Descrizione del processo della linea di digestione

La tecnologia per biogas della MT-Energie si basa su un processo a ciclo continuo a due stadi. Di norma occorrono almeno 3 serbatoi: un fermentatore, un serbatoio di post-digestione e un serbatoio per l’accumulo del substrato digerito (vedi fig. a destra "Planimetria Impianti Biogas").

Il processo si differenzia dalla definizione classica dell’impianto a due stadi nella misura in cui sia il fermentatore, che il serbatoio post-digestione, predispongono le stesse condizioni ambientali per i batteri. Per quanto riguarda le condizioni dell’ambiente, si può sostenere sinteticamente che il fermentatore presenta un ambiente quasi privo di ossigeno e che il substrato ha una temperatura costante in campo mesofilo (40-42°C) e un valore pH in campo neutro (6,7- 7,2).

Progetto di un impianto a biogas

Non si verifica dunque la rigida separazione tra l’idrolisi e l’acidogenesi da una parte, e tra l’acetogenesi e la metanogenesi dall’altra. I due stadi garantiscono piuttosto la massima resa di gas. Nel secondo stadio si ricava ancora il 20% del possibile rendimento di gas, sicché è sempre assicurato un ammortizzamento del secondo stadio.

In linea di principio, tutte le sostanze organiche sono adatte ad essere utilizzate come substrati. Questi possono essere costituiti da rifiuti dell’industria alimentare, effluenti di allevamento, materie prime rinnovabili delle attività agricole o sostanze analoghe. Attualmente, sulla base dei punti cardine della legge tedesca sulle energie rinnovabili, si ricorre prevalentemente al silaggio.

L’apporto continuo del substrato si effettua, nel caso di sostanze solide, mediante il dispositivo di alimentazione diretta MT-Fortis®. Con l’aiuto del cassone a fondo scorrevole, la sostanza viene condotta alle coclee di riempimento con la minore movimentazione possibile e quindi con ridotti consumi di corrente quiescente. Il cassone poggia su barre di pesatura, che consentono dunque al sistema di controllo dell'impianto di seguire con precisione il processo di alimentazione. Il caricamento di eventuali liquidi avviene in modo diretto.

I serbatoi di fermentazione sono realizzati in cemento armato precompresso o gettato in opera resistente agli acidi e con armatura doppia. Diametro e altezza dipendono dalle rispettive condizioni. Si propongono impianti con dimensioni a partire da 250 kWel. Fermentatori e serbatoi di post-digestione sono isolati lungo le pareti con dello Styropor e sul fondo con dello Styrodur. Per la protezione contro le intemperie, le pareti sono rivestite con lamiera grecata. (vedi fig. a destra "Bordo del serbatoio dall’alto")

In linea di principio, l’allestimento tecnico dei singoli serbatoi è molto simile. I mescolatori sono del tipo ad immersione regolabili, all’occorrenza, angolarmente e in altezza. Una parte mescola in orizzontale, almeno una anche in verticale, al fine di evitare un deposito a strati. (vedi fig. a destra "Vista interna serbatoio con mescolatore")

Il dispositivo di riscaldamento del fermentatore è quello delle dimensioni maggiori, poiché l’apporto di substrato fresco causa l’aggiunta continua di materiale freddo. Il sistema di riscaldamento a parete, costituito da tubi in PE e resistente alla corrosione, viene montato a 10 cm dalla parete in cemento armato al fine di prevenire le screpolature da tensione. Il serbatoio di stoccaggio, il cosiddetto serbatoio per l’accumulo del substrato digerito, non è né isolato, né rivestito, né è dotato di un dispositivo proprio di riscaldamento. 

Nonostante la ridotta formazione di gas residuo, questo serbatoio è spesso dotato di una copertura pressostatica, che consente di creare un serbatoio di gas e un vano di desolforazione supplementare. I serbatoi sono coperti, anziché da un tetto, da una copertura pressostatica. Questa è costituita da due membrane in plastica sovrapposte. Quella inferiore è a tenuta di gas. Quella superiore è resistente alle intemperie. L’immissione di aria tra le due membrane consente di conferirgli una forma esterna stabile. La membrana interna si tende in misura più o meno ampia in funzione del livello di gas stoccato all’interno del serbatoio.

Bordo del serbatoio visto dall’alto 

Vista dell’interno di un serbatoio con mescolatore 

Mediante il troppopieno o il sistema di pompe il substrato giunge nel successivo serbatoio. All’occorrenza il sistema di pompe automatizzato permette di trasportare il substrato da un serbatoio all’altro. La pompa a passo elicoidale eccentrico è collocata, insieme al dispositivo di controllo dell’impianto e alla cassetta di distribuzione, nel vano pompe tra 2 serbatoi. In questo modo, con un risparmio di materiale e spazio, viene creata una zona di lavoro che comprende tutti gli elementi di comando (vedi fig. a destra "Vano pompa").

La desolforazione avviene mediante batteri che infestano una rete posta sotto la membrana di accumulo. (vedi fig. a destra "membrana di accumulo") Prima di essere trasformato in corrente in una centrale termoelettrica a blocco, il gas viene anche raffreddato e deumidificato. Una parte del calore prodotto durante la combustione viene recuperato nel processo di fermentazione. La parte residua può essere utilizzata all’esterno.

Vano pompa