Il biogas è il prodotto finale degli impianti alimentati a biomasse organiche che, sfruttando le fermentazioni ad opera dei batteri anaerobici in ambiente anossico, producono questa miscela composta principalmente da metano, anidride carbonica e acido solfidrico (H2S).
In questi ultimi anni abbiamo imparato molto riguardo il mondo biogas e tutto ciò che vi ruota intorno ma forse, almeno per alcuni, si è sempre più trascurato un fattore di primaria importanza:

Conoscere il processo di digestione anaerobica che porta alla produzione del biogas è di fondamentale importanza per poter attuare le scelte corrette in fase progettuale, attuativa, di ripristino o sviluppo di un impianto.

La scissione microbica dei residui organici in ambiente anaerobico è un processo che avviene spontaneamente in natura. Trattandosi di un fenomeno naturale è molto importante la conoscenza dei fattori che vi entrano in gioco al fine di massimizzare la fermentazione e conseguentemente la produzione di biogas.
Il processo di digestione anaerobica è studiato e applicato con successo in diversi settori agro-industriali al fine di ricavare energia pulita sfruttando le proprietà organiche delle biomasse utilizzate. Esempi largamente diffusi sul territorio posso riguardare il mondo zootecnico che si basa sull’ utilizzo di reflui zootecnici o sottoprodotti di origine agricola; il settore della depurazione delle acque civili e industriali dove viene sfruttato per la stabilizzazione dei fanghi di esubero derivanti la chiarificazione delle acque reflue; infine, negli ultimi anni si sta diffondendo in maniera esponenziale nel settore riguardante il  trattamento e gestione dei rifiuti in impianti a tecnologia FORSU (Frazione Organica del Rifiuto Solido Urbano).

Come funziona la digestione anaerobica?

I processi che entrano in gioco nella digestione anaerobica sono molteplici e si basano sulle attività metaboliche dei microrganismi anaerobici. Il loro nome deriva dalla loro capacità di sopravvivere e riprodursi in ambienti anossici (assenza di ossigeno). A questa categoria appartengono i metanobatteri che si trovano all’interno dei nostri digestori.
Quest’ ultimi sono un gruppo specifico di batteri che rappresenta l’anello finale della catena di degradazione della materia organica. Sono in grado di utilizzare solo un ristretto gruppo di substrati per la produzione di metano e utilizzano i polimeri complessi per svolgere le loro attività metaboliche. Il processo di trasformazione di tali substrati organici complessi in metano avviene attraverso quattro fasi differenti:

  1. Idrolisi: processo attraverso il quale le molecole organiche vengono scomposte in prodotti più semplici quali monosaccaridi, amminoacidi e acidi grassi;
  2. Acidogenesi: processo nel quale avviene un’ulteriore scissione delle molecole in acidi grassi volatili come ad esempio acido acetico, propionico, butirrico e valerico con produzione di ammoniaca, anidride carbonica e acido solfidrico come sottoprodotti;
  3. Acetogenesi: processo nel quale le molecole semplici prodotte nella precedente fase sono ulteriormente digerite producendo biossido di carbonio, idrogeno e acido acetico;
  4. Metanogenesi: processo finale con produzione di metano, biossido di carbonio e acqua;

Lo studio dei molteplici fattori che intervengono nel processo di digestione anaerobica consente di controllarne l’efficienza. Il corretto funzionamento degli impianti biogas e l’ottimizzazione della produzione, si basano sul controllo di differenti parametri quali temperature (termofilia o mesofilia), miscelazione delle vasche, tempi di ritenzione degli impianti, disponibilità di elementi nutritivi per la flora microbica, assenza di inibenti e un controllo analitico periodico. Inoltre, è fondamentale la qualità delle biomasse utilizzate e la loro conservazione e alimentazione presso gli impianti.

“In definitiva conoscere il processo della digestione anaerobica in tutte le sue componenti, ci permette di gestirlo al meglio per ottimizzare la resa delle biomasse utilizzate e sfruttarne a pieno le potenzialità in termini di resa energetica e relativo ricavo economico.”