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OrizzontEnergia

Filiere di conversione della biomassa

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L’uso energetico delle biomasse comporta la trasformazione dell’energiaenergia
Fisicamente parlando, l'energia è definita come la capacità di un corpo di compiere lavoro e le forme in cui essa può presentarsi sono molteplici a livello macroscopico o a livello atomico. L'unità di misura derivata del Sistema Internazionale è il joule (simbolo J)
chimica
da esse posseduta in una forma di energia utilizzabile - termica o elettrica - nonché la produzione di biocombustibili da impiegare nel settore dei trasporti.

Processi conversione biomassa

 

Tale conversione prevede diverse soluzioni tecniche che si differenziano per le caratteristiche della biomassabiomassa
In generale si identifica con biomassa tutto ciò che ha matrice organica ad eccezione delle plastiche e dei materiali fossili. Come indicato nel decreto legislativo del 29 Dicembre 2003 n. 387, per biomassa si intende " la parte biodegradabile dei prodotti, rifiuti e residui provenienti dall'agricoltura (comprendente sostanze vegetali e animali) e dalla silvicoltura e dalle industrie connesse, nonchè la parte biodegradabile dei rifiuti industriali e urbani ". Ciò che accomuna le diverse tipologie di biomassa è la presenza di carbonio che mette a disposizione un elevato potere calorifico eventualmente sfruttabile per fini energetici.
utilizzata
, per i principi fisici applicati e per le potenze convenientemente realizzabili.

 

Le principali filiere di conversione della biomassa sono:

  • Termochimica (combustionecombustione
    Processo chimico esotermico (ovvero che comporta sviluppo di calore) in cui il combustibile si combina con l'ossigeno presente nell'aria oppure appositamente separato (comburente). La reazione di combustione avviene previo innesco localizzato (accensione).
    , carbonizzazionecarbonizzazione
    Processo di trasformazione chimico-fisica che avviene ad alte temperature ed alte pressioni  e che porta alla trasformazione del materiale organico in carbone. La carbonizzazione definisce il rango del carbone, ovvero il suo grado di maturazione. Quanto più avanzata è la carbonizzazione, tanto maggiore è il "contenuto energetico" sfruttabile del carbone.
    , gassificazionegassificazione
    La gassificazione è un processo utilizzato a livello industriale da molto tempo (i primi sistemi risalgono addirittura alla prima metà dell' '800), tutt'oggi oggetto di continui miglioramenti. Essa consiste nella trasformazione di un combustibile solido o liquido in un gas combustibile (syngas), ricco di elementi incombusti (CO e H2), a seguito di complesse reazioni chimiche di 'ossidazione parziale'. Questo significa che si 'blocca' il processo a metà tra la fase di pirolisi (rottura dei legami chimici ad alta temperatura in assenza di ossigeno) e quella di combustione.
    , pirolisipirolisi
    Processo di conversione termica di combustibili solidi in assenza (o ridotto tenore) di aria che avviene tra i 400-800 °C. I prodotti derivanti dalla pirolisi possono essere in fasi differenti ( cioè possono essere solidi, liquidi o gassosi) a seconda della temperatura raggiunta e dei tempi di residenza nel reattore.
    ) - Per questo tipo di processo sono indicate biomasse che hanno bassa umidità e un adeguato potere calorificopotere calorifico
    Il potere calorifico è definito come il calore prodotto dalla combustione di una quantità unitaria di combustibile e si distingue tra potere calorifico superiore (pcs) e potere calorifico inferiore (pci). È misurato in genere in kcal/kg per i combustibili liquidi e solidi, e in kcal/m3 per i gas.
    (per esempio legno e suoi derivatiderivati
    Prodotti finanziari il cui valore deriva dall'andamento del valore di una determinata attività (definita "sottostante del prodotto derivato"). I derivati vengono utilizzati principalmente con finalità di copertura dal rischio oppure con finalità di speculazione (intesa nel senso di esposizione ad un rischio per ricavare profitto).
    , paglia di cereali, lolla di risololla di riso
    (Pula di riso, pullone)

    Cascame derivante dalla sbramatura del riso grezzo dopo la trebbiatura. La percentuale della lolla cambia a seconda della varietà, ed è compresa tra il 17 e il 23 percento.
    La lolla si presenta di colore marrone-beige, di consistenza dura, molto più resistente di quella di grano. È leggera e voluminosa, la sua densità oscilla tra i 132 e i 140 kg/m3, ed è praticamente imputrescibile e inattaccabile dagli insetti. Le ceneri, costituite quasi interamente da ossido di silicio, si aggirano intorno al 17%.
    La lolla è utilizzata come combustibile in impianti di cogenerazione, spesso all'interno delle stesse riserie. Possiede un potere calorifico medio di 14 MJ/kg ma richiede impianti accuratamente progettati altrimenti l'alto contenuto in ceneri provoca una combustione incompleta. Le ceneri trovano poi utilizzo nella produzione di cemento o per la fabbricazione di refrattari per l'industria siderurgica.
    , gusci…)
  • Biochimica (idrolisi enzimaticaidrolisi enzimatica
    Reazione chimica in cui alcuni enzimi operano la rottura dei legami molecolari in presenza di acqua. Per esempio il glucosio è prodotto a partire dall'idrolisi dell'amido.
    , digestione e fermentazionefermentazione
    Insieme di processi chimici che consistono nella trasformazione dello zucchero contenuto nelle biomasse in etanolo, ad opera di particolari microrganismi.
    ) - Per questo tipo di processo sono adatte biomasse che hanno un elevato contenuto di umidità e un ridotto contenuto di carboniocarbonio
    Elemento chimico costituente fondamentale degli organismi vegetali e animali. È alla base della chimica organica, detta anche chimica del carbonio: sono noti più di un milione di composti del carbonio. È molto diffuso in natura, ma non è abbondante: è presente nella crosta terrestre nella percentuale dello 0,08% circa, e nell'atmosfera prevalentemente come monossido (CO) e biossido (CO2CO2
    Gas inodore, incolore e non infiammabile, la cui molecola è formato da un atomo di carbonio legato a due atomi di ossigeno. È uno dei gas più abbondanti nell'atmosfera, fondamentale nei processi vitali delle piante e degli animali (fotosintesi e respirazione).

    ) di carbonio (anidride carbonica). Allo stato di elemento si presenta in due differenti forme cristalline: grafite e diamante.
    (per esempio fogli e steli di barbabietola, reflui zootecnici e alcuni scarti di lavorazione come acqua di lavorazione dei frantoi)
  • Estrazione meccanica (esterificazioneesterificazione
    Reazione chimica che avviene tra un acido (di natura organica o inorganica) ed un alcol. Questo processo viene anche applicato per la sintesi di biodiesel.
    )

 

TRATTAMENTI TERMOCHIMICI

COMBUSTIONE

La combustione consiste nel bruciare il combustibile introdotto in caldaiacaldaia
Dispositivo in cui l'energia chimica posseduta da un combustibile viene trasformata in calore attraverso un processo di combustione. Il calore ottenuto generalmente assolve compiti di riscaldamento oppure viene impiegato per produrre vapore (in questo caso si parla di generatore di vapore).
sulla base di opportune condizioni. Il processo in cui si articola la combustione della biomassa prevede diverse fasi:

  • Riscaldamento fino a 200°C
  • Essiccamento per eliminare l’umidità
  • Pirolisi, in cui viene ceduto calore alla biomassa in assenza di ossigeno
  • Combustione primaria in fase gassosa, in cui i gas rilasciati dalla fase precedente danno luogo ad una prima combustione in cui si raggiungono temperature di circa 630 °C
  • Combustione eterogenea gas-solido, in cui il residuo solido (che contiene carbonio e con potere calorifico simile a quello della lignitelignite
    Tipologia di carbone caratterizzato da un grado di maturazione poco spinto. Essa, infatti, presenta un contenuto di carbonio pari al 67 % circa, contro l'85 % dei carboni impiegati per scopi energetici.
    ) viene bruciato ad alta temperatura

 

Gli impianti destinati alla combustione della biomassa possono avere differenti finalità: produzione di calore, generazione di energia elettricaenergia elettrica
Forma di energia ottenibile dalla trasformazione di altre forme di energia primaria (combustibili fossili o rinnovabili) attraverso tecnologie e processi di carattere termodinamico (ovvero che coinvolgono scambi di calore) che avvengono nelle centrali elettriche. La sua qualità principale sta nel fatto che è facilmente trasportabile e direttamente utilizzabile dai consumatori finali. Si misura in Wh (wattora), e corrisponde all'energia prodotta in 1 ora da una macchina che ha una potenza di 1 W.
o cogenerazionecogenerazione
Processo di produzione congiunta di energia elettrica e calore utile, in cascata, che può essere impiegato per scopi industriali (calore di processo) o per il teleriscaldamento. La cogenerazione comporta un sensibile risparmio di energia primaria rispetto alla produzione separata di elettricità a calore.
. Per tanto si distinguono:

Impianti di riscaldamento per utenze di tipo domestico: termocamini, stufe e caldaie, eventualmente collegate ad un impianto di riscaldamento a termosifoni. Negli impianti di maggiore dimensione è opportuno che i tempi di permanenza della biomassa in camera di combustionecamera di combustione
È lo spazio all'interno di una caldaia o di un motore a combustione interna in cui ha luogo la combustione del combustibile. Qui, infatti, il combustibile alimentato si combina con aria comburente rilasciando un'enorme quantità di calore. In questo parte dell'impianto si sviluppano temperature e pressioni molto elevate.
siano elevati per permettere un opportuno mescolamento/fluidizzazione della carica da bruciare e, dunque, un miglioramento dell’efficienza del processo.

Impianti di generazione elettrica o cogenerativa: elettricità + calore. I sistemi di combustione di questi impianti non sono molto differenti da quelli impiegati per la combustione delle fonti fossili nelle centrali termoelettriche convenzionali.

 

Esistono inoltre apposite caldaie che possono essere utilizzate per produrre energia bruciando biomassa. Queste caldaie differiscono dai generatori di calore classici essendo necessaria un'ulteriore ottimizzazione al fine di evitare sprechi di calore che abbatterebbero enormemente i rendimenti, già bassi, di queste tecnologie.

Caldaia a Fiamma Inversa

Caldaie a fiamma inversa: sono caratterizzate dal fatto che la camera di combustione è situata sotto il vano nel quale viene caricata la legna.

L’aria viene divisa in aria primaria (che viene introdotta direttamente sopra la griglia e che consente l’avvio della combustione e la formazione di uno strato di braci che generano dei gas carichi di monossido di carbonio a causa della combustione incompleta) e aria secondaria (che viene aggiunta nella camera sottostante in modo da completare la combustione).

Questo tipo di caldaia è utilizzato prettamente per il riscaldamento.

Caldaia a cippato: la combustione avviene in caldaie a griglia che possono essere fisse o mobili a seconda dello spessore dei materiali da bruciare. Il combustibile viene caricato automaticamente e quindi è necessario predisporre un locale per lo stoccaggiostoccaggio
Attività di raccolta e deposito di una determinata risorsa. 
. L’accensione può avvenire sia manualmente che automaticamente mediante dispositivi elettrici. E’ utilizzata per produrre sia calore che energia elettrica.

Caldaia a cippato

CO-COMBUSTIONE

La co-combustione (in inglese co-firing) consiste nella combustione simultanea di differenti combustibili nelle stessa caldaia per migliorare il rendimentorendimento
In termini generali il rendimento è il rapporto tra "quanto ottenuto" in un processo e "quanto speso" per fare avvenire lo stesso processo. In termodinamica rappresenta la capacità di un sistema di convertire l'input di calore in lavoro utile. Il rendimento è un numero puro (cioè non ha unità di misura) ed è sempre compreso tra 0 e 1. A seconda dei termini che vengono messi a confronto è possibile ottenere diverse tipologie di rendimento utili a definire la bontà di un processo o di una macchina (per esempio rendimento elettrico, rendimento termico, ecc..) ma il ragionamento alla base è sempre lo stesso.
di conversione delle biomasse e ridurre l’emissioneemissione
Qualsiasi sostanza solida, liquida o gassosa introdotta nell'atmosfera a seguito di processi naturali o antropogenici, che produce direttamente o indirettamente un impatto sull'ambiente.
di CO2.

Una delle soluzioni con maggiori potenzialità è la co-combustione di carbonecarbone
Il carbone è una roccia sedimentaria composta prevalentemente da carbonio, idrogeno e ossigeno. La sua origine, risalente a circa 300 milioni di anni fa, deriva dal deposito e dalla stratificazione di vegetali preistorici originariamente accumulatisi nelle paludi. Questo materiale organico nel corso delle ere geologiche ha subito delle trasformazioni chimico-fisiche sotto alte temperature e pressioni. Attraverso il lungo processo di carbonizzazione questo fossile può evolvere dallo stato di torba a quello di antracite, assumendo differenti caratteristiche che ne determinano il campo d'impiego.
I carboni di formazione relativamente più recente (ovvero di basso rango) sono caratterizzati da un'elevata umidità e da un minore contenuto di carbonio, quindi sono 'energeticamente' più poveri, mentre quelli di rango più elevato hanno al contrario umidità minore e maggiore contenuto di carbonio.
e biomassa, che permette di incrementare l’efficienza di combustione della biomassa fino al 36 %, un valore apprezzabile se si considera che il rendimento medio si attesta attorno al 15-20 %.

La co-combustione della biomassa non richiede sostanziali modifiche dell’impianto esistente qualora la percentuale di biomassa sia tra il 5-15%, perché il carbone e la biomassa vengono premiscelati, omogeneizzati e successivamente introdotti in caldaia. È possibile anche trattare i due combustibili separatamente, prevedendo un sistema di alimentazione in caldaia della biomassa dedicato, che comporta un maggiore controllo del processo (e dunque ottimizzazione), ma anche costi d’investimento più elevati.

La combustione di biomassa in parziale sostituzione del carbone comporta dei vantaggi ambientali in termini di micro e macroinquinanti. I risultati conseguibili sono:

  • riduzione di emissione di ossidi di zolfo
  • riduzione delle polveri sottili
  • riduzione degli ossidi di azotoazoto
    Elemento chimico costituente il 78% dell'aria in volume. L'uso commerciale più diffuso dell'azoto è nella produzione di ammoniaca, sostanza costituente dei fertilizzanti. L'azoto liquido è impiegato anche come refrigerante per il trasporto di alimenti.
    conseguente alla temperatura raggiunta in caldaia, più bassa rispetto a quella raggiunta durante la combustione di solo carbone
  • lieve incremento della concentrazione di CO che tuttavia risulta trascurabile se confrontato con il valore limite imposto dalla normativa
  • riduzione significativa delle emissioni di metalli pesantimetalli pesanti
    Metalli come il piombo, il cadmio e il mercurio che hanno elevata massa atomica e densità superiore ai 5 g/cm3. Alcuni metalli pesanti (per esempio il rame, lo zinco e il selenio), se presenti in tracce, sono fondamentali per mantenere un equilibrato metabolismo nel corpo umano, poichè, invece, ad elevate concentrazioni, possono creare problemi di avvelenamento. Essi infatti tendono ad accumularsi più velocemente di quanto sono espulsi (bioaccumulazione).

CARBONIZZAZIONE

La carbonizzazione è un processo in cui il legno, per effetto di una combustione in presenza di poco ossigeno, subisce un’ossidazione incompleta e dà origine al carbone vegetale (carbonella), combustibile caratterizzato da elevato potere calorifico (6.000-7.500 kcalkcal
Unità di misura del calore equivalente a 1.000 calorie.
/kg), basso tenore di umidità e buona infiammabilità. Questo procedimento ha lo scopo di aumentare il potere calorifico per unità di massa e di ridurre il volume del legno. L’utilizzo più comune e conosciuto è quello del barbecue.

GASSIFICAZIONE

Impianto Gassificazione

La gassificazione dei materiali di origine biologica rappresenta un valido strumento per il recupero di energia con ridotte emissioni inquinanti.


La gassificazione è un processo che porta alla formazione di un gas (syngas) a basso o medio potere calorifico: la trasformazione avviane in un reattore, in carenza di ossigeno, dove la biomassa viene riscaldata a temperature comprese tra i 900 e i 1500°C per realizzare una parziale ossidazione.

Il syngas può essere impiegato per l’essiccazione delle stesse biomasse o direttamente per la produzione di energia elettrica. Infatti può essere utilizzato:

  • da una caldaia che genera calore
  • da un motore che genera corrente elettrica e calore da cogenerazione
  • nelle industrie chimiche di trasformazione del syngas in metanolometanolo
    Composto chimico di formula CH3 -OH, volatile, incolore, facilmente infiammabile e tossico per inalazione, ingestione e contatto con la pelle. Il metanolo può essere impiegato come combustibile, come componente nella formulazione delle benzine o come prodotto intermedio nell'industria chimica.

Il processo di gassificazione risulta conveniente perché la combustione di combustibili gassosi è più controllabile e non porta alla formazione di cenericeneri
Materiale di natura inorganica che rappresenta il residuo della combustione del carbone.
dal momento che il trattamento del gas tra l’uscita dal reattore e l’entrata nella caldaia è in grado di assicurare un combustibile pulito.

La gassificazione rappresenta una soluzione in grado ci contribuire alla generazione distribuita di corrente elettrica utilizzando i prodotti del territorio con un bilancio di gas serra in pareggio ed il recupero di biomasse residuali altrimenti non sfruttabili.

PIROLISI

Pirolisi

La pirolisi è un processo simile alla gassificazione che differisce per la temperatura, la quantità di ossigeno presente e per i prodotti ottenuti.

Nella gassificazione tutta la carica introdotta nel reattore di gassificazione viene trasformata in gas, infatti, al termine del processo, resta solo cenere. Nella pirolisi invece, per via delle temperature moderate, vengono gassificate solo le sostanze volatili.

Con questo processo si opera una sorta di “degradazione” dei componenti carboniosi (cellulosa e lignina) in assenza di ossigeno, effettuata ad una temperatura compresa tra i 400°C e i 1000°C che porta alla formazione di gas (H2, CO, idrocarburiidrocarburi
Composti chimici formati da carbonio e idrogeno che costituiscono il petrolio e il gas naturale. Esistono diverse classificazioni degli idrocarburi a seconda dei legami chimici presenti nelle molecole.
e gas inertigas inerti
Gas che appartengono all'ottavo gruppo della tavola periodica (elioelio
Gas incolore, inodore e non tossico impiegato nell'industria come gas inerte in virtù del fatto che è l'elemento chimico meno reattivo. È il secondo elemento più diffuso nell'universo, dopo l'idrogeno.
, neon, argon, kripton, xenon e radon) definiti anche gas nobili. Si caratterizzano per il fatto di non reagire con altre sostanze essendo chimicamente molto stabili. In generale, però, vengono considerati gas inerti anche gas non appartenenti al suddetto gruppo ma che in alcune applicazioni presentano proprietà di inerzia chimica. Per esempio l'azoto o la CO2 impiegati comunemente nella realizzazione di sistemi di spegnimento incendi o per la protezione di apparecchiature elettriche.
), composti catramosi e carbonio allo stato quasi puro.

La quantità e la tipologia delle fasi prodotte (gas, liquido, solido) dipendono dal tipo di materiale trattato, dalle condizioni termiche in cui avviene la pirolisi e dalla tipologia di processo adottato.

Elevate temperature (650°C) raggiunte in tempi ridotti aumentano la produzione di composti liquidi (bio-olio) e gassosi riducendo invece la produzione di residui solidi carboniosi; al contrario basse temperature, raggiunte in un tempo prolungato, favoriscono la produzione di carbone.

Il bio-olio ha le seguenti caratteristiche:

  • un potere calorifico simile a quello del petroliopetrolio
    Combustibile di colore da bruno chiaro a nero, costituito essenzialmente da una miscela di idrocarburi. Si è formato per azioni chimiche, fisiche e microbiologiche da resti di microorganismi (alghe, plancton, batteri) che vivevano in ambiente marino addirittura prima della comparsa dei dinosauri sulla terra. I principali composti costituenti del petrolio appartengono alle classi delle paraffine, dei nafteni e degli aromatici, che sono composti organici formati da carbonio e idrogeno e le cui molecole sono disposte secondo legami di varia natura.
    7500 kcal/Kg
  • ha un basso contenuto di zolfo
  • dalla sua distillazione sono ottenuti prodotti alternativi agli oli combustibili, che possono essere usati direttamente o in miscela con altri combustibili convenzionali.

TRATTAMENTI BIOCHIMICI

FERMENTAZIONE ALCOLICA

Quotidianamente abbiamo a che fare con la fermentazione alcolica, ad esempio nel vino. Sulla buccia degli acini d'uva si trovano dei lieviti che effettuano proprio la fermentazione alcolica, in un lasso di tempo che va dai 6 agli 8 giorni.

Div/1 EN/3 FONTI/RINN/BIOM_TRAT.BIOC_Div1_Grappolo uva.jpg

Altro esempio comune è la birra, ottenuta aggiungendo al malto d'orzo o di altri cereali luppolo e particolari lieviti (saccaromiceti).

La fermentazione alcolica consiste nella trasformazione dello zucchero contenuto nelle biomasse in etanoloetanolo
Termine che indica l'alcol. Esso viene prodotto a partire dalla fermentazione di zuccheri.
.

La produzione di etanolo da sostanze zuccherine richiede:

  • Il trattamento della materia prima per ottenere una soluzione zuccherina
  • l'utilizzo di lieviti o batteri per la conversione dello zucchero in etanolo
  • la distillazione dell'etanolo
  • la deidratazione dell'etanolo se necessaria

Dalla canna da zucchero, contenente il 16-17% di zucchero, si ricava un succo, che subisce una fermentazione a una temperatura di 33-35°C. La reazione viene fermata quando la concentrazione di alcool raggiunge il 10% essendo questo per la sussistenza dei microrganismi presenti. Successivamente la soluzione liquida ottenuta viene distillata ottenendo alcol idratoalcol idrato
Alcol contenente una certa percentuale di acqua.
che eventualmente può essere deidratato con trattamenti chimici o mediante filtri molecolari.

L'ottenimento di alcool dalla barbabietola da zucchero differisce dal precedente processo per la temperatura di processo compresa fra 70-80°C fondamentale per l'estrazione degli zuccheri. I residui di lavorazione, dopo essiccamento, possono essere utilizzati come nutrimento per animali.

DIGESTIONE ANAEROBICA

La digestione anaerobica è un processo biochimico, in ambiente privo di ossigeno, che comporta la demolizione delle sostanze organiche complesse ad opera di microrganismi. Il prodotto di tale processo è il biogasbiogas
Miscela di gas prodotti in seguito ad un processo di digestione anaerobica di materiale organico di origine vegetale e animale. Alcuni batteri provvedono a decomporre il materiale organico, in ambiente privo di ossigeno, producendo una miscela gassosa formata da metano (50÷70%), anidride carbonica (35÷40%) e tracce di altri gas. Le materie prime utilizzabili sono residui agricoli, zootecnici dell'industria agro-alimentare, acque e fanghi reflui.
, costituito per il 50÷70% da metanometano
Idrocarburo che rappresenta il costituente principale del gas naturale.
e per la restante parte soprattutto da CO2.

Il biogas così prodotto viene trattato ed utilizzato come combustibile per alimentare caldaie a gas accoppiate a turbine per la produzione di energia elettrica, centrali a ciclo combinatociclo combinato
Si parla di ciclo combinato quando i gas di scarico in uscita da una turbina a gas vengono impiegati come sorgente di calore per un ciclo a vapore, essendo a temperatura molto alta (circa 600°C). Si tratta in pratica di far funzionare in cascata una turbina a gas e un impianto a vapore, ottimizzando in questo modo il recupero delle 'potenzialità energetiche' dei gas di scarico (la conversione in energia meccanica è tanto più efficiente quanto più i di scarico sono caldi).
oppure motori a combustione interna.

Le quattro fasi della digestione anaerobica

  1. Idrolisi: le molecole organiche biodegradabili più complesse vengono spezzate in molecole più semplici
  2. Acidogenesi: le molecole semplici vengono scisse in molecole ancora più semplici come ad esempio l’acido acetico con produzione di ammoniaca, anidride carbonica e acido solfidrico quali sottoprodotti.
  3. Acetogenesi: le molecole prodotte nel precedente stadio sono ulteriormente digerite producendo biossido di carbonioidrogenoidrogeno
    Primo elemento della tavola periodica, presente sulla Terra in forma combinata, soprattutto nell'acqua e nei composti organici. Esso è costituito da 3 isotopi: prozio (cioè l'idrogeno propriamente detto) per più del 99.9 %, il deuterio e il trizio. La forma molecolare dell'idrogeno (H2) dà origine ad un gas inodore, incolore, altamente infiammabile e molto più leggero dell'aria (ecco perché lo si trova in bassissime concentrazioni in atmosfera).
     e principalmente acido acetico
  4. Metanogenesi: in condizioni di temperatura e di pHpH
    Il ph indica il grado di acidità o di alcalinità di una soluzione, che è a sua volta dato dalla concentrazione di ioni H+ (cioè un atomo di idrogeno privato del suo unico elettrone). La scala dei valori va da 0 a 14. Il valore 7 indica soluzioni neutre. Un ph inferiore a 7 indica soluzioni acide, un ph maggiore di 7 indica soluzioni alcaline.
     ben precise viene prodotto metano, anidride carbonica e acqua.

Gli impianti a digestione anaerobica possono essere alimentati mediante residui ad alto contenuto d’umidità 80÷90%, quali deiezioni animali, reflui civili, rifiuti alimentari, frazione organica dei rifiuti solidi urbani e biomasse vegetali.

DIGESTIONE AEROBICA

È un processo biochimico di degradazione delle sostanze organiche per opera di microrganismi, il cui sviluppo è condizionato dalla presenza di ossigeno.

Questi batteri convertono sostanze complesse in altre più semplici, liberando CO2 e acqua e calore proporzionalmente alla loro attività metabolica. Quindi ladigestione aerobica è una potenziale fonte di energia termicaenergia termica
Calore.
sfruttabile soprattutto in ambienti agro-zootecnici.

ESTRAZIONE MECCANICA

Barili BiodieselTale tecnologia consiste nell’estrazione di olio da semi di colture oleaginose (colza, girasole, arachidi,…) che successivamente viene trattato con alcol al fine di ottenere un biocombustibile adatto al settore dei trasporti (ovvero biodieselbiodiesel
Biocombustibile derivato da un processo chimico applicato agli oli vegetali (colza, girasole, palma, noce di cocco, soia, ...) ma anche ai grassi animali provenienti dall'industria della carne. Esso può essere utilizzato, puro o in miscela (5-20%), come sostituto del gasolio nel settore dei trasporti e del riscaldamento senza modificare motori e caldaie, consentendo una riduzione significativa di emissioni rispetto al gasolio minerale.
) e un residuo di lavorazione che può essere usato come nutrimento per il bestiame.

I semi derivanti dalle colture vengono puliti per eliminare gli eventuali residui della raccolta, e successivamente decorticati.

Il procedimento di spremitura implica generalmente un trattamento meccanico e/o chimico in base al contenuto in peso di materia grassa; se il contenuto è maggiore del 20% si procede con l’estrazione meccanica, se è inferiore al 20% si impiega l’estrazione chimica.

Dal trattamento di spremitura meccanica si ottiene il “pannello proteico”, che presenta un maggior contenuto di sostanze grasse, mentre dal trattamento chimico le farine, che contengono solo proteine. L’olio grezzo, risultato della spremitura, deve essere successivamente purificato, operazione che può essere effettuata mediante due modalità:

  • Depurazione, per eliminare le impurità presenti
  • RaffinazioneRaffinazione
    Insieme di processi fisico-chimici che consentono di trasformare il petrolio in combustibili con caratteristiche appropriate agli utilizzi finali. La prima fase del procedimento di raffinazione del petrolio greggio è la separazione delle componenti di diverso peso molecolare: quelle più pesanti (che hanno un punto di ebollizione maggiore e che sono destinate alla produzione di oli lubrificanti, cere, ...) rimangono nella parte bassa della colonna di frazionamento, mentre quelle più leggere (tra cui benzina, GPL, jet fuel, ...) risalgono verso l'alto e possono essere facilmente asportate. Successivamente si procede con altri processi (crackingcracking
    Processo chimico utilizzato nell'industria di trasformazione petrolifera per convertire le frazioni pesanti del petrolio in frazioni più leggere. Esso consiste nel rompere (dall'inglese crack)  le grosse molecole complesse di idrocarburi ad alta temperatura in presenza di opportuni catalizzatori.
    , visbreaking, reforming, ...), con trattamenti di purificazione più o meno complessi e aggiunta di additivi.
    , per ridurre l’acidità dell’olio grezzo aumentandone la qualità

Purificato l’olio si applica un processo chimico (transesterificazione) per ottenere un combustibile meno viscoso da impiegare direttamente in motori a combustione interna e caldaie.

La transesterificazione consiste nel rompere le molecole degli oli vegetalioli vegetali
Oli ricavati dai semi delle piante oleaginose generalmente utilizzati nelle industrie alimentari, ma che possono trovare impiego anche per scopi di generazione elettrica o calore (previo ulteriore trattamento). Esempio di oli vegetali sono l'olio di palma, di colza, di girasole o di soia.
miscelando olio (composto prevalentemente da trigliceridi) con di metanolo in presenza di una sostanza a base di potassiopotassio
Elemento chimico che si trova prevalentemente sottoforma di minerali sulla crosta terrestre (per esempio nell' argilla). Il potassio contenuto nel corpo umano è quasi tutto presente nei liquidi intracellulari. L'applicazione industriale più importante del potassio è la produzione di fertilizzanti. Viene anche impiegato nell'industria del vetro e anche nell'industria farmaceutica.
.

Con tale procedimento, da 1000 kg di olio raffinato e 100 kg di metanolo si ottengono 1000 kg di biodiesel e 100 kg di glicerolo, un sottoprodotto che viene raffinato e venduto all’industria farmaceutica in forma di glicerina.

Il biodiesel può essere utilizzato tanto per il riscaldamento quanto per l’uso motoristico puro o, più comunemente, miscelato al gasoliogasolio
Prodotto derivante dalla distillazione del petrolio greggio. Viene utilizzato soprattutto per alimentare motori Diesel oppure negli impianti di riscaldamento civile. Nei motori Diesel, detti anche ad accensione spontanea, il gasolio viene iniettato nel cilindro dove trova aria molto compressa (anche 40 volte la pressione ambiante). Per poter essere impiegato nei motori il gasolio deve avere determinate caratteristiche, per esempio una buona capacità di accensione (soprattutto alla basse temperature) e un opportuno potere lubrificante.
tradizionale.

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