Biogas da pollina

Le molteplici sfaccettature di un sottoprodotto di sicuro interesse. A cura di Mario A. Rosato

Mario A. Rosato di Mario A. Rosato

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Easy methane lab, uno strumento semplice ed affidabile per la misurazione del Bmp nell'impianto di biogas
Fonte foto: Cortesia di Bioprocess control AB

Lo scorso 29 marzo si è tenuto alla Fiera avicola di Forlì il seminario Biogas e biometano da scarti avicoli, organizzato da Agroenergia. Nel mondo del biogas agricolo dilaga la disinformazione sull'utilizzo della pollina, complici i soliti gruppi politici affini ai "comitati del no", l'eterna confusione del pubblico fra impianti agroenergetici ed impianti di trattamento di rifiuti, nonché le immancabili chiacchiere di improvvisati "esperti".

L'interesse nella pollina, quale substrato per la digestione anaerobica, è cresciuto con il decreto Biometano. Decreto che premia l'impiego di scarti e sottoprodotti agricoli come materia prima. La pollina ed altri sottoprodotti del settore avicolo sono particolarmente indicati per il loro interessante potere metanigeno (Bmp, Biochemical methane potential), ma il loro utilizzo va ottimizzato caso per caso scegliendo il metodo e la tecnologia adeguata.


Il Bmp della pollina

Si definisce come Bmp il quoziente fra la massima produzione di metano, derivante dalla digestione anaerobica di una biomassa qualsiasi, ed i solidi volatili - detti impropriamente "sostanza secca organica"- del campione utilizzato per fare la prova. Questa apparentemente semplice definizione crea un rompicapo che finora non è del tutto risolto: esistono diverse scuole di pensiero in cui emergono evidenti rivalità fra i gruppi di portatori di interesse, che si scontrano su come determinare "la massima produzione di metano".
Il problema è già stato trattato in dettaglio in una serie di articoli di questa colonna, ed in un libro dello stesso autore, ai quali rimandiamo il lettore per approfondimenti (lista di referenze alla fine del presente articolo).

Vediamo di seguito le principali peculiarità della digestione anaerobica della pollina:
  • I valori di Bmp "da tabella" sono inaffidabili.
    Esistono centinaia di siti di istituti di ricerca e migliaia di pubblicazioni scientifiche che riportano i valori più disparati di Bmp della pollina, per cui è comprensibile la difficoltà da parte dei non addetti ai lavori di farsi un'idea corretta sull'utilizzo di tale substrato negli impianti di biogas. La causa della disparità tra risultati pubblicati risiede fondamentalmente nel fatto che tutta la bibliografia previa al 2006 - anno di pubblicazione della prima versione della norma tedesca VDI 4639 - riporta dati ottenuti con metodologie non normalizzate, o perfino con protocolli "inventanti" e strumentazione autocostruita dai singoli gruppi di ricerca. Perfino oggi, alcuni ricercatori rifiutano l'applicazione di protocolli di prova normalizzati e difendono i propri metodi. La norma tedesca non ha migliorato di molto la situazione, in quanto essa contiene una serie di contraddizioni ed equipara il potenziale metanigeno, ricavato con metodi teorici, a quello misurato con prove biologiche vere e proprie. Inoltre, la norma applica lo stesso metodo a prove biologiche realizzate con strumentazioni primitive - siringhe di Hohenheim, eudiometro Din - equiparandole a quelle realizzate con strumentazione digitale moderna, e in più vengono mischiati i metodi manometrici con quelli volumetrici, che per le loro nature richiedono condizioni di prova radicalmente diverse, quindi difficilmente omologabili in un'unica procedura di prova.
  • I valori di Bmp hanno la caratteristica di essere variabili, perfino quando vengono misurati con il medesimo strumento e con la metodologia della norma più moderna, la UNI 11703.
    I motivi sono duplici e comprensibili: la pollina dei polli da ingrasso non è uguale alla pollina delle galline ovaiole, e inoltre l'inoculo - il digestato dell'impianto di biogas - non ha la stessa attività biologica in tutti gli impianti. Come se non bastasse, le caratteristiche della pollina variano da un allevamento all'altro. Ad esempio, un allevamento di polli da ingrasso che utilizza paglia per la lettiera, produrrà una pollina più digeribile e con maggiore Bmp rispetto ad un allevamento che utilizza lettiera di segatura di legno, substrato di per sé indigeribile per i batteri anaerobici, ma che ha la capacità di tamponare l'ammoniaca (propria della pollina) e quindi di produrre un effetto sinergico. Le Foto 1 e 2 mostrano le comparazioni fra due casi reali.
  • Le deiezioni avicole sono ricche di azoto e di zolfo, frutto della dieta proteica necessaria per la crescita degli animali. L'ammoniaca e l'idrogeno solforato sono molto solubili in acqua e tossici per i batteri anaerobici. La concentrazione di entrambi i prodotti ha dunque una influenza nel valore finale del Bmp della pollina, valore che è possibile ottimizzare ricorrendo a dei pretrattamenti di denitrificazione, come si apprezza nella Foto 3.
  • Gli aspetti meccanici del digestore influiscono sulla digestione della pollina.
    I processi di digestione anaerobica possono essere "a secco", "a semisecco" e "a umido" (norma UNI 10458:2011). La "digestione a secco" della pollina rende tendenzialmente meno di quella "ad umido"; nel peggiore dei casi riscontrati nel laboratorio dell'autore, arriva fino al 30% in meno. La digestione "ad umido" non garantisce comunque la massima resa. Essa è influenzata dal tipo di pollina e da come questa viene preparata prima della carica nel digestore, quindi anche la tecnologia impiantistica ha una influenza notevole nella resa di metano. La "sabbia" tipica della pollina di ovaiole, conseguenza della dieta ricca di calcio che richiedono detti animali, tende a sedimentare nel fondo del digestore, arrivando con il tempo a ridurre sensibilmente il volume utile di quest'ultimo e di conseguenza la produzione di metano. La paglia e le piume - presenti nella pollina di broiler - tendono invece a galleggiare, per cui diventano materia organica che, pur avendo un Bmp rilevante, non viene correttamente digerita perché non è perfettamente a contatto con i batteri anaerobici. Il pretrattamento, a cui viene sottoposta la pollina prima della digestione, ha dunque una forte influenza sul Bmp. Le differenze di Bmp indotte dai vari pretrattamenti sono misurabili in laboratorio ed estrapolabili facilmente all'impianto reale. Anche l'intensità di agitazione può influire nella resa di metano.

Grafico comparazione fra i Bmp di pollina da broiler e da ovaiole
Foto 1: Comparazione fra i Bmp di pollina da broiler e da ovaiole, misurati dall'autore utilizzando un Ampts (Automatic methane potential test system), il protocollo UNI 11703 e lo stesso inoculo per entrambe le prove. Il margine di errore massimo delle prove è < 1%, quindi la differenza è significativa
(Clicca sull'immagine per ingrandirla)
 
Grafico comparazione fra i Bmp di un singolo campione di pollina da broiler
Foto 2: Comparazione fra i Bmp di un singolo campione di pollina da broiler, misurati dall'autore utilizzando un Ampts (Automatic methane potential test system), il protocollo UNI 11703 e due inoculi, prelevati da due impianti di biogas diversi. Margine di errore massimo delle prove < 1%, quindi la differenza è significativa, in questo caso imputabile alla differenza fra gli ecosistemi batterici esistenti nei due impianti di biogas
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Grafico influenza dell'ammoniaca sul Bmp della pollina
Foto 3: Influenza dell'ammoniaca sul Bmp della pollina. Prove realizzate dall'autore utilizzando un Ampts (Automatic methane potential test system), il protocollo UNI 11703 e lo stesso inoculo e campione di pollina per tutte le prove. Margine di errore massimo delle prove < 1%, quindi le differenze riscontrate sono significative
(Clicca sull'immagine per ingrandirla)


La pollina a 360 gradi

Durante il seminario di Forlì sono stati analizzati tutti gli aspetti che contribuiscono alla redditività dell'impianto di biogas alimentato con pollina, dalla bancabilità dei progetti ai diversi modelli di negozio - produzione elettrica o biometano - alle diverse soluzioni impiantistiche e gestionali per l'impianto.
 
  • Piero Mattirolo, Agroenergia - Il biometano e la pollina
  • Jody Grazia, Bts biogas - Alimentazione e pretrattamenti per impianti alimentati primariamente a pollina (ovaiole e broiler)
  • Corrado Moalli, Bit - La redditività di impianti di biogas/biometano
  • Davide Zecchini, Sapio - Sapio interlocutore unico: dalla produzione di biometano alla sua distribuzione
  • Mario Rosato, Sustainable technologies - Il potere metanigeno della pollina e soluzioni di denitrificazione
  • Federico Frascari, Biological care - Biological care ti guida all'uso della pollina con Chicken feeder

I lettori interessati potranno scaricare le relazioni direttamente dal sito dell'ente organizzatore. E' richiesta la registrazione a questo indirizzo.


Articoli di approfondimento sul potenziale metanigeno dei sottoprodotti agricoli

Focus critico sulla norma VDI 4630 - I Parte e II parte
Errori nel calcolo del Bmp degli insilati, quali sono e come evitarli
Il Bmp delle biomasse: entra in vigore la UNI 11703:2018
Mitologia e folklore sul Bmp di morchia e sansa
Manuale per il gestore dell'impianto di biogas - Mario A. Rosato, 2015

© AgroNotizie - riproduzione riservata

Fonte: Agronotizie

Autore:

Tag: biogas avicoli

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