{"id":4819,"date":"2023-01-13T15:38:44","date_gmt":"2023-01-13T15:38:44","guid":{"rendered":"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/?p=4819"},"modified":"2023-09-11T09:15:35","modified_gmt":"2023-09-11T09:15:35","slug":"biogas-cosa-e-come-viene-prodotto","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/2023\/01\/13\/biogas-cosa-e-come-viene-prodotto\/","title":{"rendered":"Biogas: cosa \u00e8, produzione e finalit\u00e0"},"content":{"rendered":"\n

Con il passare del tempo \u00e8 sempre pi\u00f9 importante considerare il fatto che sul pianeta esiste una quantit\u00e0 di petrolio limitata<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

Il biogas <\/strong>\u00e8 una valida alternativa al petrolio, in quanto si tratta di una fonte energetica secondaria<\/strong> ottenuta da risorse rinnovabili e convertite in “energia”.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

Che cosa \u00e8 il biogas<\/h2>\n\n\n\n

Il biogas \u00e8 una miscela gassosa prodotta da batteri metanogenici attraverso la fermentazione anaerobica di materia organica<\/strong>. Il processo viene effettuato in digestori<\/a> mantenuti a temperature comprese tra 30 e 65 \u00baC. Il biogas contiene principalmente due componenti: metano (CH4<\/sub>) e anidride carbonica (CO2<\/sub>)<\/strong>. Esistono, tuttavia, anche altri composti in traccia, come l’idrogeno solforato (H2<\/sub>S), l’idrogeno (H2<\/sub>), l’azoto (N2<\/sub>), l’ammoniaca (NH3<\/sub>), l’ossigeno (O2<\/sub>) e il monossido di carbonio (CO), ma le quantit\u00e0 di queste specie sono molto ridotte rispetto a CH4<\/sub> (55-70%) e CO2 <\/sub>(30-45%).<\/p>\n\n\n\n

A cosa serve il biogas<\/h2>\n\n\n\n

Il biogas permette di valorizzare e sfruttare biomasse di scarto e sottoprodotti<\/strong> per una serie di applicazioni, dalla produzione di energia elettrica e di calore<\/strong> per uso domestico <\/strong>(es: teleriscaldamento) e industriale<\/strong> all\u2019immissione nella rete di gas naturale, o all\u2019uso come carburante per alimentare i veicoli a motore<\/strong>, al pari del gas naturale o del metano di origine fossile.<\/p>\n\n\n\n

Inoltre, consente di diminuire le emissioni di anidride carbonica<\/strong>, perch\u00e9 la combustione del biogas non produce ulteriore CO2<\/sub><\/strong> rispetto a quella gi\u00e0 utilizzata in precedenza dalle biomasse vegetali o animali di partenza, a differenza dei combustibili fossili che la producono ex novo.<\/p>\n\n\n\n

Come viene prodotto il biogas<\/h2>\n\n\n\n

La produzione di biogas mediante digestione anaerobica<\/strong> si compone di quattro fasi<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

  1. Il primo passaggio, l\u2019idrolisi, trasforma i polimeri organici in catene di zuccheri, amminoacidi e acidi grassi pi\u00f9 piccole. Questo processo pu\u00f2 richiedere anche diverse ore o giorni.<\/li>
  2. Nella seconda fase, l\u2019acidogenesi, i composti solubili derivati dall\u2019idrolisi vengono metabolizzati dai microrganismi acidogenici fermentanti, portando alla formazione di acidi organici. Esempi di questi intermedi sono l\u2019acido piruvico, acido butirrico, acido acetico e acido propionico. In questa fase vengono prodotti anche gli acidi grassi volatili (VOF).<\/li>
  3. La terza fase, l’acetogenesi, utilizza i prodotti dell’acidogenesi per una reazione endoergonica. Durante questa fase, si possono formare diversi prodotti a seconda della pressione parziale dell’idrogeno nella reazione e i VOF vengono scomposti in acetato e idrogeno gassoso.<\/li>
  4. L’ultima fase, la metanogenesi, rappresenta la conclusione della catena trofica anaerobica.<\/li><\/ol>\n\n\n\n

    La produzione di CH4<\/sub> pu\u00f2 avvenire attraverso differenti meccanismi, in relazione alle condizioni anaerobiche. Le molecole di carbonio nella biomassa vengono, dunque, convertite in anidride carbonica e metano.<\/p>\n\n\n\n

    Il processo di fermentazione<\/strong> \u00e8 molto complesso e possono subentrare numerose interferenze, anche solo per piccole variazioni di temperatura o della concentrazione del substrato, che causa un riadattamento dei microorganismi con un conseguente blocco dell\u2019impianto. Tutte le fasi di questo processo devono funzionare con il massimo sincronismo per garantire la riuscita della fase successiva. La regolazione e il monitoraggio continuo dei parametri del sistema di digestione sono quindi fondamentali<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

    Produzione del biogas: il rapporto FOS\/TAC<\/h2>\n\n\n\n

    Il rapporto FOS\/TAC \u00e8 uno dei parametri pi\u00f9 comunemente utilizzati per monitorare la produzione di biogas<\/strong>. <\/p>\n\n\n\n

    L\u2019acronimo FOS sta per \u00abFl\u00fcchtige Organische S\u00e4uren\u00bb<\/strong> (Acidi Organici Volatili), ed \u00e8 misurato in mg\/l HAc; TAC sta per \u00abTotales Anorganisches Carbonat\u00bb <\/strong>(Capacit\u00e0 Tampone Alcalina), espressa in mg\/l CaCO3<\/sub>.<\/p>\n\n\n\n

    La misura del rapporto FOS\/TAC permette di individuare i fattori che interferiscono con il processo di fermentazione e adottare, quindi, eventuali accorgimenti.<\/p>\n\n\n\n

    Determinazione del COD<\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

    L\u2019efficienza di rimozione del substrato nel corso del processo di digestione anaerobica e, quindi, la sua conversione in biogas pu\u00f2 essere espressa in diversi modi, tra cui anche in relazione alla domanda chimica di ossigeno<\/a> (COD).<\/p>\n\n\n\n

    \"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

    La misura del COD dei substrati prima della fermentazione \u00e8 un passo importante nel calcolo della resa teorica di biogas<\/strong>: uno studio condotto nel 2004 ha rilevato che il letame con una concentrazione iniziale di COD di 53.500 ppm ha prodotto una resa di biogas pi\u00f9 elevata rispetto al letame con una concentrazione di COD di soli 12.000 ppm con questo metodo di valutazione della resa di biogas \u00e8 per\u00f2 difficile chiudere i bilanci di massa, perch\u00e9 non tutto il COD \u00e8 biodegradabile ed \u00e8 quindi possibile effettuare solo una stima delle frazioni di COD che sono pi\u00f9 o meno facilmente biodegradabili.<\/p>\n\n\n\n

    Rapporto FOS\/TAC<\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

    Misure regolari degli acidi organici volatili (FOS)<\/strong> e del carbonio inorganico totale (TAC)<\/strong> (ovvero la capacit\u00e0 tampone del carbonio) hanno dato ai laboratori la possibilit\u00e0 di monitorare la stabilit\u00e0 del sistema di digestione. Sebbene ogni impianto definisca quale deve essere il proprio rapporto ottimale, nella pratica un rapporto FOS\/TAC pari a 0,3\u20130,4 \u00e8 considerato normale,<\/strong> perch\u00e9 garantisce una buona resa di metano.<\/p>\n\n\n\n

    La stabilit\u00e0 del processo di digestione pu\u00f2 essere verificata sia monitorando il TAC che il FOS, ma \u00e8 analizzando il rapporto tra i due parametri che si ottiene una stima reale dell\u2019efficienza del processo. Il FOS\/TAC \u00e8 comunemente usato anche perch\u00e9 pi\u00f9 rapido e meno costoso di altre determinazioni che servono a definire qualit\u00e0 degli impianti di biogas.<\/p>\n\n\n\n

    Per trovare il valore FOS\/TAC, viene utilizzato un campione rappresentativo del substrato<\/strong>. Tutto il particolato viene rimosso mediante filtrazione o centrifuga e tutta la preparazione del campione deve essere eseguita nello stesso modo. Il volume di substrato pi\u00f9 comunemente utilizzato \u00e8 di 20 ml, ma pu\u00f2 essere diluito in acqua, se la quantit\u00e0 non risulta sufficiente.<\/p>\n\n\n\n

    Il TAC viene misurato titolando il campione a pH 5,0 con 0,1 N di acido solforico in mg\/l CaCO3<\/sub> e pu\u00f2 essere calcolato utilizzando la seguente equazione:<\/p>\n\n\n\n

    TAC = (EP1 x Concentrazione di titolante x 50045) \/ (Volume del campione)<\/em><\/strong><\/p>\n\n\n\n

    dove EP1 \u00e8 il volume del titolante a pH 5,0 in ml. Se c \u00e8 0,1 N e V \u00e8 20 ml, l’equazione pu\u00f2 essere semplificata in:<\/p>\n\n\n\n

    TAC = EP1 x 250 [mg\/L CaCO3<\/sub>]<\/em><\/strong><\/p>\n\n\n\n

    Dopo aver calcolato il TAC, viene utilizzato il metodo Nordmann per determinare il contenuto di FOS titolando un campione di 20 ml da pH 5,0 a pH 4,4 con acido solforico 0,1 N. Usando la seguente equazione, dove B \u00e8 l’acido consumato in ml (cio\u00e8 volume di titolante a pH 5.0 \u2013 volume di titolante a pH 4.4), si ottiene:<\/p>\n\n\n\n

    FOS = [(B x 1,66) \u2013 0,15] x 500 [mg\/L HAc]<\/em><\/strong><\/p>\n\n\n\n

    In generale, un valore FOS\/TAC tra 0,3-0,4 \u00e8 considerato ottimale; tuttavia, ogni sistema ha un rapporto unico. Solitamente al di sopra di questo intervallo si verifica un apporto eccessivo di biomassa e al di sotto di questo intervallo un apporto di biomassa insufficiente.<\/p>\n\n\n\n

    L’analizzatore COD di Mantech<\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

    MANTECH <\/strong>produce due strumenti di analisi applicabili per le determinazioni su biogas: l’analizzatore PeCOD per i test COD e BOD<\/a> in modo rapido e sicuro, e i sistemi di titolazione automatizzati della serie MT per la determinazione del rapporto FOS\/TAC.<\/p>\n\n\n\n

    \"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

    L’analizzatore COD PeCOD\u00ae<\/strong> \u00e8 in grado di fornire rapidamente misure accurate di COD senza l’utilizzo di sostanze chimiche nocive. In questo articolo<\/a> abbiamo riportato tutte le caratteristiche di questo sistema.<\/p>\n\n\n\n

    Il titolatori automatici della serie MT di Mantech<\/a> sono invece in grado di misurare e analizzare il rapporto FOS\/TAC<\/strong> da una singola provetta. Il sistema \u00e8 dotato di un software collaudato che permette di eseguire tutto il processo in modo semplice ed affidabile.<\/p>\n\n\n\n

    Di seguito viene riportato un esempio di calcolo del rapporto FOS\/TAC attribuito al campione analizzato in Figura 1<\/em>.<\/p>\n\n\n\n

    \"\"
    Figura 1. Curva di titolazione FOS\/TAC di un campione con 0,1 N H2<\/sub>SO4<\/sub>.<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

    A pH 5,0 il volume del titolante aggiunto \u00e8 di 8,97 ml e a pH 4,4 \u00e8 di 9,81. Quindi il valore di B \u00e8 0,84. Il rapporto FOS\/TAC di questo substrato \u00e8 leggermente inferiore a quello generalmente considerato il livello ottimale.<\/p>\n\n\n\n

    FOS\/TAC = {[(B x 1,66) \u2013 0,15] x 500} \/ (EP1 x Concentrazione del titolante x 50045) \/ (Volume del campione)<\/em><\/strong><\/p>\n\n\n\n

    FOS\/TAC = {[(0,84 mL x 1,66) \u2013 0,15] x 500} \/ (8,97 mL x 0,1 N x 50045 \/ 20 mL)<\/em><\/strong><\/p>\n\n\n\n

    FOS\/TAC = 0,28<\/em><\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Il biogas \u00e8 una valida alternativa al petrolio, in quanto si tratta di una fonte energetica secondaria ottenuta da risorse rinnovabili e convertite in “energia”.<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":4821,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[57,60],"tags":[380],"yoast_head":"\nBiogas: cosa \u00e8, produzione e finalit\u00e0 - FKV<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Il biogas \u00e8 una valida alternativa al petrolio, in quanto si tratta di una fonte energetica secondaria ottenuta da risorse rinnovabili e convertite in energia.\" \/>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/2023\/01\/13\/biogas-cosa-e-come-viene-prodotto\/\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"it_IT\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"Biogas: cosa \u00e8, produzione e finalit\u00e0 - FKV\" \/>\n<meta property=\"og:description\" content=\"Il biogas \u00e8 una valida alternativa al petrolio, in quanto si tratta di una fonte energetica secondaria ottenuta da risorse rinnovabili e convertite in energia.\" \/>\n<meta property=\"og:url\" content=\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/2023\/01\/13\/biogas-cosa-e-come-viene-prodotto\/\" \/>\n<meta property=\"og:site_name\" content=\"FKV\" \/>\n<meta property=\"article:publisher\" content=\"https:\/\/www.facebook.com\/pages\/FKV-SRL\/193967133985052\" \/>\n<meta property=\"article:published_time\" content=\"2023-01-13T15:38:44+00:00\" \/>\n<meta property=\"article:modified_time\" content=\"2023-09-11T09:15:35+00:00\" \/>\n<meta property=\"og:image\" content=\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/wp-content\/uploads\/2023\/01\/FKV_Banner-bio.jpg\" \/>\n\t<meta property=\"og:image:width\" content=\"1024\" \/>\n\t<meta property=\"og:image:height\" content=\"536\" \/>\n<meta name=\"twitter:card\" content=\"summary_large_image\" \/>\n<script type=\"application\/ld+json\" class=\"yoast-schema-graph\">{\"@context\":\"https:\/\/schema.org\",\"@graph\":[{\"@type\":\"Organization\",\"@id\":\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/#organization\",\"name\":\"FKV - Strumenti per Laboratorio\",\"url\":\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/\",\"sameAs\":[\"https:\/\/www.facebook.com\/pages\/FKV-SRL\/193967133985052\",\"https:\/\/www.linkedin.com\/company\/fkv-srl\"],\"logo\":{\"@type\":\"ImageObject\",\"@id\":\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/#logo\",\"inLanguage\":\"it-IT\",\"url\":\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/logo_FKV.png\",\"width\":150,\"height\":86,\"caption\":\"FKV - Strumenti per Laboratorio\"},\"image\":{\"@id\":\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/#logo\"}},{\"@type\":\"WebSite\",\"@id\":\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/#website\",\"url\":\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/\",\"name\":\"FKV\",\"description\":\"\",\"publisher\":{\"@id\":\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/#organization\"},\"potentialAction\":[{\"@type\":\"SearchAction\",\"target\":\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/?s={search_term_string}\",\"query-input\":\"required name=search_term_string\"}],\"inLanguage\":\"it-IT\"},{\"@type\":\"ImageObject\",\"@id\":\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/2023\/01\/13\/biogas-cosa-e-come-viene-prodotto\/#primaryimage\",\"inLanguage\":\"it-IT\",\"url\":\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/wp-content\/uploads\/2023\/01\/FKV_Banner-bio.jpg\",\"width\":1024,\"height\":536,\"caption\":\"biogas cosa \\u00e8\"},{\"@type\":\"WebPage\",\"@id\":\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/2023\/01\/13\/biogas-cosa-e-come-viene-prodotto\/#webpage\",\"url\":\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/2023\/01\/13\/biogas-cosa-e-come-viene-prodotto\/\",\"name\":\"Biogas: cosa \\u00e8, produzione e finalit\\u00e0 - FKV\",\"isPartOf\":{\"@id\":\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/#website\"},\"primaryImageOfPage\":{\"@id\":\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/2023\/01\/13\/biogas-cosa-e-come-viene-prodotto\/#primaryimage\"},\"datePublished\":\"2023-01-13T15:38:44+00:00\",\"dateModified\":\"2023-09-11T09:15:35+00:00\",\"description\":\"Il biogas \\u00e8 una valida alternativa al petrolio, in quanto si tratta di una fonte energetica secondaria ottenuta da risorse rinnovabili e convertite in energia.\",\"inLanguage\":\"it-IT\",\"potentialAction\":[{\"@type\":\"ReadAction\",\"target\":[\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/2023\/01\/13\/biogas-cosa-e-come-viene-prodotto\/\"]}]},{\"@type\":\"Article\",\"@id\":\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/2023\/01\/13\/biogas-cosa-e-come-viene-prodotto\/#article\",\"isPartOf\":{\"@id\":\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/2023\/01\/13\/biogas-cosa-e-come-viene-prodotto\/#webpage\"},\"author\":{\"@id\":\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/#\/schema\/person\/c5c2ae75376c51805613adcb1ea111d8\"},\"headline\":\"Biogas: cosa \\u00e8, produzione e finalit\\u00e0\",\"datePublished\":\"2023-01-13T15:38:44+00:00\",\"dateModified\":\"2023-09-11T09:15:35+00:00\",\"mainEntityOfPage\":{\"@id\":\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/2023\/01\/13\/biogas-cosa-e-come-viene-prodotto\/#webpage\"},\"publisher\":{\"@id\":\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/#organization\"},\"image\":{\"@id\":\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/2023\/01\/13\/biogas-cosa-e-come-viene-prodotto\/#primaryimage\"},\"keywords\":\"Analisi COD\",\"articleSection\":\"Chimico,Petrolifero\",\"inLanguage\":\"it-IT\"},{\"@type\":\"Person\",\"@id\":\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/#\/schema\/person\/c5c2ae75376c51805613adcb1ea111d8\",\"name\":\"Leila\",\"image\":{\"@type\":\"ImageObject\",\"@id\":\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/#personlogo\",\"inLanguage\":\"it-IT\",\"url\":\"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/5164a159b0f29b16a260987c7c6188c7?s=96&d=mm&r=g\",\"caption\":\"Leila\"}}]}<\/script>\n<!-- \/ Yoast SEO plugin. -->","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4819"}],"collection":[{"href":"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=4819"}],"version-history":[{"count":7,"href":"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4819\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":5509,"href":"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4819\/revisions\/5509"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/wp-json\/wp\/v2\/media\/4821"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=4819"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=4819"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=4819"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}