Il progetto CaVin sprigiona l'energia delle vinacce

Grazie a una produzione enologica di oltre 800 milioni di litri di vino all'anno, in Emilia-Romagna, è disponibile una grande quantità di scarti della lavorazione dell'uva, ossia vinacce, raspi e vinaccioli. Il loro recupero come sottoprodotto prevede già ora l'avvio alla digestione anaerobica per la produzione di biogas. La loro alta componente fibrosa determina però uno scarso sfruttamento energetico. Cosa fare per ottenere di più?

Ha risposto a questa domanda il Go CaVin finanziato dalla regione Emilia-Romagna. In particolare, il progetto ha previsto di testare una tecnologia di pretrattamento, la cavitazione idrodinamica, per disgregare la frazione lignocellulosica e aumentare il potenziale metanigeno delle vinacce stesse, sia con test di laboratorio che verifiche gestionali nell'azienda agricola Fontana, partner del gruppo operativo, provvista di un impianto di biogas con cavitatore.

Allo scopo sono state effettuate due prove. Nella prima prova è stata cavitata vinaccia di uva rossa ed è stato aggiunto liquame bovino (rapporto 40 vinacce/60 liquame in peso). Dai risultati delle prove di laboratorio in batch si è visto che dopo 27 giorni la vinaccia tal quale ha permesso di ottenere una produzione specifica di metano pari a 127,9 Nm³ CH₄/tSV, mentre per quella trattata tale valore è stato di 233,7 Nm³ CH₄/tSV, con un incremento della resa dell'82,7% rispetto al campione non trattato.

Per quanto riguarda le prove di digestione anaerobica in continuo (che riproduce una situazione assimilabile a un impianto in scala reale) sulla vinaccia cavitata e non, la scarsa degradabilità della vinaccia non trattata ha comportato diversi impedimenti di miscelazione per la stratificazione delle vinacce, buccette e raspi. In questa prova la produzione di biometano è risultata maggiore del 47,3% con le vinacce cavitate proprio per la loro maggiore degradabilità.
Nella seconda prova di cavitazione idrodinamica controllata è stato impiegato un mix con 73% di liquame suino, 20% di vinaccia di uva bianca e 7% di insilato di mais. Dalle prove di laboratorio in batch è risultata una produzione specifica di metano in 27 giorni di 205,0 Nm³ CH₄/tSV con la vinaccia tal quale e 230,7 Nm³ CH4/tSV con la vinaccia trattata, ossia il +12,5%. La produzione di biometano nelle prove in continuo è stata superiore del 24% con la vinaccia cavitata rispetto a quella non trattata.

L'effetto del prettrattamento di cavitazione idrodinamica controllata è stato riscontrato anche a livello fisico tramite analisi granulometrica. Questa ha evidenziato una riduzione del diametro dei solidi in digestione e una riduzione della lunghezza delle fibre: questo significa una maggiore superficie attaccabile dai batteri e quindi una maggiore degradabilità totale, che determina una produzione di metano più alta e in tempi più brevi.

In pratica dalla cavitazione si ottengono:

• maggiore accessibilità alla sostanza organica degradabile da parte dei batteri protagonisti della digestione anaerobica, con conseguente aumento di produzione di biometano, accompagnato da un quantificabile risparmio di matrice alimentata;
• incremento delle cinetiche di reazione, conseguente al pretrattamento, che permette risultati più rapidi (tempi di ritenzione minori) rispetto alla vinaccia tal quale;
• riduzione di sedimentazione, accumulo e stratificazione della biomassa nel digestore anaerobico, grazie alla maggior disgregazione e maggior miscelabilità della vinaccia cavitata;
• incremento degli autoconsumi elettrici, compensati dal risparmio di substrato in alimentazione ai reattori anaerobici, da un'ottimizzazione/riduzione dei consumi legati alla miscelazione della biomassa in digestione e dal maggior recupero di energia rinnovabile dovuto all'incremento della produzione di biometano.

Grazie alle attività di CaVin, l'azienda agricola Fontana ha potuto introdurre nella dieta dell'impianto di biogas la vinaccia derivata dalla lavorazione dell'uva bianca proveniente dagli stabilimenti di Cantine Riunite & Civ. Si tratta di vinaccia che, ad oggi, trova pochi utilizzi nel mercato dei sottoprodotti perché non utilizzata per l'estrazione dei coloranti alimentari naturali, a differenza di quella da uve rosse.

In conclusione, CaVin ha dimostrato che lo sviluppo di una filiera con protagonisti gli operatori della produzione vitivinicola insieme alle aziende agricole per la produzione di energia rinnovabile da sottoprodotti agroalimentari, in un'ottica di economia circolare, è possibile, conveniente dal punto di vista economico e permette di ridurre le emissioni di gas serra.

Si tratta di una soluzione di filiera corta a sviluppo locale, che può essere realizzata in diverse aree vitivinicole italiane dove siano presenti impianti di biogas, e questo rende i risultati di CaVin particolarmente interessanti.

Visita la pagina dedicata a CaVin o chiedi maggiori informazioni al contatto: cavin@crpa.it