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L’utilizzo indiscriminato di fonti non rinnovabili e perciò esauribili, pone sia il problema di garantire la sicurezza dell’approvvigionamento di energia che quello di arginare l’impatto ambientale che tale uso comporta. L’idrogeno costituisce una delle possibili alternative ai combustibili fossili in quanto è una fonte energetica pulita e può essere prodotto da fonti rinnovabili. Alla luce di queste considerazioni, lo sfruttamento di risorse energetiche rinnovabili, quali sono quelle derivabili dal sistema agroindustriale, può assumere una notevole importanza, sia dal punto di vista economico che dal punto di vista ambientale. La produzione di idrogeno e metano a partire da substrati vegetali da parte di microrganismi rappresenta una attraente e ambiziosa possibilità. Lo sviluppo di un’economia fondata sull’idrogeno richiede quindi l’implementazione di metodi di produzione economicamente e tecnicamente competitivi. L’interesse di questo rilancio su basi nuove di queste tipologie avanzate impiantistiche ha trovato un interessante riscontro nell’ambito del progetto IMERA (Idrogeno e Metano da residui dell’agroindustria) finanziato dal MIPAAF. Nel corso del progetto è stato realizzato un impianto avanzato per la produzione di bio-idrogeno e bio-metano alimentato in continuo da residui dell’agroindustria, in scala pilota, basato su un processo microbico fermentativo a due fasi separate. Sono stati selezionati substrati fermentescibili idonei tra quelli più diffusamente presenti nel territorio nazionale e caratterizzati da un modesto valore commerciale (residui verdi della Grande Distribuzione Organizzata). La separazione e la co-produzione di biogas in due fasi distinte con riduzione dei rapporti volumetrici di 1:5 per la fase di Bio-H2 e Bio-CH4 rispettivamente, si è tradotto in minor costi di investimento e rese energetiche più elevate. I risultati ottenuti mostrano le grandi potenzialità del processo bifasico per la valorizzazione dei residui vegetali. La strategia più opportuna potrà essere la realizzazione di impianti il più vicino possibile a territori a vocazione agro-industriale garantendone in modo più efficiente la produzione di Bio-Idrogeno e Bio-metano.
Hydrogen and methane co-production from food waste was examined using a two-stage process of anaerobic digestion. The two-stage process with recycle consisted of two reactor parts named as the first-stage hydrogenic reactor (R1) and the second-stage methanogenic reactor (R2). A two phase process suggested in this study effectively separate H2-producing bacteria from methanogenic archaea by optimization of design parameters such as pH, hydraulic retention time (HRT) pre-treatments of solid food waste and type of microbial inocula. The results showed the technical feasibility of the production process with advantages in terms of stability (pH control) of the volumes generated and the quality of the biogas produced compared to conventional patterns of anaerobic digestion.
