Valorizzazione energetica mediante tecniche di trattamento fisiche e termochimiche di biomasse residuali da filiere agricole ed agroindustriali

There is a wide availability of residual biomasses in Italy, deriving from different production sectors (agro-forestry, agro-food industry, wood industry). The energy valorisation of those residues can contribute to solve three important problems: environmental issue, which is relative to “waste” disposal and greenhouse gas emissions; energetic issue, related to the need of varying fuel supply; economic issue, related to the need of optimize production processes. An energetic use of residual biomass, moreover, would solve the ethic issue of destining lands to biofuel production. Solid biomasses, however, show high variability in terms of physical and chemical properties that makes problematic their energy use (high moisture content, heterogeneity of inorganic fraction, variability of organic fraction). In this work some physical and thermochemical techniques of treatment were studied, developed and then tested on samples of residual biomasses found in Italy (industrial residues of tomato, olive pomace, marc, rape straw, sunflower stalks, sunflower oilcake), to obtain fuel products more homogeneous and stabilized. More specifically, after a first phase of physical-chemical characterization of materials, the following tests were performed: • Mechanical extraction of oil from fatty matrices; • torrefaction treatment • Ash removing treatment • Pelletizing of original and torrefied materials The results of characterisation performed on materials before and after the treatments, showed some benefits in terms of product quality (higher calorific value and higher homogeneity), conservation (less hygroscopicity) and storage and transport efficiencies (increase of mass and energy concentrations).

Esiste sul territorio nazionale un’ampia disponibilità di biomasse residuali, provenienti da differenti settori produttivi (agroforestale, agroalimentare, industria del legno). La valorizzazione energetica di tali residui può contribuire alla risoluzione di tre importanti problemi: quello ambientale, legato allo smaltimento dei “rifiuti” e alle emissioni di gas serra; quello energetico, legato alla necessità di diversificare l’approvvigionamento di combustibili; quello economico, legato alla necessità di ottimizzare i processi produttivi. L’utilizzo energetico di biomasse residuali risolverebbe, inoltre, il problema etico della destinazione di superfici agricole alla produzione dei biocombustibili. Le biomasse solide presentano, tuttavia, un’elevata variabilità in termini di proprietà fisiche e chimiche che ne rendono complesso l’uso energetico (alto tasso di umidità, eterogeneità della frazione inorganica, variabilità della componente organica). Alla luce di ciò, in questo lavoro si sono studiate e sviluppate alcune tecniche di trattamento fisiche e termochimiche testate poi su campioni di biomasse residuali reperiti in ambito nazionale (residui industriali di pomodoro, sanse, vinacce, paglia di colza, stocchi di girasole, panelli di girasole), al fine di ottenere prodotti combustibili più omogenei e standardizzabili. Nello specifico, dopo una prima fase di caratterizzazione chimico-fisica dei materiali, sono stati condotti test di:  estrazione meccanica delle matrici oleose;  trattamento di torrefazione;  trattamento di rimozione delle ceneri;  trattamento di pellettizzazione su materiali originali e torrefatti. I risultati della caratterizzazione condotta sui materiali, prima e dopo i trattamenti, hanno messo in evidenza vantaggi in termini di qualità del prodotto (aumento del potere calorifico e maggiore omogeneità), conservabilità (riduzione dell’igroscopicità) ed efficienza di stoccaggio e di trasporto (incremento della concentrazione di massa ed energetica).