Approcci biotecnologici per la produzione di biogas da residui agro-alimentari

The poor degradability of the lignocellulosic matrix represents a significant problem for the development of technologies for the production of biogas through anaerobic digestion of agri-food waste. To preserve the technology and take advantage of the investment opportunities of this historical time, enzymatic treatments have been developed to facilitate the digestion of the lignocellulosic matrix, improving the yield as well as the convenience of the process. This experiment was conducted in laboratory-scale batch biodigesters, fed by agri-food wastes containing lignocellulosic components and the addition of three enzymatic mixtures specifically developed to optimize digestion, named CG, C4, HC, at three different dilutions: 20%, 100%, 500% of the concentration recommended by the supplier. BMP (Biochemical Methane Potential) tests were conducted to evaluate the mixtures and establish which was the most efficient, according to four parameters: total and specific productivity of biomethane, its final concentration and the instantaneous production rate. The results obtained established the 100% CG solution to be the best one, which proved to be more suitable for increasing biogas production rather than increasing the biomethane fraction within the gas. However, an inhibiting effect was identified for all mixtures which is supposed to be determined by their formulation but will require further studies to be fully characterized.

La scarsa degradabilità della matrice lignocellulosica rappresenta una complicazione rilevante allo sviluppo delle tecnologie per la produzione di biogas tramite digestione anaerobica di residui agro-alimentari. Per preservare la tecnologia e sfruttare le opportunità di investimento caratterizzanti questa epoca storica, sono stati sviluppati trattamenti enzimatici per agevolare la digestione della matrice lignocellulosica, migliorando la resa nonché la convenienza dell’intero processo. Questo esperimento è stato condotto in biodigestori batch in scala di laboratorio, alimentati da residui agro-alimentari con componente lignocellulosica e addizionati a tre miscele enzimatiche specificatamente sviluppate per ottimizzarne la digestione, nominate CG, C4, HC, a tre diluizioni differenti: 20%, 100%, 500% rispetto alla concentrazione raccomandata dal fornitore. Sono stati condotti dei test BMP (Biochemical Methane Potential) per valutare le miscele e stabilirne la più efficiente, secondo quattro parametri: produttività totale e specifica del biometano, la sua concentrazione finale e la velocità istantanea di produzione. I risultati ottenuti hanno stabilito il primato della soluzione 100% CG, dimostratasi più indicata per l’aumento della produzione di biogas piuttosto che l’incremento della frazione di biometano. Tuttavia, per tutte le miscele è stato identificato un effetto inibente che si suppone essere determinato dalla formulazione delle stesse, il quale richiede ulteriori studi per essere caratterizzato pienamente.