Gruppi di scienziati di diverse università brasiliane stanno studiando modi per riutilizzare la bagassa di malto, rifiuti generati nella produzione di birra , per la produzione di energia, trasformando il materiale in biocarburante. Il Brasile è tra i 5 maggiori produttori di birra al mondo e la bagassa di malto, nota anche come bagassa d’orzo, polpa o fanghi di fabbrica di birra, è un abbondante sottoprodotto di questa produzione, scartato su larga scala.
Natália Maira Braga de Oliveira, professoressa all’Università Federale di Lavras, nel sud del Minas Gerais, sta coordinando uno studio, ancora nella sua fase iniziale, per ottenere un bio-olio dal residuo. La bagassa di malto è fondamentalmente costituita da cellulosa, lignina ed emicellulosa, strutture in grado di generare una nuova fonte di energia pulita. “Scomponendo questi composti a catena lunga in composti più piccoli e favorendo la ricombinazione di legami chimici, si ottengono molecole di carbonio che possono essere utilizzate come combustibili”, spiega il professore.
Per mezzo della decomposizione termica, chiamata pirolisi, il residuo può essere trasformato in un bio-olio ei ricercatori dell’Università Federale di Lavras vogliono trovare le condizioni che permettano di utilizzare questo olio nei motori a combustione.
“Data la quantità in cui viene generata, la destinazione per la produzione di energia contribuirebbe a ridurre la dipendenza dai combustibili fossili e a diversi problemi ambientali”, afferma Natália. Il ricercatore sottolinea anche la facilità di stoccaggio e trasporto dei rifiuti come punti importanti.
La ricerca sui residui di produzione della birra è condotta presso il dipartimento di ingegneria dell’Ufla dalla professoressa Natália Oliveira. I test sono già iniziati presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Ateneo e, se la fattibilità è dimostrata, il processo di implementazione nel mercato può essere “relativamente veloce”, secondo lo scienziato.
Attualmente, la bagassa di malto è già utilizzata per generare energia termica, mediante combustione diretta. “Nel caso del termico, viene bruciato direttamente nelle caldaie e riduce i costi energetici delle aziende. In questo senso, l’idea è che attraverso la pirolisi si ottengano altri tipi di combustibili, come il bio-olio, con altre applicazioni e un maggior valore aggiunto, sfruttando al meglio il potenziale energetico di questa biomassa”, spiega.
Quattro scienziati brasiliani e due americani stanno lavorando a un altro progetto per ottenere energia elettrica e termica ottenuta quando la bagassa di malto viene trattata con gli ultrasuoni prima di subire la digestione anaerobica, un processo microbiologico che prevede il consumo di materia organica e la produzione di metano.
Un gruppo Unicamp propone di trattare i rifiuti con gli ultrasuoni, prima di sottoporli al processo di biodigestione da parte di microrganismi. La strategia aumenta la produzione di metano, che può essere utilizzato per generare elettricità e calore nell’industria stessa. Il residuo del processo finale può essere utilizzato come biofertilizzante.
Con questo pretrattamento si genera un biogas con il 56% di metano, il 27% in più rispetto a quello ottenuto senza l’applicazione degli ultrasuoni. Dopo essere stato purificato in metano, il biogas può essere utilizzato come biocarburante per veicoli con un’impronta di carbonio molto bassa rispetto alle fonti fossili convenzionali.
Il processo innovativo è stato sviluppato presso il Laboratorio di Bioingegneria e Trattamento delle Acque e dei Rifiuti (Biotar) della Facoltà di Ingegneria Alimentare dell’Università Statale di Campinas (FEA-Unicamp). Oltre a produrre biocarburanti, la combustione di metano nei cogeneratori consente di produrre elettricità e calore per l’utilizzo da parte della stessa industria della birra . Il residuo finale del processo si traduce in biofertilizzanti, che possono essere applicati per sostituire i fertilizzanti minerali. I dettagli della metodologia sono stati descritti nel Journal of Cleaner Production .
Il leader del progetto sostenuto da FAPESP , Tânia Forster-Carneiro, spiega che, attualmente, le industrie alimentari hanno un impianto di trattamento delle acque reflue, cosa determinata dalla legge. Non sempre però c’è il trattamento dei rifiuti solidi organici, che solitamente vengono inviati a discariche controllate/sanitarie o, in alternativa, destinati all’alimentazione animale.
Un processo innovativo che aumenta la produzione di metano è stato sviluppato presso il Laboratorio di Bioingegneria e Trattamento delle Acque di Unicamp.
“La ricerca volta a valorizzare i rifiuti solidi organici è preziosa per l’industria e anche per la società. In questo articolo, nello specifico, abbiamo applicato un pretrattamento ad ultrasuoni – una tecnologia ancora incipiente, solitamente applicata su scala di laboratorio – e con ciò abbiamo ottenuto una maggiore produzione di metano. I risultati sono stati molto buoni”, celebra il ricercatore.
Il lavoro ha anche valutato i percorsi di recupero energetico durante tutto il processo, concludendo che l’energia elettrica prodotta dal biogas compensa l’80% di quella necessaria per il pretrattamento ad ultrasuoni e per la digestione anaerobica; generando un surplus di energia termica superiore del 50% rispetto al calore in eccesso che si otterrebbe nel processo senza l’applicazione degli ultrasuoni.
“L’elettricità generata dalla combustione del biogas sarà utilizzata per gli ultrasuoni. Il calore prodotto può essere utilizzato nell’industria per i vari processi che richiedono energia termica. Tutto ciò segue i principi di un’economia circolare per la produzione di alimenti a basse emissioni di carbonio”, spiega Willian Sganzerla, un collega che partecipa al progetto.
Ogni anno vengono prodotte circa 2,8 milioni di tonnellate di bagassa di malto. Nel 2020, il team di Forster-Carneiro ha ottenuto un brevetto per l’applicazione di questo residuo organico nei reattori anaerobici, applicabile all’impianto di trattamento delle acque reflue dell’industria della birra.
“Il processo di digestione anaerobica tratta rifiuti con un elevato carico organico, generando di conseguenza nutrienti e, all’interno del reattore, rimane un biodigest, una frazione solida composta essenzialmente da materiale lignocellulosico trattato ricco di azoto, fosforo, potassio e altri minerali. Nel caso della bagassa di malto, c’è molto azoto e la quantità di proteine sarà elevata, rendendo possibile l’utilizzo di questo residuo come biofertilizzante, che può sostituire l’uso del minerale NPK, un fertilizzante composto da azoto, fosforo e potassio”, spiega Sganzerla.
Fonte: ciclovivo.com.br
