Trattamento digestato con prototipo SSICA (SSICA)
Il prototipo SSICA è in grado di concentrare il digestato, separando la fase acquosa contenente la maggior parte dell’ammoniaca dalla fase semisolida palabile che viene a sua volta pastorizzata con azione battericida. Al fine di migliorare l’efficienza energetica di processo di evaporazione, tale processo viene effettuato in un evaporatore a due effetti. La fase liquida così separata viene sottoposta ad un trattamento di acidificazione per formare una soluzione diluita di Sali di Ammonio e quindi ad un processo di osmosi inversa per separare un “ritentato” contenente detti Sali in forma concentrata ed un permeato di qualità (effluente acquoso), tale da poter essere scaricato in acque superficiali senza ulteriori trattamenti, altrimenti riutilizzato in azienda, essendo un’acqua esente da sali minerali, o neicircuiti dei due impianti. Il prototipo concentratore nella realtà aziendale sfrutterebbe per il funzionamento l’energia termica prodotta dal cogeneratore del biogas o dal pirogassificatore.
Carbonizzazione
Presso la centrale termica dell’Università degli Studi di Parma si trova un micro carbonizzatore innovativo dotato di un sistema di alimentazione specifico per i residui colturali provenienti dalle aziende agricole. L’innovazione tecnologica del prodotto consiste nella possibilità di carbonizzare, senza pretrattamento, materie di scarto delle filiere agroalimentari come fonte sostenibile di energia termica ed elettrica; il processo converte la materia organica in fonte di energia rinnovabile (syngas), con produzione di biochar da usare come ammendante per il sequestro di carbonio nei suoli agricoli. In PARMORIZZZIONE il materiale di partenza con cui alimentare il prototipo sarà il concime organico palabile ottenuto dal concentratore di SSICA.
Prove agronomiche
I campi prova verranno realizzati presso l’azienda agricola Porta Camillo e l’Azienda Agraria Sperimentale Stuard, su diverse colture: frumento, pomodoro, pisello proteico. Il disegno sperimentale che verrà adottato prevede 5 trattamenti di fertilizzazione con diverse matrici sia in singolo che in miscela tra di loro:
1- con biochar alla dose 20 t/ha,
2- con concime organico palabile (19%)
3- con biochar + Sali di ammonio
4- con concime organico palabile (19%) + Sali di ammonio
5-tesi aziendale
Tali trattamenti di fertilizzazione verranno replicati 3 volte per un totale di 15 parcelle per ogni coltura. Alla fine verranno effettuati i rilievi agronomici caratteristici di ogni coltura per confrontare le diverse tesi.
Analisi di Laboratorio
I partner di ricerca effettueranno diversi tipi di analisi:
Analisi sul biochar per il suo utilizzo come ammendante
-Caratteristiche chimiche e fisiche
– Eventuale presenza di contaminanti inorganici mediante analisi ICP massa.
– Aspetti morfologici mediante microscopia ottica ed elettronica a scansione con microanalisi (SEM/EDX)
– Prove di fitotossicità su diversi vegetali mediante test standardizzati per studiare la germinazione dei semi e l’accrescimento radicale.
– Efficacia del biochar in termini di miglioramento del rendimento colturale
-Individuazione accostamento ideale tipologia biochar/coltura
– Efficacia del biochar in rapporto alla quantità/ha
– Analisi sul suolo dopo trattamento con ammendanti:
o Contenuto di sostanza organica
o Granulometria
o pH e conducibilità
o Analisi del contenuto di metalli con spettrometria ad assorbimento atomico
Analisi polifenoli nel TAR
Sul TAR/bio-olio ottenuto dal processo di pirolisi, sarà condotto uno screening in spettrometria di massa per la comprensione del profilo in composti fenolici e polifenolici con cromatografia liquida UHPLC accoppiata a spettrometria di massa in alta risoluzione. I dati ottenuti saranno confrontati con il database già esistente presso l’Istituto di Chimica Agraria ed Ambientale integrato,
valorizzando la componente maggiormente correlata al processo pirolitico, seguita da conferma dei composti fenolici attraverso correlazione strutturale con lo spettro di massa tandem. La caratterizzazione della componente volatile del TAR da pirolisi attraverso (HSGC/MS) completa l’analisi.
Il TAR attualmente è largamente trascurato, nonostante possa rappresentare una importante fonte di composti fenolici e polifenolici, inclusa la vanillina, che possono esser valorizzati sia come intermedi per fine chemicals dell’industria alimentare, che come materiale finito ricco in composti antiossidanti. Sebbene siano in studio vari processi tecnologici per la produzione di vanillina da materiale ricco in lignina, la possibilità di recuperare il TAR assume una importanza strategica.
Analisi del Digestato e prodotti del prototipo SSICA
-Analisi digestato tal quale
-Analisi Condensato- permeato-retentato
-Caratterizzazione dell’effluente (digestato), in termini di consistenza, caratteristiche chimiche, contenuto di composti ammoniacali.