L’industria agroalimentare e le biomasse energetiche derivate dai processi produttivi

Mar, 07/05/2019 - 12:12 0 commenti 2933 views

L’Italia ha una grande tradizione agro industriale, con una produzione apprezzata in tutto il mondo.

Frutta, verdura, olive, uva sono materie prime straordinarie, che vengono lavorate in molteplici modi, nel rispetto delle tradizioni locali, ma anche per innovativi e apprezzatissimi prodotti.

Le lavorazioni della industria agro alimentare hanno come conseguenza la produzione di scarti che possono, in molti casi, essere utilizzati come biomasse energetiche.

Si tratta di una grande varietà di sottoprodotti che magari non hanno volumi grandissimi in termini di peso complessivo/anno, ma hanno il vantaggio di essere disponibili in modo “concentrato” presso il luogo di produzione e questo è un fattore di grande rilievo in termini di logistica e costo del trasporto.

Quando parliamo di biomasse energetiche sappiamo che esiste un grande potenziale (vedi il lungo elenco riportato in un contenuto del nostro portale) ma alla fine, quado si tratta di biomasse energetiche in special modo quelle ad uso residenziale, i numeri veri li fanno sempre legno, pellet e tra le biomasse energetiche “alternative” il nocciolino di sansa: perché?

Spesso le disponibilità di queste biomasse energetiche è limitata o concentrata in alcuni territori e in alcuni momenti dell’anno e molte di queste biomasse hanno una loro deperibilità, c’è poi da considerare che in Italia gran parte delle stufe utilizzate per il riscaldamento sono apparati di piccola taglia, piuttosto delicati, che possono usare solo pellet; inoltre ci sono anche questioni legate alle caratteristiche di queste biomasse energetiche che ne condizionano l’utilizzo, anche in impianti più grandi come caldaie policombustibili.

Alcune di queste biomasse energetiche sono disponibili già molto asciutte e pertanto pronte all’utilizzo senza dover essere essiccate: gusci e noccioli ricavati dalla lavorazione della frutta, lolla e pula ad esempio.

Altre, come la sansa, da cui si ricava anche il nocciolino di sansa, ancora più apprezzato della sansa da cui deriva come biocombustibile, hanno bisogno di essere essiccate o subire altri tipi di trattamento come la separazione o la depolverazione (abbiamo parlato della sansa e del nocciolino di sansa in molti articoli vedi ad esempio)

La necessità di essiccazione dipende dal modo in cui sono state lavorate le olive nel processo di estrazione dell’olio vergine e dell’olio di sansa, poiché questi processi richiedono diverse quantità di acqua (vedi tabella 1)

Tabella 1: Caratteristiche chimico fisiche medie delle diverse tipologie di sansa

TIPOLOGIA	UMIDITA’ %	PCI kWh/kg_ss	PCN kWh/kg_tq	SANSA VERGINE DA 100 kg di olive
Sanse vergini estrazione con metodo discontinuo	20 - 30	4,3	2,8 – 3,3	45 kg
Sanse vergini estrazione con metodo continuo	58 - 72	4,3	0,8 – 1,7	50 kg
Sanse vergini estrazione con metodo a tre fasi	48 - 52	4,3	1,7 – 1,9	35 kg
Sanse esauste	10 - 15	4,1	3,3 – 3,6

Dalla sansa vergine si ottengono mediamente tra il 15 e il 20% di nocciolino di sansa vergine attraverso l’uso del separatore.

Prendiamo in considerazione un’altra biomassa energetica residuo di lavorazione del risone, la lolla.

La lolla e’ il rivestimento esterno dell’intero frutto del riso e rappresenta circa il 20% del prodotto intero, dal quale viene separato attraverso un processo chiamato sbramatura.

La lolla è un prodotto fortemente caratterizzato da una produzione locale e trova utilizzo, oltre che come biomassa energetica, anche come materiale isolante, come mangime, nella produzione di imballaggi.

Un altro sottoprodotto, importante anche come biomassa energetica, sono le vinacce, residuo della lavorazione dell’industria enologica.

Le vinacce sono ottenute dalla pigiatura e torchiatura dell’uva e costituiscono una quantità che varia dal 15 al 30% dell’uva tal quale.

Le vinacce vengono usate nei processi di distillazione di alcolici come ad esempio le grappe e alla fine del processo produttivo il sottoprodotto residuale sono le vinacce esauste che costituiscono meno di 5 kg/100kg uva iniziale.

Le vinacce esauste possono essere usate come biocombustibile.

Considerando quanto è importante l’industria agro alimentare in Italia, si potrebbe pensare che l’uso di queste biomasse sia esteso, ma, in realtà, alcune problematiche ne limitano l’utilizzo.

Sotto le tabelle 2 e 3 per capire meglio

Tabella 2: Biomasse: massa volumica apparente e volume unitario

MATERIALE	SISTEMA CONFEZIONAMENTO	MASSA VOLUMICA APPARENTE kg/m³	DIMENSIONE TIPICA
Paglia cereali, steli e foglie di colture erbacee da biomassa	Sfusa Compressione in balle tradizionali Compressione in balle cilindriche Compressione in balloni prismatici Taglio (sminuzzatura)	30 – 40 in cumulo 80 – 120 in catasta 120 – 180 in catasta 120 – 180 in catasta 150 – 250 in cumulo	- V = 0,1 - 0,2 m³ V = 1,5 - 3,0 m³ V = 2,0 - 4,0 m³ 10 - 250 mm
Stocchi mais	Compressione in balle cilindriche Sfusi	100 – 150 in catasta 50 – 60 in cumulo	V = 1,5 – 3,0 m³ -
Residui potatura	Sfusi Compressione in ballette cilindriche Taglio in scaglie (chips)	50 – 70 in cumulo 150 – 210 in catasta 200 – 300 in cumulo	- V = 0,6 – 0,8 m³ 1 – 100 mm; V 2,5 10^-3
Legna	Taglio in tronchetti/ ciocchi Taglio in scaglie (chips) Compressione in cilindri (tronchi virt.)	600 – 700 in catasta 300 – 400 in cumulo 200 – 300 in cumulo 800 – 900 in catasta	300 – 1000 mm; V = 1,5 – 15 dm³ 1 – 100 mm; V 2,5 10^-3 V = 5,0 – 6,0 m³
Segatura	Macinazione	120 – 180 in cumulo	1 – 5 mm
Insilato di mais	Taglio (sminuzzatura)	450 – 750 in trincea 350 – 400 in cumulo	10 – 250 mm
Pellet	Estrusione in filiera	800 -900 in cumulo	Ø < 25 mm
Brichette	Compressione con pressa a pistone	190 – 340 in cumulo	Ø > 25 mm; V = 1 – 1,5 dm³
Gusci	-	250 – 450 in cumulo	5 – 20 mm
Noccioli	-	350 – 550 in cumulo	5 – 20 mm
Sansa	Compressione, centrifugazione	400 – 500 in cumulo	1 – 5 mm
Vinacce	Compressione	250 – 500 in cumulo	1 – 5 mm
Lolla	Separazione	130 – 140 in cumulo	1 – 5 mm

Tabella 3: scarti di lavorazione per biomassa ligno-cellulosica: composizione e PCI della sostanza secca

Materiale	RESA	UMIDI-TA’ %	C %_SS	H %_SS	O %_SS	N %_SS	S %_SS	Cl %_SS	Cen %_SS	PCI kWh/kg_SS
Lolla riso	18 -22	10 – 15	41,0	4,3	35,9	0,4	0,02	0,12	18,3	4,2
Gusci mandorla	Nd	10 – 20	44,3	6,0	43,0	1,2	0,02	-	5,6	5,0
Gusci noce	50 – 55	10 – 20	50,0	5,7	43,4	0,2	0,01	0,03	0,7	5,3
Gusci arachide	nd	10 – 20	45,8	5,5	39,6	1,6	0,12	-	7,5	4,9
Gusci pistacchio	nd	10 – 20	48,8	5,9	43,4	0,6	0,01	0,04	1,3	5,0
Noccioli pesca	4 – 8	15 -20	53,0	5,9	39,1	0,3	0,05	-	1,6	5,5
Noccioli prugna	nd	15 – 20	49,7	5,9	43,6	0,3	-	-	0,5	6,1
Noccioli oliva	nd	15 – 20	48,8	6,2	43,5	0,4	0,02	-	1,1	5,6
Sanse esauste	20 – 25	10 -15	43,7	5,3	37,8	-	0,64	-	12,5	4,0
Vinacce esauste	25 - 30	55 -65						-		1,9

Se prendiamo come riferimento il pellet di legno, che ha una densità specifica di circa 700 kg a metro cubo, notiamo come molte delle biomasse potenzialmente utilizzabili hanno un peso per metro cubo molto più baso e questo, per prodotti a bassissimo valore, rappresenta un limite insuperabile alla loro commercializzazione, considerando la alta incidenza dei costi di trasporto (per non parlare della impossibilità di comprare, come accade ad esempio per il pellet o il nocciolino di sansa, questi prodotti dai mercati non nazionali, in quanto, il costo del trasporto e della logistica, finisce per erodere completamente il piu’ basso costo iniziale del prodotto).

Un altro costo legato alla bassa densità specifica è quello relativo allo stoccaggio di alcune biomasse energetiche (gusci di arachidi o gusci di pistacchi ad esempio) che in taluni casi, richiede volumi di magazzino tripli rispetto al pellet!

Anche la irregolarità della dimensione tipica può rappresentare una limitazione all’utilizzo: la regolarità e uniformità della dimensione del pellet o del nocciolino di sansa sono un fattore di buon funzionamento delle coclee e dei meccanismi di alimentazione all’interno di stufe e caldaie e ogni lavorazione per ottimizzare le dimensioni delle biomasse che abbiamo intenzione di utilizzare, è certamente possibile, ma ha un costo.

Se poi incrociamo i dati della tabella 2 con la tabella 3, molte di queste biomasse energetiche risultano ancora di più problematiche nell’utilizzo.

Il dato delle ceneri, che nel pellet di legno è intorno al 1%, qui puo’ arrivare a valori molto alti, con un 18,3% per la lolla, il 5,6% per i gusci di mandorla e il 7,5% per i gusci di arachidi.

Considerando la tipologia di impianti oggi installati in Italia (soprattutto piccole stufe sotto i 20 kw/h e tutti da alimentare a pellet) si comprende come la possibilità di utilizzare queste biomasse sia piuttosto limitata.

Molte di queste biomasse energetiche sono comunque utilizzate dalle industrie e dagli stessi produttori di questi sottoprodotti: i sansifici ad esempio utilizzano il 30% della sansa esausta per alimentare gli essiccatori e alcuni distillatori hanno realizzato impianti a biomassa, alimentati da vinacce esauste, per la produzione di energia elettrica e termica vuoi per la vendita a GSE e vuoi per l’utilizzo del calore nei processi produttivi.

Una considerazione finale: quando lo consente il mercato, ovvero la convenienza economica e la disciplina normativa, le cose “accadono” e anche i sottoprodotti trovano un loro utilizzo energetico.

Quando questo utilizzo non c’è, analizzando i dati, troverete certamente la motivazione che non rende possibile l’utilizzo di queste biomasse energetiche.

E’ il mercato bellezza e non puoi farci nulla……salvo innovazione e nuove tecnologie!

Scritto da Gianclaudio Iannace

Categoria di Biomassa:

Sottoprodotti della trasformazione dell’uva (vinacce, raspi ecc )

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Pubblicato da GIANCLAUDIO IANNACE