I progetti di ricerca: approccio metodologico e attività svolte

Convegno finale

Biogas, aspetti igienico-sanitari e prodotti DOP

Giovedì 22 ottobre 2015 Centro Internazionale Loris Malaguzzi Via Bligny, 1/4 - 42124 Reggio Emilia

I progetti di ricerca

«BiogasDOP» e

«Biogas_Micotossine_Clostridi»:

attività e approccio metodologico

L. Rossi, S. Piccinini

Centro Ricerche Produzioni Animali – C.R.P.A. S.p.A. RE

GLI ATTORI DEI PROGETTI PRESENTATI

Soggetti finanziatori: MINISTERO AGRICOLTURA REGIONE EMILIA-ROMAGNA Soggetto esecutore: C.R.P.A.- Unità CRPA Lab Partner scientifico: Università Cattolica - Piacenza

In collaborazione con: Consorzio Italiano Biogas

Consorzio Parmigiano Reggiano

Consorzio Grana Padano

6 impianti di biogas associati

OBIETTIVI COMUNI AI DUE PROGETTI

1. Verifica dello STATO IGIENICO SANITARIO del DIGESTATO da biomasse agro-zootecniche sia in IMPIANTI IN SCALA REALE, sia in IMPIANTO

PILOTA di LABORATORIO (mesofilia e termofilia);

2. Verifica degli effetti del processo di digestione anaerobica sulla PRESENZA E SULLA TIPOLOGIA DI SPORE DI CLOSTRIDIUM sia in IMPIANTI IN SCALA REALE, sia in IMPIANTO PILOTA di

LABORATORIO (mesofilia e termofilia)

OBIETTIVI SPECIFICI DEL PROGETTO

«Biogas_Micotossine_Clostridi»

3. Verificare il comportamento in digestione anaerobica di farine di mais CONTAMINATE DA MICOTOSSINE (AFLATOSSINE) e la LORO EVENTUALE PERSISTENZA nei digestati da destinare all’uso agronomico in

IMPIANTO PILOTA di LABORATORIO (mesofilia) 4. Verificare il comportamento in STOCCAGGIO E

DISTRIBUZIONE IN CAMPO DI DIGESTATO CON

MICOTOSSINE

PIANO DI MONITORAGGIO

Aspetti microbiologici

Per quanto concerne i MICRORGANISMI INDICATORI dello stato igienico-sanitario di matrici e digestato, il piano di monitoraggio ha previsto la determinazione di:

 Escherichia Coli

 Streptococchi fecali (Enterococchi);

 Salmonella (ass/pres)

«Microrganismi indicatori» previsti dalle normative nazionali ed europee vigenti.

Laboratori Iren Acqua Gas SpA

Laboratorio di Reggio Emilia

PIANO DI MONITORAGGIO

Aspetti microbiologici

Per quanto concerne i CLOSTRIDI, il piano di monitoraggio ha previsto:

 conteggio spore di Clostridium su biomasse in ingresso, sul digestato e le sue frazioni

 isolamento e identificazione di specie di clostridi presenti (in particolare Clostridium tyrobutyricum, Clostridium butyricum e Clostridium sporogenes) di interesse del settore lattiero-caseario e non solo

Istituto di Microbiologia lattiero-casearia

Università Cattolica del Sacro Cuore - PC

PIANO DI MONITORAGGIO

FUNGHI E MICOTOSSINE

Per quanto concerne FUNGHI E MICOTOSSINE, il piano di monitoraggio ha previsto:

 contenuto di SPORE E FUNGHI di Aspergillus flavus e parassiticus e Fusarium su biomasse in ingresso e sul digestato

 Contenuto AFLATOSSINE (AFB1, AFB2) e

FUMONISINE su biomasse in ingresso e sul digestato

Dipartimento di Scienze delle Produzioni Vegetali Sostenibili (DIPROVES)

Istituto di Scienze degli Alimenti e della Nutrizione

Università Cattolica del Sacro Cuore - PC

Sistema costituito da :

- 3 digestori anaerobici in acciaio (23 l) con tre accessi (carico biomasse solide e liquide, scarico digestato), miscelati da eliche azionate da motori elettrici;

- termostatazione reattori con serpentine elettriche;

- 3 trasduttori per rilevamento della pressione nello spazio di testa di ciascun digestore;

- 3 guardie idrauliche (GI) che durante lo scarico del biogas evitano l'ingresso di aria;

- 3 elettrovalvole (EV) per scarico biogas,;

- datalogger per pressione e temperatura;

- quadro elettrico di controllo;

- analizzatore qualità biogas.

TEST IN CONTINUO: IMPIANTO PILOTA

EV+ GI

Carico biomasse liquide

Scarico

Sensori pressione

Carico

biomasse

solide

TEST IN CONTINUO: impostazione prove parametri igienico-sanitari e Clostridi

TESI - Rapporto peso TQ (%)

LB LB-SM LB-SM+PB

Liq. bovino 100 90 80

Silomais -- 10 15

Polpe bietola -- -- 5

TESI - Rapporto peso SV (%)

LB LB-SM LB-SM+PB

Liq. bovino 100 59 41

Silomais -- 41 48

Polpe bietola -- -- 11

Mesofilia Termofilia

Temperatura (°C) 38±0,2°C 51±0,5°C HRT (giorni)* 50 (30) 35 (21) COV (kgSV/m ³ *die) 2,0-2,5 2,8-3,4

3 cicli ripetuti per tesi

Durata: 70-85

giorni

TEST IN CONTINUO: impostazione prove AFLATOSSINE

Mesofilia

Temperatura (°C) 38±0,2°C HRT (giorni) 50

3 cicli ripetuti per tesi

Durata: 55-83 giorni

Rapporto peso tal quale (%)

LB-SM+F_esente LB-SM+F_AFLA 1 LB-SM+F_AFLA 2

Liq. bovino 45 45 45

Silomais 45 45 45

Farina mais 10 10 10

Rapporto peso SV (%)

LB-SM+F_esente LB-SM+F_AFLA 1 LB-SM+F_AFLA 2

Liq. bovino 10 10 10

Silomais 59 59 58

Farina mais 31 31 32

Area Codifica Matrici Tipologia Pel (kW)

HRT (giorni) PR IMPIANTO 1

Effluenti bovini + insilati

CSTR,

Mesofilia 999 45 – 50 GP IMPIANTO 2

Effluenti bovini+

insilati+sottopr.

CSTR,

Mesofilia 750 100-120 PR IMPIANTO 3 Effluenti bovini

CSTR,

Mesofilia 330 30-35 GP IMPIANTO 4

Effluenti bovini +insilati+sottopr.

CSTR,

Mesofilia 999 90-100 PR IMPIANTO 5

Effluenti bovini + +insilati+sottopr

CSTR,

Termofilia 526 65 - 70 GP IMPIANTO 6 Effluenti bovini

CSTR,

Mesofilia 99 45-50

GLI IMPIANTI DI BIOGAS IN SCALA REALE oggetto di MONITORAGGIO - 1

Durata monitoraggio: 8 sessioni di campionamento

in 10 mesi circa (da maggio 2014 a febbraio 2015)

Attività in scala reale

PIANO DI MONITORAGGIO

Biomasse campionate

1) Siero di latte. 2)Farina di mais, scarti di caffè. 3)Farina di mais, melasso

Liquame bovino/

Frazione solida da S/L

Letame bovino

Insilati (mais, sorgo, triticale)

Altro (farine o sottopr. )

Digestato tal quale

Digestato solido

Digestato chiarifica

-to

Digestato in stoccaggio

Abbr.

LiqB/Se

pB LetB

InsM/

InsS/

InsT -- Dtq Dsol Dliq Dstoc

IMP. 1 x/x x x/../.. -- x x x x

IMP. 2 x/.. x x/x/.. 1) x x x x

IMP. 3 x/.. x -- -- x x x x

IMP. 4 x x x/x/x 2) x x x x

IMP. 5 x/x x x 3) x x x x

IMP. 6 x/.. x -- -- x x x x

Circa 340 campioni analizzati in totale – 8 sessioni di

campionamento in 10 mesi circa

PRESENTAZIONE DEI RISULTATI

Buon ascolto!