MECCANICA -...

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Negli ultimi tempi con le nuove leggi comunitarie e nazionali, con

le quali si dà ampio spazio alla produzione di energia da fonti

alternative non di origine petrolifera, si sono sviluppate delle

tecnologie e processi mirati a tale scopo.

Tra questi occupa un posto di primo piano la spremitura di semi

oleosi, quali soia, colza, girasole, per ottenere oli idonei alla

combustione in motori diesel a bassa velocità collegati ad

alternatori per la produzione di energia elettrica e termica sotto

forma di acqua calda a 90°C o vapore (cogenerazione), ed

ottenere come sottoprodotto panello di alta qualità da

commercializzare separatamente come alimento zootecnico. In

alternativa l’olio vegetale prodotto può trovare impiego nella

produzione di bio-carburanti, anche per autotrazione (biodiesel).

Come ulteriore effetto positivo e tutt’altro che secondario, queste

iniziative legislative hanno il fine di supportare anche il settore

agricolo in crisi, soprattutto in questo tipo di colture, anche in

sostituzione della barbabietola da zucchero ormai in via di

dismissione. E’ evidente, quindi, l’opportunità di innescare un

processo virtuoso e sostenibile su più fronti:

• Aiutare il settore agricolo incentivando alcuni tipi di colture,

evitando, nel contempo, la competizione nell’utilizzo dei terreni

agricoli destinati all’alimentare;

• Produrre panello di elevato standard qualitativo come

alimento zootecnico;

• Produrre contemporaneamente energia pulita, sia elettrica

che termica, attraverso la cogenerazione (CHP Combinated

Heat and Power), che consente vantaggi rilevanti rispetto alla

generazione delle stesse quantità di energia prodotte con

processi separati; infatti il valore aggiunto di un sistema

cogenerativo consiste nella possibilità di produrre energia

elettrica e, allo stesso tempo, recuperare quel calore che di

solito rimane inutilizzato e viene disperso in atmosfera. Questa

energia termica, sotto forma di vapore, aria, acqua calda, o altro

(ad esempio olio diatermico, attraverso appositi sistemi di

scambio) è quindi un “sottoprodotto” pregiato del lavoro dei

motori cogenerativi e, soltanto un suo proficuo utilizzo, giustifica

l’acquisto e l’istallazione di un cogeneratore. Questa energia

termica, a seconda dell’utenza a cui si applica, può diventare

acqua calda sanitaria e per il riscaldamento, in sostituzione delle

tradizionali caldaie, oppure calore di processo per utenze

industriali. Il calore in esubero può essere messo in rete

(teleriscaldamento) o, in alcuni casi, opportunamente

accumulato in serbatoi termicamente isolati, per un utilizzo

posticipato rispetto alla produzione, anche eventualmente per la

produzione del freddo o in unità di trattamento dell’aria (se si ha

produzione contemporanea anche di freddo si parla di

trigenerazione). In termini di efficienza, un impianto di

cogenerazione presenta rendimenti medi complessivi intorno

all’80%. Rispetto alla produzione separata di calore ed

elettricità, l’aumento di efficienza è circa il 30-40%.

Lo schema illustrato rappresenta un

esempio realistico dei possibili vantaggi

energetici della cogenerazione. Partendo da

100 unità di energia primaria, cioè di

combustibile (in rosso), un impianto

cogenerativo può ricavarne 38 di elettricità

(in giallo) e 45 di calore utile (in blu), mentre

le perdite (in grigio) sono di 17 unità.

Per ricavare la stessa quantità di calore ed

elettricità a partire da due impianti separati

(vedi immagine sottostante), come di solito

avviene, invece di 100 unità di combustibile

ne occorrono 148 (53+95).

La cogenerazione, quindi, assicura in

questo caso un risparmio di combustibile

pari al 33% rispetto alla produzione

separata di energia termica ed elettrica. Si

può vedere come le perdite, in caso di

produzione separata, siano imputabili

soprattutto agli impianti tradizionali di

produzione di energia elettrica, in cui

mediamente quasi 2/3 dell’energia

contenuta nel combustibile in entrata, se ne

va dal camino sotto forma di calore.

(fonti: www.nextville.it – www.rinnovabili.it)

Altro aspetto interessante è che l’uso di questa fonte di energia rinnovabile, può trovare applicazione

in ogni situazione. La possibilità di dimensionare e personalizzare l’impianto a seconda delle

specifiche necessità, consente di posizionarlo in qualsiasi realtà, senza particolari problemi di

ingombro, rumorosità, odori sgradevoli o altri disturbi nel caso di presenza di zone abitate nelle

vicinanze.

Inoltre una volta ottenuto l’olio vegetale puro tracciato, si può decidere, a seconda delle esigenze della

clientela, e del contesto in cui si va ad operare, se destinarlo alla cogenerazione, con l’impiego quindi

di motori opportunamente adeguati a questo scopo, oppure trasformarlo, con un idoneo trattamento

successivo, in bio-carburante che può essere bruciato in qualsiasi motore diesel, in alternativa al

gasolio.

Quest’ultima ipotesi può trovare maggiore interesse in quelle realtà che necessitando solo di energia

elettrica, ed avendo facilmente a disposizione normali motori diesel, non giustificano i maggiori costi di

un impianto di cogenerazione che non avrebbe ragione di essere istallato.

I primi impianti realizzati per la produzione di olio vegetale combustibile si basavano su una semplice

spremitura, dalla quale si ottenevano oli dalle caratteristiche chimico-fisiche non adeguate che

determinavano seri problemi ai motori, anche se questi erano stati preventivamente adattati al nuovo

tipo di combustibile.

Di conseguenza è sorta la necessità di intervenire su questo aspetto e, quindi, di mettere a punto un

processo di lavorazione e raffinazione che consente di far rientrare gli oli ottenuti nei parametri

analitici imposti dai costruttori dei motori e dalle norme UNI/TS 11163 (classe A) del dicembre 2009

che fissano tali requisiti.

Impianto per la produzione di olio di semi di

colza o girasole

Reattori e serbatoi riscaldati con agitatori

per il trattamento dell’olio prodotto

Raccolta del panello

prodotto

Coclee di

distribuzione per la

seconda pressione

Trasportatore

riscaldato del seme

verso la pressa

Schema del processo di estrazione, trattamento e utilizzo dell’olio

estratto dalla soia e del relativo panello.

SEME DI SOIA

ESTRUSO

SPREMITURA MECCANICA

TRATTAMENTO,

RAFFINAZIONE,

FILTRAGGIO OLIO

PANELLO

RAFFREDDATO PER

USO ZOOTECNICO

REDDITO VENDITA

ENERGIA

REDDITO

VENDITA

PANELLO

STOCCAGGIO OLIO

RAFFINATO

COGENERATORE

ALLA RETE

ENERGIA

ELETTRICA

ENERGIA

TERMICA(acqua calda o

vapore) Riutilizzata nel processo di

produzione e trasformazione

dell’olio o in altre attività

industriali e/o civili (ad esempio

in rete)

BIO-CARBURANTE

COMUNI MOTORI

DIESEL

SEME DI COLZA O GIRASOLE

ESSICCATO

SPREMITURA MECCANICA

TRATTAMENTO,

RAFFINAZIONE,

FILTRAGGIO OLIO

STOCCAGGIO OLIO

RAFFINATO

PANELLO

RAFFREDDATO PER

USO ZOOTECNICOCOGENERATORE

ALLA RETE

REDDITO VENDITA

ENERGIA 0,28€/Kwh

REDDITO VENDITA

PANELLO

1a PRESSIONE

2a PRESSIONE

macinatura

ENERGIA

ELETTRICA

ENERGIA

TERMICA(acqua calda o

vapore) Riutilizzata nel processo di

produzione e trasformazione

dell’olio o in altre attività

industriali e/o civili (ad

esempio in rete)

BIO-CARBURANTE

COMUNI MOTORI

DIESEL

Schema del processo di estrazione, trattamento e utilizzo dell’olio

estratto dalla colza e dal girasole e dei relativi panelli.

SPREMITURA SEME DI SOIA

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PERDITE

15%

1 T/hSEME DI SOIA ESTRUSO

2% 83%

SPREMITURA SEME DI COLZA

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1 T/hSEME DI COLZA

ESSICCATO

PERDITE

37% 1,5% 61,5%

SPREMITURA SEME DI GIRASOLE

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1 T/hSEME DI GIRASOLE

ESSICCATO

PERDITE

39% 1,5% 59,5%

* i panelli di soia ottenuti tramite un

processo di spremitura a freddo, quindi

senza l’utilizzo di solventi, presentano

elevati standards qualitativi, con un

contenuto residuo di olio di circa il 6 – 7%

e con un’attività ureasica nella norma,

quindi, direttamente utilizzabili come

alimento zootecnico altamente proteico e

di ottima qualità.

RAPPRESENTAZIONE SCHEMATICA DELLE

QUANTITA’ DI SEME LAVORATO E DELLE RESE

COGENERAZIONE

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* le percentuali di energia elettrica e termica

prodotte possono variare in funzione dei tipi di

cogeneratori impiegati

RAPPRESENTAZIONE SCHEMATICA DELL’ENERGIA PRODOTTA IN UN SISTEMA

DI COGENERAZIONE IN RELAZIONE AD UNA DETERMINATA QUANTITA’ DI OLIO

DI SEMI RAFFINATO.

Quanto sopra esposto ed illustrato sinteticamente costituisce, a titolo esemplificativo, solo una

breve panoramica delle varie opportunità offerte da questi nuovi processi.

L’implementazione di tali processi, sulla base di quanto analizzato e sperimentato, può

senz’altro costituire una valida occasione per la produzione di energia da fonti alternative e

rinnovabili attraverso un procedimento “virtuoso” e “naturale” dal quale estrarre, nel contempo,

ingredienti per uso zootecnico di elevato standard qualitativo.

Conseguentemente, in tal modo, per l’Azienda che realizzi tali impianti, esiste la possibilità di

“diversificare” il reddito rispetto a quello strettamente derivante dalla propria attività principale.

Nelle pagine precedenti tutte le considerazioni sono

state riferite ai semi più comunemente impiegati in Italia

e in Europa, soia, colza e girasole; ma tali processi

possono trovare impiego più o meno con le stesse

caratteristiche, o con lievi modifiche, utilizzando come

materia prima altre varietà di semi. Su questo aspetto

notevole interesse suscita la Jatropha Curcas, una

pianta originaria dei Caraibi, che si sta rivelando una

vera speranza per l'Africa.

Riuscendo a crescere in terreni semi-aridi e in presenza

di scarse precipitazioni, non va ad intaccare le superfici

agricole destinate all’alimentare.

La Jatropha contiene anche la "jatrophina", fertilizzante

naturale: la sue foglie residue arricchiscono il suolo e lo

difendono dalla desertificazione (la pianta cresce anche

in condizioni di scarse precipitazioni ed è capace di

sopravvivere tranquillamente a due anni di siccità). Con

i residui della spremitura, si può ottenere un eccellente

fertilizzante semplicemente aggiungendo dell'acqua.

I semi hanno un contenuto d'olio che si avvicina al 40%

e che promette di diventare un valido sostituto, con una

piccola modifica, del gasolio nei motori diesel. Si tratta

di un arbusto compatto, tradizionalmente usato come

siepe protettiva di orti e coltivazioni perché i suoi frutti

non sono graditi agli animali che ne rimangono alla

larga. Essa costituisce così una specie di "steccato

vivente" e può essere piantata e coltivata non solo per

proteggere i campi dagli animali selvatici e dal vento ma

anche per incrementare l'economia del villaggio.

Per queste sue caratteristiche la Jatropha Curcas si è

meritata l'appellativo di "oro verde del deserto".

Da tali considerazioni è emersa la volontà di studiare e

mettere a punto dei piccoli impianti ad hoc,

opportunamente dimensionati ed adeguati ai diversi tipi

di utenze, per poter mettere in condizione anche le

piccole realtà che non sono servite dalla rete pubblica,

di autoprodursi energia elettrica e termica, avendo a

disposizione la materia prima rappresentata dai semi

oleosi. Tra queste realtà rientrano sicuramente le

piccole comunità, missioni, ospedali isolati, villaggi ecc.

presenti nei paesi in via di sviluppo, che possono così

attivare una filiera, con conseguente impiego di

personale, che inizia dall’attività agricola di coltivazione

delle piante oleaginose, e prosegue con la spremitura

dei semi, la produzione e trattamento dell’olio ottenuto,

la sua combustione per la produzione di energia

elettrica e termica.

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Tel. (+39) 0731.702497 fax (+39) 0731.778051

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