Determinazione in tempo reale del potenziale metanigeno (BMP) di biomasse agro-industriali per la produzione di biogas utilizzando la spettroscopia NIR

La digestione anaerobica fa parte di una filiera bioenergetica che permette di sfruttare indistintamente e con elevata efficienza biomasse vegetali o animali, di scarto o dedicate, umide e secche, producendo un biocombustibile nobile (biogas/biometano), ottimale per la conversione in energia elettrica o termica o utilizzabile per autotrazione (1). Affinché gli impianti di digestione anaerobica possano funzionare con buona efficienza e redditività è però cruciale che, sia in fase di progettazione che di gestione, siano analizzate le biomasse che si intendono utilizzare. L’elemento base che maggiormente influenza il corretto funzionamento dell’impianto, e dal quale si parte per valutare la potenzialità di qualunque biomassa ad essere utilizzata come alimentazione per la biodigestione anaerobica è rappresentato dalla conoscenza del potenziale metanigeno (BMP). Questo parametro esprime la quantità di biogas/biometano massima potenzialmente ottenibile dalla degradazione di una biomassa. L’analisi del BMP viene di norma condotta in laboratorio cercando di simulare in ambiente controllato quanto avviene in un digestore anaerobico e misurando giornalmente la quantità di biogas accumulato. Il test procede per 30-50 giorni fino a completo esaurimento della potenzialità di produzione da parte di un consorzio microbico metanigeno (2). La possibilità di avere un test rapido, non distruttivo e che fornisca un risultato in tempo reale potrebbe essere di grande aiuto nella gestione di un impianto (3). La tecnica NIR rappresenta una reale soluzione per ottenere una misura di BMP in tempo reale ed in maniera non distruttiva. Per la costruzione della calibrazione sono stati utilizzate biomasse di diversa origine, tra cui letami, liquami, scarti agricoli e agro-industriali, solidi e liquidi. Il modello PLS è stato costruito con 104 campioni, nel range 65-538 Nm3CH4/tSV, con R2CAL=0.67, R2CV= 0.54. La validazione esterna è stata ottenuta acquisendo altri 26 campioni. Contestualmente, sono stati costruiti e validati anche i modelli di calibrazione per i parametri solidi volatili (SV) (R2CAL=0,97, R2CV=0,89, range 7-992 g/kg) e solidi totali (ST) (R2CAL=0,94, R2CV=0,89 range 12-994 g/kg).