Generalità sul processo di digestione anaerobica

La digestione anaerobica consiste in un processo complesso che permette, grazie all’azione combinata di più gruppi batterici, la trasformazione di sostanze organiche complesse (lipidi, protidi, glucidi) contenute nei vegetali e nei sottoprodotti di origine animale in una serie di prodotti più semplici tra cui un digestato più o meno solido e una miscela gassosa detta biogas, costituito per il 50-70% da metano e per il restante parte da CO², che ha un potere calorifico medio dell’ordine di 23000 kilojoule/mc.

Ruolo dei microrganismi

Sono diversi i gruppi di microrganismi che operano una degradazione anaerobica della sostanza organica interagendo in modo cooperativo lungo la catena trofica, in modo tale cioè che il prodotto del metabolismo degli uni è il substrato sfruttato dagli altri come fonte di nutrimento. Questi organismi sono i batteri idrolitici, i batteri acidificanti, i batteri acetogeni CH4 e CO². Il metano (CH4) rappresenta i 2/3 del biogas prodotto durante queste reazioni.

Tempi e condizioni di digestione

I tempi di digestione, se confrontati con altri processi biologici, sono relativamente lunghi. Mediamente, in funzione degli scarti organici utilizzati, operando con batteri mesofili, a una temperatura media di 35°C, i tempi di digestione sono compresi tra i 15 e i 40 giorni e il processo risulta stabile. Se si utilizzano invece batteri termofili, con temperature intorno ai 55°C, i tempi di digestione sono dell’ordine di 20+25 giorni e il processo risulta meno stabile ma più produttivo. Con impianti di tipo semplificato senza riscaldamento (dove si attua riscaldamento della massa in fase di digestione) è possibile operare con microrganismi psicrofili, con temperature tra 10 e 25°C al massimo, i tempi di digestione vanno dai 30 ai 90 giorni e il processo risulta stabile seppur meno produttivo dei precedenti.

Industrializzazione del processo

L’industrializzazione biotecnologica di questo processo naturale ha consentito di passare dall’iniziale concetto di stabilizzazione estensiva della sostanza organica in ambienti naturali a veri e propri processi industriali per la produzione di biogas. Ciò a partire da diversi substrati organici, quali acque derivanti dall’industria agroalimentare, fanghi di supero degli impianti di trattamento acque reflue (fanghi prodotti durante le fasi di sedimentazione previste nella depurazione delle acque reflue), deiezioni animali, biomasse di natura agricola, residui organici industriali e la frazione organica di rifiuti urbani.