Università degli Studi di Napoli Federico II
Scuola Politecnica e delle Scienze di Base
Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente e il Territorio
Indagini sperimentali volte alla valorizzazione per via fotofermentativa di reflui dell’industria vinicola
Relatore:
Ch.mo Prof. Ing. Massimiliano Fabbricino Correlatore:
Dott. Ing. Vincenzo Luongo
Candidata:
Grazia Policastro M67/352
PHOTO-FERMENTATION
PHOTO-FERMENTATION
UTILIZZO DI BIOMASSE
UTILIZZO INTELLIGENTE
DEI RIFIUTI
PHOTO-FERMENTATION
PHOTO-FERMENTATION
PHOTO-FERMENTATION
• 50 milioni di ettolitri/anno prodotti
• 18 milioni ettolitri/anno esportati
• 13 miliardi di fatturato
PHOTO-FERMENTATION
Processo biologico condotto dai batteri rossi non sulfurei (PNSB)
• Degradazione di Sostanza Organica
• Assenza di ossigeno
• Assenza di azoto molecolare
• Presenza di luce
PHOTO-FERMENTATION
• COD inferiore a 6.4 Kg COD m-3d-1
• NH4+ inferiore a 2 mM
• pH in un range tra 6.5 e 7.5
• NO polifenoli
• Intensità luminosa inferiore a 40 klux
INDAGINI SPERIMENTALI
sperimentazioni in scala di laboratorio atte a quantificare la produzione di idrogeno ottenuta tramite una coltura mista di batteri rossi non sulfurei.
CHO
|
C|
| |
| C |
|
| C |
| C |
|
CH2OH
|
H
H H H
OH OH OH HO
GLUCOSIO, 2.94 g/L SCARTI VINICOLI, 5.3 mL/L
Terreno di coltura (Bianchi et al., 2010)
INDAGINI SPERIMENTALI
Glu1 Glu2
G1 G2
G6J G7J G8 G9
V1 V2 V3 V4
V5 V6 V7 V8
pH corretto
NH4+
CARATTERIZZAZIONE PRETRATTAMENTI
INDAGINI SPERIMENTALI
G3 G4 G5 G6 G7
V9 V10
• Bottiglie in vetro trasparente 500 mL (V lavoro = 400 mL)
• Chiusura ermetica con tappi a vite
• Regime batch
• Agitazione costante a 250 r.p.m.
• Illuminazione costante a 4000 lux
• Condizioni anaerobiche
• Gas prodotto
• Caratteristiche costitutive substrato organico
• Crescita della biomassa
• pH
G8
Data d’inizio 21/05/2018
Data di fine 22/06/2018
Durata [d] 32
Substrato glucosio
Yield H2[mL/L] 496
5 5,5 6 6,5 7 7,5 8
0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 300,00 350,00 400,00 450,00
0 5 10 15 20 25 30 35
pH [-]
H2 [mL]
Time [d]
H2 PH
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
0 5 10 15 20 25 30 35
TSS [g/L]
Time [d]
TSS
0 100 200 300 400 500 600
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500
0 5 10 15 20 25 30 35
VFAs [mg/L]
Glucose [mg/L]
Time [d]
Su Acetate Butyrate
Lactate Propionate Formiate
pH inalterato
G6J
Data d’inizio 15/05/2018
Data di fine 22/06/2018
Durata [d] 38
Substrato glucosio
Yield H2[mL/L] 963
5 5,5 6 6,5 7 7,5 8
0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 300,00 350,00 400,00 450,00
0 5 10 15 20 25 30 35 40
pH [-]
H2 [mL]
Time [d]
H2 PH
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
0 5 10 15 20 25 30 35 40
TSS [g/L]
Time [d]
TSS
0 100 200 300 400 500 600 700
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500
0 5 10 15 20 25 30 35 40
VFAs [mg/L]
Glucose [mg/L]
Time [d]
Su Acetate Butyrate
Lactate Propionate Formiate
pH corretto
0 50 100 150 200 250 300 350
0 200 400 600 800 1000 1200
0 5 10 15 20
EtOH-VFAs [mg/L]
Glucose [mg/L]
Time [d]
Su Acetate EtOH Lactate Propionate Formiate
V2
Data d’inizio 06/06/2018
Data di fine 22/06/2018
Durata [d] 16
Substrato Reflui vinicoli
Yield H2[mL/L] 510
0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 300,00
0 5 10 15 20
Volume [mL]
Tiime[d]
CO2 TOT H2
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
0 5 10 15 20
TSS [g/L]
Time [d]
TSS
Glutammato di sodio
0 50 100 150 200 250 300 350
0 200 400 600 800 1000 1200
0 5 10 15
EtOH-VFAs [mg/L]
Glucose [mg/L]
Time [d]
Su Acetate EtOH Lactate Propionate Formiate 0
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
0 5 10 15
TSS [g/L]
Time [d]
TSS 0,00
20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00
0 5 10 15
Volume [mL]
Tiime[d]
CO2 TOT H2
V7
Data d’inizio 05/07/2018
Data di fine 18/07/2018
Durata [d] 13
Substrato Reflui vinicoli
Yield H2[mL/L] 262
Cloruro di ammonio
385;
68%
183;
32%
G6J
H2 CO2
198;
57%
151;
43%
G8
H2 CO2
204;
85%
35;
15%
V2
H2 CO2
105;
94%
6,65;
6%
V8
H2 CO2
Produzione quantitativa
Qualità del gas
G6J G8 V2 V8
963 mL/L 496 mL/L 510 mL/L 262 mL/L
PHOTO-FERMENTATION
Versatilità del processo
Produzioni di idrogeno rilevanti
Possibilità di ottenere ulteriori prodotti ad elevato valore aggiunto
