Costruzione di un impianto di biogas da bagassa di canna da zucchero a biogas con serbatoi GFS in Vietnam

Il Vietnam è un importante produttore di canna da zucchero, con un'industria saccarifera in crescita che genera notevoli quantità di melasso come sottoprodotto. Questo residuo fibroso, se non gestito correttamente, può rappresentare sfide ambientali e logistiche. Poiché il Vietnam cerca soluzioni sostenibili per i suoi rifiuti agricoli e per raggiungere i suoi obiettivi di energia rinnovabile, la conversione del melasso di canna da zucchero in biogas presenta un'opportunità promettente. Questo articolo illustra come un moderno impianto di produzione di biogas sfrutti il processo CSTR per trasformare il melasso di canna da zucchero in biogas, supportato da soluzioni di stoccaggio avanzate come i serbatoi GFS.

In Vietnam, il melasso di canna da zucchero proviene dal processo di macinazione della canna da zucchero. Dopo che gli steli di canna da zucchero vengono raccolti e trasportati negli zuccherifici, vengono schiacciati per estrarre il succo ricco di saccarosio. Il materiale fibroso rimanente, noto come melasso, è un residuo lignocellulosico che rappresenta circa il 25-30% della canna da zucchero lavorata. Questo materiale è caratterizzato da un elevato contenuto di umidità, un carico organico significativo e una struttura complessa di cellulosa, emicellulosa e lignina. In Vietnam, la concentrazione di zuccherifici in regioni come il Delta del Mekong e le province centrali crea punti caldi localizzati di generazione di melasso, rendendolo un substrato ideale per la digestione anaerobica. L'alto contenuto di solidi volatili e il potenziale energetico del melasso lo rendono un eccellente substrato per la produzione di biogas.

La conversione del melasso di canna da zucchero in biogas avviene tramite digestione anaerobica, un processo naturale in cui i microrganismi decompongono la materia organica in assenza di ossigeno. Il processo inizia con la raccolta e il pretrattamento del melasso, inclusa la macinazione meccanica e l'idrolisi per scomporre la complessa struttura lignocellulosica e aumentarne la biodisponibilità. Il substrato viene quindi immesso in un reattore anaerobico sigillato. All'interno del reattore avvengono una serie di reazioni biochimiche: idrolisi, acidogenesi, acetogenesi e metanogenesi, che convertono i polimeri organici in molecole più semplici, producendo infine biogas. Il biogas viene quindi raccolto, purificato e stoccato per essere utilizzato nella generazione di elettricità, calore o combustibile per cucinare. Il digestato residuo è un prezioso bio-fertilizzante, ricco di nutrienti, che può essere utilizzato per migliorare la produttività agricola.

Il processo CSTR (Continuous Stirred-Tank Reactor) è una tecnologia fondamentale per il trattamento del melasso di canna da zucchero. Il processo CSTR è una tecnologia di trattamento anaerobico che fa sì che le materie prime di fermentazione e i microrganismi siano completamente miscelati e fermentati in un serbatoio chiuso per produrre biogas. Il reattore CSTR è dotato di un dispositivo di agitazione meccanica. Alimentando in modo continuo o semi-continuo a una velocità costante, le acque reflue organiche con elevati solidi sospesi e alta concentrazione e i microrganismi anaerobici si trovano in uno stato di fermentazione relativamente completo e miscelato. Ciò degrada efficacemente la materia organica nelle acque reflue. L'agitazione continua garantisce una temperatura, un pH e una distribuzione dei nutrienti uniformi, ottimizzando l'ambiente per i batteri anaerobici, portando a elevate velocità di produzione di biogas e a un'efficiente stabilizzazione dei rifiuti.

Affinché un progetto di biogas sia di successo e duraturo, la scelta dei serbatoi di stoccaggio e dei tetti è fondamentale. I serbatoi GFS, o serbatoi in vetro-fuso-su-acciaio, sono la soluzione ideale. Dopo la cottura a 820°C-930°C, il vetro fuso reagisce con la superficie della lamiera d'acciaio formando un legame inerte e inorganico. Ciò combina la resistenza e la flessibilità dell'acciaio con l'eccezionale resistenza alla corrosione del vetro, rendendo i serbatoi GFS altamente resistenti agli elementi corrosivi presenti nel melasso di canna da zucchero. Il tetto a doppia membrana è la soluzione preferita per lo stoccaggio del biogas in normali condizioni di lavoro. I suoi principali vantaggi includono l'ottimizzazione dei costi, poiché riduce direttamente il costo del tetto, e l'efficienza dello spazio, poiché riduce significativamente l'area del pavimento e consente di risparmiare sui costi di costruzione delle fondamenta richiesti per il gasometro a terra.

Per soddisfare le varie esigenze dei progetti di stoccaggio di biogas e acqua, sono disponibili una serie di soluzioni personalizzabili per tetti e serbatoi.

Soluzioni per tetti: I tetti a cupola geodetica in alluminio offrono un'elevata resistenza alla corrosione e ampie campate libere; i tetti in vetro-fuso-su-acciaio sono ermetici e utilizzati per il controllo degli odori; i tetti a membrana singola e doppia sono superiori per la raccolta del biogas; i tetti a lamiera ondulata in lega di alluminio sono un'opzione economica per lo stoccaggio dell'acqua; i tetti in acciaio inossidabile offrono prestazioni super anti-corrosione per ambienti difficili; e i tetti in FRP sono adatti per situazioni in cui l'ermeticità non è richiesta.

Soluzioni per serbatoi: I serbatoi in acciaio zincato forniscono un rivestimento protettivo resistente e durevole; i serbatoi con rivestimento epossidico fuso utilizzano tecnologie di rivestimento innovative di partner come AkzoNobel per una protezione superiore contro la corrosione; e i serbatoi in acciaio inossidabile (AISI 304/316) sono progettati per soddisfare i requisiti più rigorosi per acqua e liquidi ad alta purezza.

Un impianto di biogas completamente funzionale richiede una serie di attrezzature ausiliarie per garantirne l'efficienza operativa e la sicurezza. Le attrezzature chiave includono:

Gasometro: Per lo stoccaggio del biogas e il bilanciamento tra domanda e offerta.

Membrana nera: Utilizzata per coprire le lagune anaerobiche e controllare gli odori.

Separatore solido-liquido: Per separare il digestato in frazioni solide e liquide per una più facile manipolazione.

Sistema di torcia: Per la combustione sicura del gas in eccesso o del gas di sfiato.

Pompa di sollevamento: Per il trasferimento di fanghi ad alto contenuto di solidi e acque reflue.

Serbatoio di disidratazione e desolforazione: Per rimuovere vapore acqueo e idrogeno solforato (H2S) corrosivo dal biogas.

Macchina disidratatrice a vite per fanghi: Per un efficiente disidratazione dei fanghi prodotti durante il processo.

Center Enamel è un fornitore leader che offre soluzioni complete per progetti di conversione di melasso di canna da zucchero in biogas. I loro vantaggi come fornitore di soluzioni complete includono:

Servizio EPC: Offre servizi completi di ingegneria, approvvigionamento e costruzione per garantire un ciclo di vita del progetto senza interruzioni.

Pacchetto di processo: Fornisce una progettazione di processo ottimizzata su misura per le caratteristiche specifiche del melasso di canna da zucchero.

Fornitura di attrezzature: Produzione e fornitura di serbatoi GFS di alta qualità, tetti e tutte le attrezzature ausiliarie necessarie.

Certificazioni: Aderenza ai più elevati standard internazionali con certificazioni tra cui CE/EN1090, ISO9001, NSF61, WARS, EN28765 e standard di progettazione come AWWA D103, OSHA ed EuroCode.

Per l'industria saccarifera vietnamita, la conversione del melasso di canna da zucchero in biogas è una mossa strategica verso la sostenibilità e il recupero delle risorse. Impiegando il processo CSTR e utilizzando infrastrutture durevoli come i serbatoi GFS e i tetti a doppia membrana, un fornitore dedicato può fornire un impianto di produzione di biogas affidabile ed efficiente. Questo approccio mitiga efficacemente l'inquinamento ambientale, riduce la dipendenza dai combustibili fossili e produce prezioso bio-fertilizzante, creando uno scenario vantaggioso sia per l'industria che per l'ambiente.