VALORIZZAZIONE ENERGETICA E DI MATERIA …...5 1.2. TEST DI DIGESTIONE ANAEROBICA SCARTI ORGANICI...
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“Ottimizzazione energetica dei processi nell’industria alimentare”
CCIAA di Parma – 17 aprile 2007
Lorella ROSSICentro Ricerche Produzioni Animali – CRPA, Reggio Emilia
www.crpa.it
VALORIZZAZIONE ENERGETICA E DI MATERIA DEGLI SCARTI ORGANICI DA
AGROINDUSTRIA(Laboratorio LITCAR)
OR2: Recupero e valorizzazione energetica (biogas) e di materia (fertilizzanti e mangimi) degli scarti organici agroindustriali
ATTIVITÀ 1 – Indagine qualitativa e test di digestione anaerobica (CRPA)
ATTIVITÀ 2 – Progettazione impianti integrati anaerobici/aerobici (CRPA)
ATTIVITÀ 3 – Prove di insilamento e alimentazionebovini (CRPA in coll. con DISTA Uni-BO)
ATTIVITÀ 4 – Prove di recupero di biofenoli tramite adsorb./desorbim. su resina(Dip Chim Ind.le Un BO e Lesepidado srl)
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1.1 INDAGINE QUALI-QUANTITATIVA SCARTI ORGANICI:RISULTATI
Scarti e sottoprodotti organici da agro-industria prodotti in Emilia-Romagna e in provincia di PARMA (anni 2004-05)
Descrizione scarti EMILIA-ROMAGNA PARMA
e sottoprodotti agro-industria (t/anno) (t/anno)Liquame 10.534.709 1.859.114Letame 6.309.319 1.610.252
TOTALE EFFLUENTI ZOOT. 16.844.028 3.469.367Sottoprodotti animali 242.380 47.155Scarti vegetali 234.590 69.880Siero di latte e latticello 1.550.780 531.220Fanghi di depurazione 247.880 56.760Fanghi di lavaggio 57.490 18.840Altri scarti 43.784 10.255
TOTALE 2.376.904 734.110
TOTALE (escl. siero) 826.124 202.890
Mais dolce
PomodoroPisello
Fagiolino
3
Polli morti
Uova rottePisello
Scarti di incubatoio
1.1 INDAGINE QUALI-QUANTITATIVA SCARTI ORGANICI: RISULTATI
Distribuzione provinciale scarti e sottoprodotti organici da agro-industria prodotti in Emilia-Romagna (esclusi effl. zootecnici e siero)
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1.1 INDAGINE QUALI-QUANTITATIVA SCARTI ORGANICI:RISULTATI
Distribuzione comunale effluenti zootecnici in Emilia-Romagna
1.2 TEST DI DIGESTIONE ANAEROBICA SCARTI ORGANICI
IMPIANTO SPERIMENTALE DI DIGESTIONE ANAEROBICA PER TEST IN CONTINUO
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1.2. TEST DI DIGESTIONE ANAEROBICA SCARTI ORGANICI
Attualmente è in fase di svolgimento una prova di digestione anaerobica nell’impianto sperimentale di laboratorio in cui vengono testate 3 diverse miscele di scarti agro-industriali provenienti dalla Caviro e dall’ Italcarni:
Fango flottato avicolo= fango di flottazione refluo macello avicoloFango flottato suino= fango di flottazione refluo macello suino
Miscela Matrice 1 Matrice 2 ST totali [%]
SV totali [%]
HRT [d]
Cov [kg SV/m3 d]
1 - Borlanda + Fango flottato avicolo 80% 20% 4,55 3,36 21 1,6
2 - Borlanda + Fango flottato avicolo 65% 35% 5,09 4,00 21 1,9
3 - Fango flottato suino + sangue suino 95% 5% 11,92 10,04 21 4,8
La miscela 2 è in fase di avvio a trattamento anche nell’impiantopilota di DA situato presso la ditta Caviro
CAVIRO Faenza
IMPIANTO PILOTA INDUSTRIALEDI DIGESTIONE ANAEROBICA
1.2. TEST DI DIGESTIONE ANAEROBICA SCARTI ORGANICI
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1. INDAGINE QUALI-QUANTITATIVA E TEST DI DIGESTIONE ANAEROBICA SCARTI ORGANICI: RISULTATI
Propensione al recupero mediante compostaggio e/o digestione anaerobica di scarti e sottoprodotti organici da agroindustria*** ottima ** buona * scarsa
DIGESTIONE ANAEROBICA
Criticità COMPOSTAGGIO Criticità
DEIEZIONI ZOOTECNICHE - liquami suini e bovini *** - NO -
- letame bovino ** lettiera ** umidità - lettiera avicola NO -- ** azoto
- pollina (senza lettiera) ** azoto, inerti ** azoto
SOTTOPRODOTTI ANIMALI
- sangue e altri SOA liquidi *** pastorizzazione,
azoto, grassi NO --
- SOA solidi (U< 80-85%) ** pastorizzazione,
azoto, grassi ** azoto
- siero di latte *** acidità NO --
SCARTI VEGETALI
- buccette di pomodoro * scarsa
biodegradabilità * scarsa
biodegradabilità - scarti vegetali vari (mais dolce, polpe bietola, ecc.) *** acidità *** umidità
FANGHI DEPURAZIONE - dal comparto vegetale ** inerti ** umidità - dal comparto animale ** grassi ** umidità
PECULIARITA’ SCARTI E SOTTOPRODOTTI DELL’INDUSTRIA DELLE “CONSERVE VEGETALI”
• OTTIMA QUALITA’ (elevata dotazione di sostanza organica, assai limitata presenza inquinanti)
• LIMITATO MARGINE DI INTERVENTOECONOMICO(Costo di trattamento scarti si ripercuote direttamente sul costo di produzione delle conserve vegetali)
• STAGIONALITA’ MOLTO MARCATA (necessitàdi insilamento)
Uso agronomico: destinazione prevalente
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PECULIARITA’ SOTTOPRODOTTI DELL’INDUSTRIA DELLE “CONSERVE ANIMALI”
• OTTIMA QUALITA’ (elevata dotazione SO, NO inquinanti)
• REQUISITI IGIENICO-SANITARI DA GARANTIRE ai sensi del Reg. CE 1774/02
• PRODUZIONE ANNUALE REGOLARE
MANCANO IMPIANTI DI RECUPERO“ALTERNATIVI” per i SOA
• DESTINATI AI RENDERING PLANT (con costi elevati di trasformazione in farine)
• GESTIONE NON FACILE (odori, azoto, grassi)
2. PROGETTAZIONE IMPIANTI INTEGRATI ANAEROBICI/AEROBICI
STATO DELL’ARTE TECNOLOGIE E SISTEMI PER COMPOSTAGGIO, DIGESTIONE ANAEROBICA E LORO INTEGRAZIONE
VALUTAZIONE SOLUZIONI DI TRATTAMENTO OTTIMALI IN FUNZIONE DI QUALITA’, QUANTITA’ E LOCALIZZAZIONE DEI FLUSSI INDIVIDUATI (impianti aziendali, poli centralizzati, ….)
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Materiali Biogas (m3/t SV)
Deiezioni animali (suini, bovini, avi-cunicoli)
200 - 500
Residui colturali (paglia, colletti barbabietole..)
350 - 400
Scarti organici agroindustria(siero, scarti vegetali, lieviti, fanghi e reflui di distillerie, birrerie e cantine..)
400 - 800
Scarti organici macellazione(grassi, contenuto stomacale ed intestinale, sangue, fanghi flottazione…)
550 - 1000
Fanghi di depurazione 250 - 350
Frazione organica rifiuti urbani 400 - 600
Colture energetiche (mais, sorgo zuccherino…)
550 - 750
BIOMASSE E SCARTI ORGANICI AVVIABILI a D.A. e loro resa in BIOGAS (m3/t di solidi volatili)
Il BIOGAS è una miscela composta da:• METANO (dal 50 all’80%);• ANIDRIDE CARBONICA;• tracce di H2S;• umidità elevata, derivante dalla degradazione
in ambiente anaerobico (assenza di ossigeno) della sostanza organica.
CHE COS’E’ IL BIOGAS
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Con un m3 di biogas è possibile produrre:
circa 1,5-2 kWh di elettricità del valore di mercato di circa 30-35 c€ (incentivi inclusi);
circa 2-3 kWh di calore che potrebbero essere disponibili per impieghi vari.
PCI metano= 8.200 kCal/m3 (9,54 kWh/m3)
La trasformazione del biogas in energia
DIGESTIONE ANAEROBICA di “BIOMASSE”DEDICATE, DI SCARTO E RIFIUTI ORGANICI:
“PRODOTTI” IN USCITA
Prodotti(insilati,..)Effluenti
zootecnici
Scarti organici (rifiuti, sottoprodotti?)
Rifiuti organici (forsu, fanghi,..)
PRODUZIONE E. Elettrica
Miscela IN
DIGESTORE
PRODUZIONE E. termica
BIOGAS
Miscela OUTDIGESTATO
+
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Az. MengoliCastenaso (BO)
Bovini da latte (110 capi in produzione)2 digestori (1200 m3 ciascuno)2 cogen. 110+250kWe
Il processo di compostaggio
- SOSTANZA ORGANICA:
* zuccheri, proteine, grassi, ecc. (facilmente degradabili) * cellulosa, emicell. (mediamente degradabili) * lignina (lentam. degradabile)
- SOSTANZE MINERALI
- ACQUA
- MICROORGANISMI
Acqua
Calore
Anidride carbonica
Ossigeno
- SOSTANZA ORGANICA STABILIZZATA E PARZIALMENTE UMIFICATA- SOSTANZE MINERALI- ACQUA- MICROORGANISMI
COMPOSTMISCELA DI RESIDUI ORGANICI GREZZI
PESO = 100
PESO < 50
PROCESSO CONTROLLATO di DECOMPOSIZIONE OSSIDATIVA (in presenza di OSSIGENO) della SOSTANZA ORGANICA OPERATA da
MICRORGANISMI presenti NATURALMENTE nella MASSA
Emissioni odorigene
Tempo (almeno 90 giorni)
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PRODOTTO AMMENDANTE LIBERAMENTE UTILIZZABILE
CONCLUSIONI- 1
DISPONIBILI QUANTITÀ SIGNIFICATIVE di scarti e sottoprodotti organici dal comparto agroindustriale (circa 800.000 t/anno in ER);QUALITÀ ELEVATA E OTTIMA per trattamenti di stabilizzazione biologica con produzione di energia e di fertilizzanti.Praticamente NESSUNO SCARTO E’ RECUPERABILE “DA SOLO” (ad eccezione di effluenti zootecnici in DA, buccettepomodoro all’alim. animale,..)
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CONCLUSIONI- 2
Pianificazione degli interventi assolutamente prioritaria in relazione a:
- QUANTITA’ IN GIOCO E LOCALIZZAZIONE- QUALITA’ (umidità, azoto, inerti) e possibilità
di “CO-TRATTAMENTO”- STAGIONALITA’ (INSILAMENTO)- GESTIONE DEL DIGESTATO (uso
agronomico? Invio a depurazione?)
CONCLUSIONI- 3AUSPICABILE la realizzazione di IMPIANTI DI TIPO INTEGRATO (anaerobico-aerobico) in grado di trattare scarti organici selezionati di qualunque genere, capaci di dare risposta alle esigenze di comparti diversi, ottimizzando il rapporto costi/benefici.
Per flussi specifici, quando possibile, la destinazione all’ALIMENTAZIONE ANIMALE è da privilegiare, poiché si tratta di un percorso di facile attuazione in relazione agli aspetti normativi
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3. PROVE DI INSILAMENTO e ALIMENTAZIONE DI BOVINI DA CARNE
PROVE DI INSILAMENTO
• MANZE CHAROLAISE: 10 capi/tesi (2 box da 5 capi per tesi)
• TRE RAZIONI A CONFRONTO:Silomais + polpe secche di bietolaSilomisto 1: mais dolce+pomodoro+polpeSilomisto 2: mais dolce+polpe secche
Razioni isoproteiche e isoenergetiche
3. PROVE DI INSILAMENTO e ALIMENTAZIONE DI BOVINI DA CARNE
PROVA DI ALIMENTAZIONE BOVINI DA CARNE (Cadriano, BO)
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3. PROVE DI INSILAMENTO e ALIMENTAZIONE DI BOVINI DA CARNE
PROVA DI ALIMENTAZIONE BOVINI DA CARNE (Cadriano, BO)
1 2 3SILOMAIS+ MAIS DOLCE+ MAIS DOLCE+
POLPE SECCHE BUCCETTE+ POLPE SECCHEParametri POLPE SECCHE
Capi per gruppo (n°) 10 9 10Peso medio iniziale (kg) 377,9 364,0 373,3Peso medio finale (kg) 567,6 552,3 569,0Durata della prova (d) 181 176 162Incremento medio (kg/capo*d) 1,047 1,070 1,208
n.s. n.s. n.s.Resa al macello (%) 55,51 54,87 56,40
* * *
Grazie per l’attenzione
Lorella Rossi