo da evitare Cresce prevalentemente la parte vegetativa, con maggiori

rischi agronomici, ma non aumenta la resa in metano

Dr.Thomas Ammon Vienna - Landtechinik 2 2006

Resa in m 3/t di tal quale% CH4 sul biogas

* Handreichung Biogas, Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe, 2006; Energiepflanzen, KTBL, 2006

0

50

100

150

200

250

Res

aB

ioga

s *

Metano

Sorgo: Alternativa al mais in bassa fertilità

Epoca Semina ampia Aprile – Inizio Luglio

Resa q/ha S.S.m3CH4//ha

100 – 1502.000 - 4.000

Qualità m3CH4/Ton so 250-290

Punti di forza Punti di debolezza

• Minor apporto idrico

• Varie tipologie di pianta

•> Difficoltà alla semina

• Coltura depauperante

• Minor resa per kg di s.o.

• Miglioramento genetico lento,

Per la 2 e 3 epoca di semina

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Valori medi di Silomais e Silosorgo (NRC, 2001)

Foraggio Silomais Silosorgo

Sostanza secca, % 35.1 28.8

Ceneri, %SS 4.3 7.5

Proteina grezza, %SS 8.8 9.1

NDF, %SS 45.0 60.7

ADF, %SS 28.1 38.7

Estratto etereo, %SS 3.2 2.9

NSC, %SS 38.7 19.8

Tipologie di SorgoSorgo a foglia larga (S. Bicolor)

Sorghi da granella (1.5 m; cariossidi 30% della s.s.) Zootecnia: granella e insilato integrale

Sorgo da foraggio (> 2 m; cariossidi 15% della s.s.) Biomassa verde, zuccherini, saggina

Sorghi a foglia stretta (Sudangrass)Sorghi gentili o sudanesi

Incrocio Bicolor/SudangrassSorgo da sfalcio

Sorgo a confronto con trinciato di mais in 2a semina

diff. in punti di ss

diff. in litri di CH4 per kg di ss

Loiessa: Pianta tipica dell’areale padano

Epoca di Raccolta 1-15 Maggio

Resa q/ha fienoUFL/ha

m3CH4//ha

50 – 1004.000 - 7.0001.700 – 2.300

Qualità UFL/q ssm3CH4/Ton S.O.

75 – 83220 - 260


• Raccolta inizio Maggio

• Elevata produttività

• Compete con le malerbe

• Risponde in alta fertilità

•Necessita di pre-appassimento

+ Mais

in 2°epoca di semina

Segale: Cereale rusticoEpoca di Raccolta 5-15 Maggio


60 – 1201.500 – 3.000

Qualità m3CH4/Ton S.O. 240-260


• Raccolta precoce

• Insilamento diretto se

ceroso

• Difficoltà di raccolta.

• Basso rapporto spiga/pianta+ Mais


Triticale: Incrocio fra Segale e Frumento

Epoca di Raccolta Fine Maggio - 10 Giugno


70 – 150 2.000-3.500



• Buona Produzione in tal quale

• Insilamento Diretto

• Qualità se presente granella

• Rapido viraggio

• Stelo di bassa qualità

• Epoca di raccolta tardiva

• Allettamento in alta fertilità

+ Mais


7

Frumento: Stabilità in Resa e Qualità Epoca

Raccolta IntegraleFine Maggio - 10 Giugno


70 – 1302.000 - 3.500



• Buona Produzione in tal quale

• Elevato apporto di granella

• Insilamento Diretto

•Viraggio medio

• Epoca di raccolta tardiva+ Mais


Colza: Oleaginosa invernaleEpoca Raccolta Integrale

Raccolta Granella 15-20 Maggio

15 Giugno

Resa q/ha granella m3CH4//ha

30 – 351.500 – 3.000

Qualità m3CH4/Ton S.O. 220-270


• Raccolta precoce

• Pianta ibrida

• Necessita di poca

acqua

• Difficoltà di impianto

• Pianta che lignifica+ Mais


Il valore dei foraggi autunno vernini rispetto al trinciato di mais di 1°semina

diff. in punti di ss

diff. in litri di CH4 per kg di ss

Valore INDICE

Silomais = 100

Silomais

1 °

Silomais

2 °

Silomais

3 °

Pastone spiga

Sorgo silo

Triticale silo

Frumento silo

Loiessa silo

Segale silo

litri CH4 /kg tq 105 101 91 198 68 90 84 71 77

litri CH4 /kg ss 291 285 281 330 258 261 265 252 255

Indice Silomais litri

CH4/kg ss100 98 97 113 89 90 91 87 88

Resa q/ha ss 224 198 163 155 130 105 100 80 80

Resa m3CH4/ha 6518 5627 4583 5115 3354 2741 2650 2016 2040

Indice Silomais

m3

CH4/ha100 86 70 78 51 42 41 31 31

Costi di produzione

diretti variabili1650 1650 1500 1500 1250 950 950 850 850

CH4 Costo €/m3

da

foraggio0,25 0,29 0,33 0,29 0,37 0,35 0,36 0,42 0,42

Indice Silomais

€m3

CH4

100 116 129 116 147 137 142 167 165

Valore INDICE

Silomais = 100

Silomais

1 °

Silomais

2 °

Silomais

3 °

Pastone spiga

Sorgo silo

Triticale silo

Frumento silo

Loiessa silo

Segale silo

litri CH4 /kg tq 105 101 91 198 68 90 84 71 77

litri CH4 /kg ss 291 285 281 330 258 261 265 252 255

Indice Silomais litri

CH4/kg ss100 98 97 113 89 90 91 87 88

Resa q/ha ss 224 198 163 155 130 105 100 80 80

Resa m3CH4/ha 6518 5627 4583 5115 3354 2741 2650 2016 2040

Indice Silomais

m3

CH4/ha100 86 70 78 51 42 41 31 31

Costi di produzione

diretti variabili1650 1650 1500 1500 1250 950 950 850 850

CH4 Costo €/m3

da

foraggio0,25 0,29 0,33 0,29 0,37 0,35 0,36 0,42 0,42

Indice Silomais

€m3

CH4

100 116 129 116 147 137 142 167 165

0

100

200

300

400

500

600

liquame bovino

liquame suino

siero di latte

bucce patate

barbabietola foraggio

insilato barbabietola

erba 1° taglio

mais verde

insilato mais verde

insilato mais maturo

grassi separazione

melasso

pane vecchio

grassi olii vegetali usati

m3 biogas prodotto per ton di input

Fonte Thoni naturgas

Resa in metano per trinciati di mais a diverse maturità

Fonte: Keymer, 2004Fonte: Keymer, 2004

PRODOTTO SS (%)

SO(%SS)

BiogasNl/kgSO

CH4(%)

CH4Nl/kgSO

CH4Nl/kgTQ

Trin. Verde, fioritura 18.0 93.0 544 52.8 287 48

Trin. Verde, mat. lattea 22.0 94.6 563 52.4 295 61

Trin. Verde, mat. cerosa poca granella

26.0 94.8 563 52.3 294 72

Trin. Verde, mat. cerosa 30.0 95.7 595 52.5 312 90

Pastone integrale 65.0 98.0 708 52.6 373 238

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Importanza delle frazioni

COMPONENTE FRAZIONE DOVE EFFETTO

Trigliceridi Granella + +Cere Foglie/Stocco -

COMPONENTE DOVE QUANTITA' EFFETTO

Granella alta + +Foglie/Stocco bassa +

COMPONENTE FRAZIONE DOVE EFFETTO

Zuccheri Foglie/Stocco/Granella + +Amido Granella + +

Cellulose, emic. Foglie/Stocco +Lignina Foglie/Stocco -

ESTRATTO ETEREO

PROTEINE

CARBOIDRATI DEGRADABILI

CARBOIDRATI FIBROSI

Determinazione di CH 4da 1 kg di Silomais

PesoComponente

digestione Resa in biogas Resa in CH 4

g. % l/kg litri % litri

155 Carboidrati degradabili

98 790 120 50 60

145Carboidrati fibrosi 64 790 74 50 37

10 Grasso 80 1250 10 67 6.7

23 Proteina 57 700 9.1 71 6.4

333SostanzaOrganica

76 797 213 52 110

MIGLIORE CONOSCENZA DEI PRODOTTI

CONOSCENZA DEI FABBISOGNI DELLA COLTURA

CONOSCENZA DEI SUOLI

APPLICAZIONE DELLE MIGLIORI

PRATICHE AGRONOMICHE

ESPERIENZA E PROFESSIONALITA’

Cosa ci serve per migliorare? 10 anni di progetto suolo

I numeri del progetto suoli

Quasi 53000 campioni

analizzati dal 2001 al 2011

Circa 6000 campioni per

ogni campagna di semina

1 campione di suolo su 20

ettari di mais in Italia

Capacità analitica di 120

campioni al giorno

Report di analisi

2150 comuni

campionati in Italia

9

Esempio di percorso virtuoso per:

- ottimizzare la concimazione,

- soddisfare le esigenze colturali,

- valorizzare i reflui,

- ridurre gli inquinamenti

0

10

20

30

40

50

60

15-m

ag

29-m

ag

12-g

iu

26-g

iu

10-lu

g

24-lu

g

07-a

go

21-a

go

N° A

dulti

Allerta F M

Controllo delle catture -Ricerca e conta delle Ovature

Riconoscimento e conta degli Insetti - analisi dei Dati

Allerta SMS per la migliore Strategia di Difesa

Servizio Agronomico Pioneer:Controllo della Piralide

2°Obbiettivo:Insilamento - Tecnica di Conservazione

• Si possono conservare imponenti masse di foraggiomediante l’azione acidificare di specifici microrganismi in grado di trasformare gli zuccheri solubili in acidi organici.• La pianta sintetizza zuccheri per produrre biomassa (fibra e amidi)

• Una quota è presente al momento della raccolta

• Possiamo gestirli come conservanti naturali

• In Conservazione si perde da un 5 ad oltre il 50% del valore in Energia del foraggio

• Le corrette pratiche di Gestione della Raccolta e di Riempimento della Trincea sono Indispensabili e Complementari all’attività dei Microrganismi.

Qualità della Sostanza Organica prodotta

Digeribilità• Facilità di utilizzo dei principi nutritivi costituenti la S.O.

Conservabilità• Semplicità di Conservazione• Minimizzare le perdite

Variazioni nella qualità dell‘alimentodovute alla conservazioneCause Giudizio

Respirazione Inevitabile -1 -5

Fermentazione Inevitabile -4 -10

Perdite effluenti Variabile 0 -7

Perdite di campo Variabile 0 -5

Attività enzimatica su fibra auspicabile 10 0

Fermentazioni anomale evitabile 0 -10

Degradazione aerobica evitabile 0 -40

totale 5 -50

Variazione (%)

54

Dove attivarsi per migliorare la Conservazione

Elevato conteggio di lieviti, muffe, batteri acetici

Sviluppo calore, muffe, aumento

dell‘etanolo

Qualità delle Fermentazioni

foraggio

Gestione dell‘insilato (aria)

CAMPO TRINCEA FRONTE TRINCEA

Momento di utilizzo Andamento stagione

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Principali microrganismi presenti sul trinciato alla raccolta

LAB: Enterobatteri: Clostridi: Muffe:

Enterococcus Escherichia coli Clostridium tyrobutyricum Penicillium

Lactococcus Enterobacter Clostridium sporogenes Fusarium

Leuconostoc Ervinia spp Clostridium byfermentans Aspergillus

Pediococcus Serratia spp Clostridium butyricum Mucor

Streptococcus Salmonella Clostridium botulinum Byssochlamys

Lactobacillus Listeria monocytogenes Alsidia

Lieviti: Arthrinium

Bacilli: altro: Cryptococcus Geotricum

Bacillus cereus Protozoi Rhadotorala Monascus

Virus enterici Sporabolomyces Scapulariopsis

Sacchormyces Trichoderma

Candida

Hansenula

Attività Microbiologica nell’ Insilato

Batteri Acido Lattico buon odoreLattici

Acido Butirrico odore Clostridi riduce Ingestione

Proteine -> NH3

Entero Acido Acetico odore pungente batteri

Deterioramento aerobio PerditeLieviti ( con O2) Riscaldamento

Alcohol Odore Alcool

Funghi Inquinamento Ingestione ridotta,ridotto valore

Tossine

Ano

mal

afe

rmen

tazi

one

Det

erio

ram

ento

ae

robi

o B

en

ferm

enta

to

Microrganismi Produzione di: Giudizio

Fermentazioni AerobicheC6H12O6 6 O2 6 H2O 6 CO2 + CALORE(zucchero ) ( ossigeno ) ( acqua ) (anidride carbonica)

Fermentazioni EterofermentantiC5H10O5 C3H6O3 C2H4O2

(zucchero) (acido lattico ) (acido acetico)

C6H12O6 C3H6O3 C2H5OH CO2

(zucchero ) ( acido lattico ) (etanolo) ( anidride carbonica )

3 C6H12O6 H2O C3H6O3 C2H4O2 2 C6H14O6 CO2

(zucchero ) ( acqua ) (acido lattico ) (etanolo) (mannitolo) (anidride carbonica)

Fermentazioni OmofermentantiC6H12O6 2 C3H6O3

(zucchero ) (acido lattico)

Substrato Prodotto Finale

La produzione di CO 2 contribuisce alla perdita di S.S.

Muffe

Lieviti

Conta (ufc/g tal quale)

CAMPO: soglie di attenzione per lieviti e muffe

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0

Mais

Loiessa e cereali da insilato

0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0

Mais

Loiessa e cereali da insilato

0 10 100 1.000 10.000 100.000 1.000.000

Microrganismi epifiti sulla pianta

< 1% Batteri Lattici 8% Lactobacillus plantarumproduttori di ac. Lattico I batteri più efficenti

Batteri latticiEpifiti

Sulla pianta i ceppi efficenti di L. plantarumsono meno di 1 ogni 1000 microrganismi

Riempimento trincea:

Distendere il trinciato in strati non superiori ai 15 cm Sotto 3 cm il peso del

trattore diminuisce del 10%

Il peso dei trattori proporzionato alla massa raccolta Un trattore comprime in 1 ora 4 volte il proprio peso

11

Informazioni all’insilamento Attrezzature per il corretto riempimento e compattamento dell’insilato in Trincea

Importanza della coperturaper la riuscita della conservazioneento

Il telo deve sigillare la massa dall’aria per tutto il periodo della conservazione

Fattori che influenzano l’impermeabilità all’aria

• Condizioni ambientali, • Qualità del telo, • Numero di teli, • Tipo di appesantimento

Tipologia dei teli

TIPO DI TELOSpessore

µm

Permeabilità

(cm3/m2/Giorno)

23°C 50°C

Polietilene

pellicola45 4000 12000

Polietilene

(spesso)200 1000 3000

Silostop (pellicola) 45 100 500

Silostop (spesso) 125 80 400

G.Borreani E.Tabacco; 2007

12

SILOSTOP:Schema di permeabilità all’aria

EVOH / Poliammide

polietilene

polietilene

polietilene

Considerazione sui teli

• RICHIEDERE film stabilizzati ai raggi UV per almeno 12 mesi.

• Conoscere la % di plastiche riciclate (accettabile un 30%)• La Permeabilità all’aria aumenta da 3 a 5 volte passando

da 23°C a 50°C• Qualità diversa per trincee usate in tempi diversi• La fluttuazione di temperatura fra il giorno e la notte

determinano differenti pressioni nei gas all’interno ed all’esterno contribuendo a scambi gassosi della massa.

• Gli scambi gassosi sono tanto più elevati quanto minore è la quantità di materiale utilizzata nell’appesantire il telo

Compressione statica

PESO STATICOkg/m 2

Pneumatici 25-40Ghiaia/sabbia - 15 cm 200Mattonelle cemento 150

Tipo di appesantimento

Effetto dell‘aria sulla crescita dei lieviti e sulla stabilità aerobica all‘utilizzo

Util

izza

tori

ac. L

attic

o, li

eviti

log

ufc/

g T

Q

0

20

40

60

80

100

120

140

160

Ben compattato e sigillato

Sta

bilit

àA

erob

ica,

h

0

1

2

3

4

5

6

7

Stabilità Aerobica Lieviti utilizzatori ac. lattico

Ben compattato e non sigillato

Media compattazione e non sigillato

Gestione Trincea:scambi di gas nell‘insilato

source: Honig, FAL Braunschweig

Giorni dall‘Insilamento

Densità della trinceakg SS / m 3

Per

dite

di S

osta

nza

Sec

ca, %

Dove migliorare la Conservazione



dell‘etanolo


foraggio




13

Azioni utili per una perfetta conservazione

Attività Microbiologica

• Trattare con batteri specifici per acidificarevelocemente - pH stabile (< 4)

• Sfruttare il tempo di permanenza del foraggio in trincea per aumentare la digeribilità della fibra

Distribuzione corretta

Distribuire omogeneamente 100.0000 ufc vitali per grammo di foraggio raccolto tal quale.

Guidare le Fermentazioni trattandocon Additivi di Provata Efficenza

LAB ufc/g t.q

pH

---- LAB Epifiti ----- Batteri Pioneer Omolattici

Disporre nella massa da subito della dose ottimale di microrganismi utili per conservare integralmente il foraggio

76

Attività Microbiologica Profonda

Sfruttare il tempo di permanenza del foraggio in trin cea per aumentare la digeribilità della fibra

Cause della Scarsa Conservazione



dell‘etanolo


foraggio




Come ben operare:

Rinnovare frequentemente il fronte di desilazione

Produrre Nuova Acidità sul fronte

14

Penetrazione di aria sul fronte

CO2

O2

Zona Critica del Fronte con Alta e Media Densità

O2

CO2

Fronte di Desilamento

Zona Critica del Fronte

O2

CO2

Avanzamento settimanale del fronte

Velocità di desilamento1,5 m / settimana (Inverno) 2,5 m / settimana (Estate)

Attività Microbiologica Stabilizzante

Alla riapertura della trincea i microrganismi Pioneer 11A44 del genere L. buchneriproducono ulteriori acidi in gradoRidurre il riscaldamento del fronteRidurre la formazione di muffe

Confronto

Trincea Trattata 11A44 Trincea Non Trattata

EURO

15

Gas output at different storage types for maize silage

Silo: 60 m x 20 m x 5 m - Input were 1.100 t dry matter

Storage in two halfs: (covered + additive) / not covered - bothe parts compressed the same

Testing Saxony Biogas plant 500 kW el

Maize testing Saxony * 1. Part 2. Part 1. Part 2. Part

Nature covered not covered covered not covered

Input in t dry matter 550 550 3.300 3.300

% dry matter 33% 33% 33% 33%

Fresh matter in t 1.667 1.667 10.000 10.000

Price of maize silage je t 24,00 € 24,00 € 24,00 € 24,00 €

t Output in dry matter 518 403

Loss of dry matter 6% 27% 6% 27%

Input maize silage 40.000 € 40.000 € 240.000 € 240.000 €

Loss of money (dry matter) 2.327 € 10.691 € 13.964 € 64.145 €

Costs for foil and additives 1.600 € 9.600 €

Difference 6.764 € 40.582 €

* Or ig in: " energ iep f l anz en 3 / 2 0 0 5" D r . Jörg W inkelmann

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Oben Unten Flanke Außentemperatur

°CMaximaltemperatur

Top Bottom Side outside Temp.

Maximum temperature

Maissilage mit Abdeckung

16

Silo: Construction cost 240.000 Euro max. 20.000 t storage volume therefore remarkable reserves (up to 1,2 MW)

Termografia a 20 cm di profondità (inverno)

G. Borreani, E. Tabacco, G. Colombari – 2002

FISIOLOGICOFISIOLOGICO DA EVITARSIDA EVITARSI

Il picco di temperatura

Est. Prof.

T Inizio (°C) 29.6 29.6

T Picco (°C) 38.8 35.7

∆ T (°C) 9.2 6.1

Velocità (d) 6 22

Persistenza (d) 2 18

Primo calo (d) 8 40

Calo (°C/sett.) 1.4 0.8T°C partenza (d) 45 100

La massima produzione di calore è raggiunta in pochi giorni (normalmente < 7) in tutta la massa, ma il picco si manifesta nelle diverse sezioni dell’insilato in momenti diversi

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

40.0

31-ago-05

1-ott-05 1-nov-05 2-dic-05 2-gen-06 2-feb-06

Esterna Profonda

Spostamento picco di calore

Fascia A:• Dispersione verso l’esterno• Cede calore verso l’interno

Fascia B:• Acquisisce calore dall’esterno• Cede calore verso l’interno

Fascia C:• Acquisisce calore dall’esterno• Non può cedere calore

cm10

25

50

100

200

+ 5 d + 90 dX

Raffreddamento e riscaldamento secondario – Fascia esterna

-5.0

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

10-ott-04 5-dic-04 30-gen-05 27-mar-05 22-mag-05 17-lug-0 5

Esterna Media Ambiente

• La fascia esterna è nettamente influenzata dalla T°C ambiente

La differenza di temperatura tra la massa e l’ambiente spiega perché in Inverno le trincee si percepiscono come “CALDE”

• Il raffreddamento è rallentato dal calore sottostante

• Il riscaldamento ha un andamento sovrapposto

17

Raffreddamento e riscaldamento secondario – Fascia interna

10.0

12.0

14.0

16.0

18.0

20.0

22.0

24.0

26.0

28.0

30.0

10-ott-04 5-dic-04 30-gen-05 27-mar-05 22-mag-05 17-lug-05

Esterna Profonda

• Le fasce interne sono influenzate dalla T°C della fascia esterna adiacente

• Il raffreddamento inizia quando la fascia esterna diventa più fredda

• Il riscaldamentosecondario inizia quando la fascia esterna diventa più calda

Che temperature mi aspetto?

cm50 100 X/2*

10 + + +25 + + +

50 + + +

100 + + +

200 + + +

X = larghezza del silo

EST INT Data

30 35 40 d

25 32 70 d

20 29 100 d

15 26 130 d

Produzione di nuovo calore sul fronte di desilazione da rifermentazione aerobica

Temperatura 50°C

Calore da rifermentazione

Entità delle perdite sul fronte

Sostanza Secca

Insilato

Aumenti di temperatura

5°C 10°C 15°C 20°C 25°C

CONSUMO GIORNALIERO di SOSTANZA

SECCA in %

20 % 1,6 3,2 - - -

30 % 1,2 2,3 3,5 - -

50 % 0,7 1,5 2,2 2,9 3,7

source: Honig, FAL

Verifica dello stato di conservazione con camera termica

18

3°Obbiettivo:Come aumentare la degradazione della fibra

• Aggiunta di Microrganismi - 11CH4 – in trinceain grado di disgregare i legami lignina-cellulosa

• Montaggio di estrusori: schiacciano le parti fibrose fino a livello cellulare

• Aumento del tempo di ritenzione totale, più tempo a disposizione per la degradazione con maggior volume di stoccaggio coperto

Aumentare la Disponibilità dell‘NDF per i Batteri Metanigeni

Non trattato: Trattato con 11CH4

Cellulose ed Emicellulose

Lignina

Risultati 2011 conseguiti sull’11CH4Analisi microscopica

fibra di silomais non trattato fibra di silomais trattato con 11CH4

fotografie scattate con Microscopio Elettronico a Scansione (SEM)

Effetto dell’11CH4 sulla produzione di metano su silomais

prove effettuate con l’Università degli Studi di Milano

Utilizzo di 11CH4 per la conservazione di sottoprodotti

prove effettuate con l’Università degli Studi di Milano

0

50

100

150

200

250

0 1 3 5 6 8 10 14 16 18 21 23 26

m3

biog

as/to

n s.

s

giorni fermentazione

trinciato+11CH4 trinciato non trinciato+11CH4 non trinciato

+70%

Mostra biogas 2012

I Componenti la Sostanza Organica - master-bioenergia.org · Anidrite carbonica, Radiazione solare,...

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