Thilo Lehman ha un’azienda per la produzione di macchinari agricoli in Germania, al confine con la Repubblica Ceca. Nel 2004, dopo la riforma di allora della legge tedesca per le energie rinnovabili che introduceva la possibilità di usare anche colture energetiche per la produzione di biogas, Thilo Lehman vide la necessità di uno strumento in grado di pretrattare il materiale fibroso vegetale in modo non solo da render possibile, ma soprattutto da massimizzare la produzione di biogas anche dalle colture ad alto contenuto di sostanza secca: “Mi son reso conto che era necessario massimizzare la resa di produzione di biogas dalle colture perché questo avrebbe anche significato una minor quantità di terreno dedicato”. Il risultato? Un sistema di pre-trattamento che sfrutta l’attrito della rotazione tra due coclee ingrananti e controrotanti e l’energia termomeccanica che si sviluppa. Tale energia determina lo sfibramento e la frantumazione delle parti cellulosiche e la conseguente lisi cellulare. Cosa significa questo per la produzione di biogas? “Significa che anche quegli zuccheri e quei substrati che in materiali ad alto contenuto di sostanza secca non sarebbero disponibili come substrato, ora lo sono, offrendo ai batteri una nuova alimentazione, una maggiore superficie di sviluppo e quantità di substrato”.
Il vantaggio di un pre-trattamento di questo tipo si nota soprattutto per quei substrati ricchi di materia secca e fibre cellulosiche: paglie di mais o colza, miscanto, insilato di piante intere, sfalci d’erba, scarti della manutenzione del verde urbano, letame paglioso, colture vicine alla maturazione, etc. “Abbiamo fatto dei test con segale ibrida, raccolta dunque come insilato della pianta intera 14 giorni prima del raccolto normale, con il 70% di fibra secca. Con questo pre-trattamento essa ha dato valori di produzione paragonabili ai miscugli mais insilato/segale verde”. Con questo metodo, concettualmente relativamente semplice, non solo si migliora la resa di certi substrati per la produzione del biogas, ma si permette l’utilizzo di nuove sostanze biogene come la cellulosa o materiali contenente emicellulose (paglia, sfalci d’erba, letame ecc.). Il fattore importante è la sostanza secca organica disponibile. E le rese? Le analisi condotte da Lehman indicano che la resa di biogas migliora a seconda del substrato: dell’11% per letame da volatili, del 14% per insilato di mais, del 26% per insilato d’erba. Ma vi è dell’altro: utilizzando substrati pretrattati con questo metodo, si osserva una generale riduzione dei tempi di permanenza nel fermentatore per via di un incremento della velocità nella decomposizione della biomassa e una minore formazione di strati galleggianti e depositi nel fermentatore. Questa doppia coclea si presta particolarmente bene anche per il trattamento dei residui di fermentazione: separazione delle fasi liquido-solido, pellettizzazione del secondo per ottenere combustibile e fertilizzante.
I vantaggi della bioestrusione non si ripercuotono però solo sulla resa nella produzione del biogas, ma hanno una più ampia valenza ambientale: “Ampliando lo spettro di substrati si riesce ad utilizzare anche materiale che non entra in conflitto con la produzione alimentare. Inoltre si migliora il valore del suolo tramite la rotazione libera delle colture”. Secondo Lehman vi è un’ulteriore potenziale di questa tecnologia: andando a operare su materiale fibroso si potrebbe pensare ad una sua preparazione come materia di partenza per la produzione di cartone o bioplastiche. E qui si aprono nuove possibilità di sviluppo per l’ azienda agricola: l’azienda come piccola piattaforma tecnologica in cui accanto alla produzione di alimenti ed energia, si inserisce anche la produzione di materie prime della chimica verde. Le potenzialità di sviluppo sono teoricamente molte, certe volte è solo questione di costi, non di mancanza di idee, ma: “Abbiamo calcolato che con la maggior produzione di biogas lo strumento per la bioestrusione si ripaga in 2-4 anni” .
A cura di Maria Luisa Doldi
