Prime prove di un prototipo di pirolizzatore per la produzione di biochar

Abstract

La pirolisi è un processo di decomposizione chimica di biomassa, effettuata in assenza o limitata presenza di ossigeno. Durante la pirolisi complesse molecole polimeriche di biomassa sono scisse in molecole semplici di gas (syngas), sostanze liquide e carbone (char). Le quantità relative delle tre frazioni dipendono da parecchi fattori quali, ad esempio, la velocità di riscaldamento, la temperatura finale, il tempo di residenza dei gas nel reattore, il tipo di pirolizzatore, le caratteristiche fisiche e chimiche della biomassa utilizzata. Il biochar ottenuto dai sottoprodotti dell’industria agro-alimentare, dai residui di potatura, dal legno proveniente dalle utilizzazioni di colture specializzate da biomassa e forestali, dalla Frazione Organica dei Rifiuti Solidi Urbani (FORSU) conferisce un valore aggiunto a questi materiali, ed in alcuni casi risolve il problema del loro smaltimento come rifiuti speciali. Inoltre il biochar prodotto mediante pirolisi può essere utilizzato come ammendante e, quindi, incorporato nei suoli per migliorarne le caratteristiche strutturali, la ritenzione idrica, la capacità di scambio, ecc., ed al tempo stesso costituire un serbatoio di stoccaggio della CO2 per un lungo periodo. In Sicilia, laddove parecchie zone sono soggette al processo di desertificazione, l’utilizzo del biochar potrebbe ripristinare la fertilità dei suoli, soprattutto se miscelato con il compost che è attualmente prodotto dalla FORSU. Inoltre dalla parziale gassificazione della biomassa sarebbe possibile produrre energia elettrica e termica. Nella suddetta prospettiva lo scopo finale di questo lavoro è progettare, realizzare e mettere a punto un pirolizzatore in grado di effettuare la cogenerazione nelle aziende agrarie. Infatti è stato realizzato e provato un prototipo di pirolizzatore, costituito principalmente da un cilindro orizzontale rotante, azionato da un motore elettrico. E’ stato necessario un tempo di circa 18 minuti per raggiungere temperature superiori a 100 °C, al fine di trasformare l’acqua contenuta nella biomassa (costituita da residui triturati di alberi appartenenti al genere Ficus) in vapore acqueo ed altri gas. Durante il processo di pirolisi, eseguito sino ad una temperatura finale di circa 400 °C, è stata ottenuta una resa media in biochar pari al 38% della biomassa utilizzata. Il prosieguo della ricerca prevede lo sviluppo del prototipo di pirolizzatore, utilizzando anche altri tipi di biomassa, con lo scopo di produrre in modo continuo energia termica, elettrica e biochar, utilizzando una parte dei gas prodotti per alimentare il processo e la restante parte per alimentare un motore a combustione interna.