Fermentazione acidogenica di matrici miste di origine urbana per la produzione di acidi grassi volatili (VFA): effetto del tempo di residenza idraulico in condizioni termofile

Abstract

Metodologia di lavoro. Il lavoro si articola su diverse runs di processo, in condizioni di fermentazione anaerobica termofila, su substrati organici di origine urbana. In particolare, verrà valutata la produzione di VFA in reattori di laboratorio (800 ml) a partire da miscele di “fanghi di depurazione-food waste”. I processi verranno monitorati su 3 differenti tempi di residenza idraulici (HRT).

Parte sperimentale prevista. Test di fermenazione acidogenica in condizioni termofile tramite colture microbiche miste in reattori CSTR di laboratorio. La parte sperimentale prevede una fase iniziale di caratterizzazione delle diverse matrici (prima e dopo eventuale idrolisi termica) e il successivo avvio dei test fermentativi in parallelo. Questi ultimi verranno effettuati su una matrice composita (“fanghi-food waste”), in corrispondenza di tre differenti HRT (4-5-6 giorni).

Area di ricerca. Impianti chimici (09/D3) – Processi biochimici industriali

Risultati attesi. La fermentazione acidogenica di matrici organiche di scarto permette l’ottenimento di prodotti con un loro valore economico nel rispettivo mercato di interesse. I VFA rappresentano una tipologia di tali prodotti, e la loro produzione verrà investigata su diverse matrici di origine urbana, in bioreattori termofili a diversi tempi di residenza. Eventuali pre-trattamenti (termico o alcalino) incentivano l’idrolisi della sostanza organica con successiva solubilizzazione, utile all’incremento del COD solubile e alla sua successiva conversione in VFA nello step successivo di fermentazione. I diversi HRT investigati, indicheranno la migliore condizione attuabile su una maggiore scala, in termini di concentrazione finale di VFA ottenibile (10-20 gCOD/L) e rapporto VFA/COD solubile (0.6-0.8 COD/COD). Attenzione particolare verrà data alla tipologia di VFA prodotti, soprattutto C5-C6 (a maggior valore di mercato) e al rapporto tra i VFA a catena pari (numero pari di atomi di carbonio) e VFA a catena dispari, caratteristica particolarmente importante nell’ottica di utilizzo di tali VFA per la sintesi microbica di biopolimeri.