Biogas, una fonte di energia pulita e flessibile

I recenti avvenimenti e le relative conseguenze sul nostro sistema economico hanno evidenziato quanto sia ancora più indispensabile investire sulla produzione energetica da fonti rinnovabili.

Da sempre agricoltura, allevamento e industria alimentare hanno utilizzato i sottoprodotti integrandoli nel ciclo produttivo, prevalentemente sotto forma di concime. Oggi, con un impianto di trattamento delle biomasse specializzato, l’azienda produce, dai medesimi sottoprodotti, anche il biogas: una fonte che abbatte i costi di approvvigionamento energetico necessario per l’azienda e genera una nuova fonte di reddito.

Per questo, gli impianti per la produzione di Biogas sono una realtà sempre più interessante ed importante per la società moderna.

Negli ultimi 10 anni, il numero delle installazioni in Italia è triplicato, con una produzione di oltre 2,5mld mc, che rende il nostro Paese secondo produttore di biogas in Europa e quarto al mondo.
 

 

Fasi produttive del Biogas

 

Alimentazione e digestione anaerobica

Giornalmente vengono inseriti nel digestore (fermentatore) i sottoprodotti e le biomasse (liquame, letame, sorgo, triticale, insilato di mais, altri reflui zootecnici, o residui dell’industria agroalimentare, ecc.) in proporzioni e quantità diverse da azienda ad azienda.

Disgregazione a ultrasuoni

E’ proprio in questa fase che un sistema di disgregazione ad Ultrasuoni aiuta la digestione, omogeneizza e stabilizza le proprietà biologiche ed energetiche della biomassa, permettendo un aumento di resa produttiva nei processo di fermentazione (digestione anaerobica). La disgregazione, inoltre, favorisce la fluidificazione del substrato, contribuendo ad alleggerire il lavoro di pompe e agitatori dell’impianto, riducendone in modo considerevole il valore di assorbimento elettrico.

Produzione di Biogas

All’interno del fermentatore i batteri lavorano alla produzione del biogas a temperatura controllata con tempi di ritenzione adeguati. Successivamente la biomassa viene trasferita alla vasca di stoccaggio per il completo sfruttamento e una migliore desolforazione.

Conversione in energia elettrica e termica

Il biogas prodotto viene convogliato al cogeneratore che produce energia elettrica ed energia termica. La prima viene ceduta alla rete elettrica nazionale, la seconda impiegata in parte per la fermentazione, in parte per il teleriscaldamento.

Digestato

La biomassa finale residua è il digestato, un composto liquido completamente inodore ad altissimo valore agronomico, con caratteristiche migliorative rispetto alla biomassa di partenza. La parte solida viene separata da quella liquida ed entrambe utilizzate come concime.

Descrizione del sistema di disgregazione a ultrasuoni

 

In questa ottica, EveryWave ha progettato e prodotto uno speciale reattore a ultrasuoni che, integrato con sistemi specializzati di triturazione, pompaggio e controllo di processo, rappresenta una tecnologia solida ed efficiente per il controllo e l’aumento di resa produttiva di Biogas.

I reattori ad ultrasuoni dell'impianto vengono caricati tramite la pompa del sistema. Il substrato viene instradato attraverso il campo ultrasonico con una portata specifica, in modo tale che l'apporto di energia ideale richiesto per il trattamento sia raggiunto.

A monte, un trituratore (opzionale) protegge la macchina da oggetti estranei e fornisce una miscelatura grossolana, al fine di ottenere un accoppiamento ottimale degli ultrasuoni. Questo elemento è essenziale per biomasse che possono contenere corpi estranei o parti solide di dimensioni e robustezza importanti.

Principio di Funzionamento del disgregatore a ultrasuoni

 

La disgregazione e l’omogeneizzazione della biomassa, avviene per effetto degli elevati livelli di cavitazione ad altissima pressione generata dagli ultrasuoni.

CAVITAZIONE : Le vibrazioni meccaniche ad alta frequenza, generate dai sonotrodi, applicati alla camera di reazione, vengono trasferite nella biomassa.

La potenza oscillante viene trasmessa attraverso parte liquida, dove, per mezzo di una forte pressione alternata (fino a 40.000 oscillazioni al secondo), si generano infinite cavità microscopiche che collassano, creando micro onde d'urto e di taglio a fortissima pressione ed altissima temperatura, in grado di scomporre e disintegrare il substrato.

 

Caratteristiche dei reattori FLOW:WAVE

 

L’elemento più innovativo del sistema di trattamento è rappresentato dal reattore FLOW:Wave®, composto da una struttura robusta, quasi esente da manutenzione, per un funzionamento h24.

Il reattore ad ultrasuoni modulare FLOW:Wave® è costituito da una camera di sonicazione con trasduttori ultrasonici esterni. In questo modo si risolvono i problemi tipici dei sistemi di disintegrazione a sonotrodo interno (di tipo ROD).

Infatti, poiché le biomasse con un contenuto di solidi tipico del 10% (e oltre) hanno una viscosità relativamente alta, è richiesto uno sforzo elevato per garantirne un accoppiamento efficace con gli ultrasuoni.

La struttura del reattore FLOW:Wave® impedisce blocchi e mantiene sempre un alto valore di  efficienza di disgregazione.

La cella di disgregazione è dotata di sospensioni in ogni punto di fissaggio per annullare le dispersioni vibrazionali e massimizzare la resa degli ultrasuoni.

SISTEMA INNOVATIVO DUAL FREQUENCY : Il reattore FLOW:Wave® è disponibile anche in doppia frequenza 20/40KHz per garantire una disgregazione  ancora più efficace con tipologie di composti diversi .

Gestione di processo PLC

Infine, un sistema di controllo tramite PLC consente un funzionamento robusto ed efficiente.

Infatti, l’impianto è dotato di sensori che controllano la temperatura, la pressione e il flusso volumetrico della biomassa, oltre che la gestione del reattore. I parametri di temperatura e pressione di mandata della pompa permettono di verificare il corretto funzionamento della stessa, oltre che l’efficienza di scorrimento della biomassa nel circuito di trattamento. La portata istantanea, misurata in uscita dai reattori a valle della pompa, permette di regolarne automaticamente la potenza e la frequenza di sonicazione, al fine di ottenere una fluidificazione ottimale.

Tutti i dati rilevati e l’intera gestione del processo sono interfacciabili all’impianto di produzione di Biogas secondo i protocolli Industria 4.0.

 

 

Vantaggi del sistema FLOW:WAVE

 

 AUMENTO DI EFFICIENZA ENERGETICA DELL’IMPIANTO

Grazie alla tecnologia del sistema FLOW:Wave®  , la struttura cellulare, le proprietà biologiche e le qualità energetiche della biomassa vengono ottimizzate, favorendo un aumento di efficienza dell’ impianto di biogas o in altre parole, a parità di resa, è necessaria una quantità inferiore di substrato.

 

 RIDUZIONE DELLA FATICA

La disgregazione ad ultrasuoni favorisce la fluidificazione del substrato, contribuendo ad alleggerire il lavoro di pompe e agitatori, aumentandone la vita e riducendone in modo considerevole il valore di assorbimento elettrico.

 

RIPOTENZIAMENTO DELL’IMPIANTO

La tecnologia FLOW:Wave® , efficiente in termini di rapporto costo/beneficio, è particolarmente consigliata per il ripotenziamento degli impianti.

Il sistema è di tipo modulare, facilmente implementabile anche in più step.

 

 MINORE IMPATTO SULL’ AMBIENTE

Il sistema di disgregazione FLOW:Wave®  incrementa sensibilmente gli  importanti vantaggiambientali che un impianto di biogas già offre:

  • Drastica riduzione dell’odore e dei gas prodotti dalle deiezioni animali
  • Trasformazione degli scarti in energia rinnovabile

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Everywave progetta prodotti tecnologicamente avanzati basandosi su knowhow acquisito