OR Leader
CNR

• processi pirolitici avanzati (non-catalitica e catalitica a stadi/frazionata, co-pirolisi) con approccio sperimentale e modellistico
•  digestione anaerobica (digestione anaerobica di biomasse lignocellulosiche, trattamento e recupero di nutrienti da matrici di scarto, valutazione del potenziale di biometanazione di fanghi di depurazione, co-digestione fanghi/FORSU, recupero di biopolimeri dal trattamento di matrici organiche e recupero di biopolimeri)
• pretrattamenti per la saccarificazione di biomasse lignocellulosiche (steam explosion, organosolv, idrolisi alcalina, idrolisi enzimatica, processi combinati)
• conversione idrotermale di biomasse umide (FORSU o fanghi da depurazione) per la produzione di bio-crude

Esplora, inoltre, la possibilità di integrazione dei processi termochimici allotermici (pirolisi, pirogassificazione con fonti energetiche rinnovabili (energia solare a concentrazione o geotermica a medio/bassa entalpia). Si focalizza, inoltre, sullo sviluppo di un convertitore polifunzionale a letto fluido “skid-mounted” per pretrattamenti termochimici delocalizzati rispondente a criteri di semplicità costruttiva e di esercizio mediante studi di modellistica fisica e fluidodinamica computazionale 

Principali risultati ottenuti

1. Sviluppo di approfondita conoscenza di varianti avanzate della conversione pirolitica in grado di assicurare una più elevata qualità dei bio-oli prodotti: pirolisi catalitica; co-pirolisi con plastiche; pirolisi a stadi (pretrattamento di torrefazione); pirolisi frazionata
   
   
2. Progettazione e realizzazione di un convertitore termochimico di nuova concezione a letto fluidoin configurazione “skid-mounted” polifunzionale da utilizzare nella conversione delocalizzata di biomassa residuale
   
   
3. Sviluppo di approfondita conoscenza sui processi di digestione della FORSU che consentono di tenere conto sia dei processi biologici che dello scambio termico anche in condizioni dinamiche, sulla co-digestione anaerobica (co-DA) di siero caseario (SC) e di materiali lignocellulosici (ML) di scarto provenienti dalla coltivazione della canapa e sulla possibilità di produrre SCP (single cell protein) dal siero caseario, nonché sul processo di dark (DF) e photo (PF) fermentation dei reflui vinicoli
   
   
4. Ottimizzazioni di soluzioni impiantistiche del processo di digestione anaerobica termofila di fanghi (microaerazione dello spazio di testa, evaporatore a film sottile per il recupero dell’azoto ammoniacale, applicazione di campi magnetici)
   
   
5. Individuazione di set-up impiantistici ottimizzati per la produzione di biogas e polidrossialcanoati (PHA) con specifico riferimento alla co-digestione di fanghi di depurazione e FORSU e realizzazione di un digestore anaerobico a scala di laboratorio
   
   
6. Sviluppo di un consistente patrimonio di conoscenze sul pretrattamento di steam explosion, ORGANOSOLV o loro combinazioni, funzionali ai successivi processi di idrolisi enzimatica con individuazione dei parametri operativi che maggiormente influenzano i processi
   
   
7. Sviluppo di un consistente patrimonio di conoscenze sull’ integrazione del trattamento/pretrattamento di biomasse residuali con fonti energetiche rinnovabili: utilizzo dell'acqua ipotermica, trattamento di FORSU con tecnologie ad acqua supercritica assistita (totalmente o parzialmente) da energia solare, uso del calore di recupero di impianti solari a concentrazione per disidratare i fanghi prodotti dal depuratore delle acque reflue della
   città di Potenza, integrazione di sistemi di produzione di energia da fonte rinnovabile (FER) nei processi industriali di trattamento idrotermale (HT) di fanghi di depurazione e microalghe
   
   
8. Sviluppo, progettazione e realizzazione di un reattore a letto fluidizzato a irraggiamento solare diretto di nuova concezione, dotato di uno scambiatore di calore tra sospensioni fluidizzate che conferisce al reattore comportamento autotermico. Il reattore è idoneo alla conduzione di un’ampia varietà di processi termochimici attivati da energia solare che richiedano recupero energetico. Sono state valutate le condizioni per l’applicazione del reattore alla conversione pirolitica delle biomasse
   
   
9. Ottimizzazione di schemi di processo incentrati sull’essiccamento della FORSU e sulla sua successiva pirolisi lenta, volta all'ottenimento di un residuo solido (pyro-char) da sottoporre a gassificazione o ossidazione in acqua supercritica. E’ stato sviluppato un modello matematico per la simulazione del processo
   
   
10. ottimizzazione di impianti digestione anaerobica della FORSU alimentati da fonte rinnovabile per la copertura almeno parziale dei consumi di energia elettrica e termica del processo