Processo tecnologico

Uno degli elementi essenziali per realizzare una produzione di etanolo cellulosico che sia efficiente ed economica è lo sviluppo di Bio-raffinerie. Il concetto di una Bio-raffineria è analogo a quello di una raffineria di petrolio dove la materia prima, il petrolio grezzo è convertito in carburanti e in sottoprodotti quali fertilizzanti e plastiche.

Nel caso di una Bio-raffineria, le biomasse vengono utilizzate come materie prime per produrre oltre al Bio-etanolo una serie di sottoprodotti con valenza economica quali mangimi, combustibili, prodotti chimici, polimeri, lubrificanti, adesivi, fertilizzanti e energia per uso interno.

Pur essendo simili alle raffinerie operanti con idrocarburi di origine fossile, le bio-raffinerie si differenziano dalle prime in quanto si troveranno ad operare con una grande varietà di materie prime. Conseguentemente esse richiederanno per lo meno nelle prime fasi del processo produttivo più linee di preparazione e trattamento prodotto, che confluiranno ad un certo punto del processo produttivo in un’unica linea (reattori di conversione cellulosa in zuccheri per idrolisi enzimatica)

L’impianto proposto tenendo conto della realtà agroforestale italiana sarà dimensionato per convertire per mezzo di enzimi di seconda generazione una quantità di biomassa pari a circa 500.000 t/anno derivante da:

• Residui di coltivazioni agricole
• Residui di coltivazione forestale
• Eccedenze agricole temporanee ed occasionali
• Residui di lavorazione delle industrie agrarie e agroalimentari
• Coltivazioni ad-hoc (agricole – boschive)
• Rifiuti urbani cellulosici
• Rifiuti industriali cellulosici

Suddividibili secondo la loro natura in tre tipologie distinte:

• Materiali zuccherini – Materiali amidacei derivanti da coltivazioni o da eccedenze
• Materiali ligneocellulosici derivanti da coltivazioni ad hoc (agricole e/o boschive)
• Rifiuti urbani e industriali cellulosici

La carica enzimatica di seconda generazione utilizzata nella fermentazione in soluzione acquosa delle materie prime e in particolare per quelle di origine ligneocellulosica  sarà capace di far fermentare contemporaneamente sia il glucosio che lo xilosio.
L’impianto sarà capace di convertire almeno 500.000 t/anno di materie prime, sarà equipaggiato per poter operare in maniera Multipurpose sulle tre tipologie evidenziate e sarà costituito in breve dalle seguenti aree operative:

• Ricevimento materie prime
• Stoccaggio delle materie prime
• Sminuzzamento e spremitura
• Stoccaggio della biomassa
• Movimentazione e caricamento vasche di pretrattamento
• Pretrattamento delle materie prime
• Pompaggio,filtraggio, recupero elementi non convertibili
• Area reattori per la trasformazione in zuccheri per idrolisi enzimatica
• Area di fermentazione con enzimi geneticamente modificati
• Pompaggio,filtraggio, recupero elementi non trasformati in etanolo
• Impiantistica per la captazione del biossido di carbonio
• Distillazione per rendere anidro il Bioetanolo
• Filtraggio e pompaggio esteno
• Stoccaggio in serbatoi del prodotto finito
• Impiantistica pneumatica, idraulica, elettrica.
• Generatore di vapore per usi interni (pretrattamento biomasse cellulosiche)
• Captazione e trattamento fumi

Ciclo produttivo

Il ciclo dell’impianto potrebbe quindi essere sintetizzato come di seguito:

La resa di un impianto alimentato con 500.000 t/anno di materie prime suddivise secondo le tre tipologie di seguito evidenziate:

sarà pari a circa 160.000.000 lt/anno di benzina equivalente (a fronte del rapporto esistente fra il PCI della benzina 32 MJ/lt e quello del bioetanolo 21MJ/lt), cioè circa 200.000 t/anno di etanolo anidro. Le materie prime suddivise nelle tre tipologie così come già è stato messo in evidenza, richiederebbero in termini di territorio agroforestale un’area pari a:

Sommando le singole aree si ricava una superficie pari a circa 30.000 ettari, corrispondenti a circa 300 Km2, che potrebbe essere racchiusa in un cerchio di circa 10 Km di raggio, che a seguito delle costruzioni presenti nel territorio e dell’orografia di un tipico territorio italiano dovrà essere incrementata fino a circa 20 Km di raggio. Peraltro le aree destinate a discarica si succedono mediamente ad una distanza di circa 40 Km.

Indicazioni economiche