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Utilizzo della spettroscopia NIR per il monitoraggio del processo di biodegradazione della lignina in digestato

Stefania Costa
Primo
;Daniela Summa;Paola Pedrini;Elena Tamburini
Ultimo
2018
2018
Il digestato, cioè il residuo della produzione di biogas negli impianti di digestione anaerobica, è oggigiorno largamente impiegato come fertilizzante, essendo ricco in sostanze organiche e in micro- e macro-nutrienti. Tuttavia, la regolamentazione esistente sullo spandimento in campo di sostanze ad elevato contenuto di azoto (es. Direttiva nitrati) rende a volte difficoltoso l’impiego del digestato in agricoltura, specialmente nelle zone ad elevata densità di allevamenti (1). Per sua natura, il digestato è ricco di sostanze organiche lentamente biodegradabili (es. lignina) che, rimosse, possono permetterne un’ulteriore e più efficace valorizzazione di tale materiale di scarto. Il processo di delignificazione del digestato permette infatti il recupero della frazione cellulosica ed emicellulosica da cui è possibile estrarre zuccheri fermentescibili. La nuova frontiera dei processi di delignificazione è rappresentata dall’impiego di una classe di microrganismi denominata white rot fungi, che metabolizzano la matrice legnosa grazie alla produzione di laccasi. La spettroscopia NIR potrebbe rappresentare un’alternativa efficace ai tradizionali metodi di misura della lignina per monitorare l’efficienza del processo di biodegradazione (2). Tali metodi sono infatti molto lunghi, impiegano reagenti pericolosi e non sempre danno risultati soddisfacenti. In questo studio è stata valutata in via preliminare la capacità del NIR di misurare in tempo reale la concentrazione di lignina solubile, lignina insolubile e lignina totale durante un processo di biodegradazione. 120 campioni sono stati acquisiti in diversi processi di biodegradazione e in tempi diversi, e confrontati con l’analisi di riferimento. La regressione PLS ha permesso di ottenere un modello di calibrazione con R2CAL=0.87, R2CV= 0.76 per la lignina totale, R2CAL=0.65, R2CV= 0.52 per la lignina insolubile e R2CAL=0.68, R2CV= 0.64 per la lignina solubile. La messa a punto delle calibrazioni ha permesso di fare una prima verifica sulla possibilità di seguire in tempo reale un processo di biodegradazione della lignina e di verificarne l’efficienza grazie alla spettroscopia NIR. I risultati saranno presentati e discussi.
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/11392/2399909
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