Studio del processo di fermentazione anaerobica per la produzione di bio-idrogeno e acidi grassi volatili da matrici di scarto derivanti da processi di produzione del vino

Abstract

La produzione di energia e molecole piattaforma da matrici di scarto e rinnovabili risulta essere oggi più che mai un processo di vitale importanza all’interno del grande tema della transizione ecologica e di economia circolare che si sta perseguendo negli ultimi anni. L’obbiettivo del seguente lavoro di tesi è quello di andare incontro a tale esigenza. Lo scopo delle sperimentazioni è stato quello di misurare, attraverso processi fermentativi, la produzione di idrogeno e acidi grassi volatili (AGV) a partire da fecce di vinificazione e fanghi di depurazione. Al fine di monitorare il potenziale di produzione di idrogeno è stato fatto un test batch a 3 differenti carichi organici: 23.6 gCOD/L, 31.5 gCOD/L e 39.4 gCOD/L. A valle delle rese di questo primo esperimento è stato testato l'utilizzo di un inoculo (pretrattato e non) per verificare l’effetto di questo sulla conversione a idrogeno e sulla produzione di acidi grassi volatili. Dai risultati ottenuti nel primo test batch, la condizione a carico organico pari a 23.6 gCOD/L è stata definita come quella più efficiente in termini di produzione di acidi grassi e biogas. Per questo motivo il carico organico di questa condizione è stato scelto anche per il secondo test batch. Per quanto riguarda le rese in idrogeno, non sono state notate importanti differenze per le condizioni analizzate. Nel secondo test batch, l'utilizzo di un inoculo, pretrattato o meno, ha permesso una maggiore produzione di acidi grassi rispetto a non utilizzarlo. Infine, le migliori condizioni individuate nei test batch sono state sperimentate in regime di alimentazione semi-continuo in un reattore da 4,5 L con un carico organico pari a 25 gCOD/L ed un tempo ritenzione idraulica di 3 giorni. Al fine di valutare la produzione di idrogeno, il test è stato condotto senza il controllo del pH nella prima fase e con il controllo del pH nella seconda.