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AKRON Srl
Akron

ENERGIA SOSTENIBILE

L'impianto a biogas è il fulcro della futura economia circolare. Flussi di materiali in eccesso, precedentemente considerati come rifiuti di processi industriali, agricoli e altre attività umane possono essere utilizzati attraverso digestori di biogas e convertiti in energia utile, fertilizzanti ricchi di nutrienti organici e nuovi materiali.

Vista la crescita della popolazione mondiale e l’espansione di nuove aree sviluppate e industriali, sia in termini assoluti che relativi, assisteremo ad una limitazione dell’offerta di beni, compreso il cibo, da parte dell’economia lineare (Sariatli, 2017). Un'economia circolare, grazie alle sue caratteristiche, è riparativa e rigenerativa e mira a mantenere prodotti, componenti e beni alla loro massima utilità e valore, in ogni momento (fondazione Ellen McArthur, 2015).

L’impianto a biogas

Il processo di digestione anaerobica è un processo fermentativo che ha luogo in un digestore chiuso ermeticamente dove le materie prime organiche come letame, rifiuti alimentari, fanghi di depurazione e rifiuti organici industriali vengono convertiti in prodotti finali quali biogas e digestato. Il biogas prodotto è una miscela di 50 - 70% di metano e 30 - 50% di anidride carbonica e piccole quantità di vapore acqueo, idrogeno solforato e altri componenti minori ed oligoelementi. Il digestato rappresenta la biomassa dopo la digestione anaerobica, e viene pompato fuori dal serbatoio del digestore, dopo l'estrazione del biogas.

Il digestato è costituito da componenti organici stabili a lenta degradazione come lignina, azoto e fosforo in varie forme e da sali inorganici contenenti fosfato, ammonio, potassio ed altri minerali.

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Figura 2. Rappresentazione di una classica forma di digestore usato principalmente per il trattamento del letame. (McCabe et al., 2018; modified from Bond and Templeton, 2011).

Il team R&D di Akron srl ha sviluppato un prodotto basato su un pool di enzimi fungini e batterici che accelerano la decomposizione del materiale organico e permettono di sfruttarlo più intensamente. Gli enzimi prodotti dal pool di microrganismi all’interno del prodotto Methazym velocizzano le reazioni di degradazione. In particolare, vengono utilizzati funghi come Aspergillus oryzae, che portano ad una velocizzazione del processo idrolitico, Aspergillus niger, produce numerosi enzimi come cellulasi, proteasi, lipasi, xilanasi, mannasi, α-amilasi, glucoamilasi, pectinasi e tannasi importante per la degradazione dei tannini, Trichoderma viridae, tra questi enzimi sono compresi endoglucanasi, cellubioidrolasi e β glucosidasi, i quali lavorano in maniera sinergicaimportante per la degradazione dei polisaccaridi e portano ad un aumento di tre volte della produzione in scala di metano e dei gas totali di laboratorio. Anche i batteri come le Bacillaceae (B.subtilis, B. licheniformis) sono importanti per la conversione di materiale organico in sospensione, proteine, carboidrati e lipidi, fino agli aminoacidi, zuccheri e acidi grassi. Grazie alla produzione dell’enzima glutammati deidrogenasi, glutamina e glutammato sintetasi, il batterio assimila l’azoto ammoniacale riducendo così la formazione di ammoniaca.

Il controllo dei fattori ambientali è cruciale per mantenere il benessere dei microrganismi e la produzione di biogas (ad esempio la formazione di acidi e di metano dovrebbe essere mantenuta in equilibrio).

Methazym, grazie alla presenza di metaboliti, permette di ridurre la formazione di ammoniaca tossica incoraggiando così la crescita dei metanogeni aumentando il processo di conversione della biomassa in metano. Aiuta ad accelerare la decomposizione di acido propionico e offre molta energia ai batteri. Inoltre, i batteri presenti nel digestore possono immediatamente sfruttare al massimo il potenziale energetico della parete cellulare, generalmente meno accessibile a causa della lignificazione delle cellule delle fibre.

L’effetto principale di Methazym, quindi, consiste nel ridurre la viscosità del contenuto del digestore. Il substrato può essere gestito più facilmente grazie alla sua maggiore fluidità. Inoltre, le caratteristiche del residuo di produzione sono: una sostanza organica altamente biodegradabile e un’alta concentrazione di solidi sospesi e azoto.

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Bibliografia

  • A. Sridevi et al., 2015, Saccharification of pretreated sawdust by Aspergillus niger cellulase.
  • E. Group, 2017. Bacillus subtilis: A Healthy Probiotic Strain.
  • Kalia et al., 1994. Fermentation of biowaste to H2 by Bacillus licheniformis.

  • Merlin Christy et al., 2014. A review on anaerobic decomposition and enhancement of biogas production through enzymes and microorganisms.

 

  • L’informatore agrario, 2015 n 14 p 61. I microelementi sono vitali per la digestione anaerobica
  • Parawira, 2011. Enzyme research and applications in biotechnological intensification of biogas production
  • Seale et al., 2011. Process for producing silage for biogas production. Patent application pubblication.

 

  • Kadam PC, Boone DR. Influence of pH on ammonia accumulation and toxicity in halophilic, methylotrophic methanogens. Appl Environ Microbiol 1996;62 (12):4486–92.
  • Krakat et al., 2017. Methods of ammonia removal in anaerobic digestion: a review.

  • Zhong et al.Biotechnology for Biofuels (2016) ”Fungal fermentation on anaerobic digestate for lipid-based biofuel production”
    https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2215017X17301959

Sitografia