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01.07.2021

Le sfide dei processi di produzione dell'energia alternativa

Per utilizzare le alghe come fonte energetica, è necessario disporre della tecnologia idonea per attuare un efficiente processo di raccolta/estrazione e di macchinari adatti a disidratare una quantità sufficiente di biomassa. Molte varietà di alghe hanno un elevato contenuto d'acqua. Per questo motivo, per ottenere una piccola quantità di olio o carboidrati da trasformare in combustibile, è necessaria una grande quantità di materia prima. La produzione su larga scala è ancora più difficile: per far sì che i biocombustibili ottenuti si affermino sul mercato e si inizi a farne un impiego più diffuso, è necessario che il loro prezzo sia competitivo rispetto a quello del petrolio.

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Un modo per ottenere questo risultato consiste nell'utilizzare una serie di centrifughe decanter e separatori a dischi, che possono gestire un volume elevato di materiale, ma che potrebbero non essere in grado di generare la forza di gravità necessaria per separare e compattare le particelle fini. Le particelle di microalghe generalmente misurano tra  due e 10 micron, ma molte centrifughe sono progettate per separare particelle più grandi di 10 micron.

Inoltre, i separatori possono generare una forza di gravità sufficientemente elevata per separare queste particelle sottili, con un'accelerazione di circa 10.000 g, ma solo a concentrazioni inferiori rispetto a quelle tipiche delle applicazioni di disidratazione delle alghe. Per tutti questi motivi, il processo richiede l'impiego di diverse apparecchiature, con un conseguente notevole ingombro fisico e dispendio di energia (e di denaro).

Un altro metodo è quello del processo di separazione in due fasi in cui le microalghe vengono preconcentrate mediante flottazione o flocculazione, quindi vengono fatte passare attraverso una speciale centrifuga decanter (Flottweg Sedicanter®) , progettata per gestire grandi volumi di materiale contenente alte concentrazioni di queste minuscole particelle. Questa tecnologia combina le caratteristiche proprie di una tradizionale centrifuga decanter e di un separatore a dischi, come ad esempio:

  • accelerazione di gravità fino a 10.000 g (rispetto a un massimo di 6.000 g per i modelli tradizionali)
  • capacità di afflusso fino a 7.000 galloni al minuto
  • efficacia con materiali contenenti una quantità di solidi massima pari al 25-35%

Il risultato è una percentuale maggiore di solidi secchi con un minore dispendio di energia. Ad esempio, un campione di 120 m3/h di alghe a una concentrazione di 3 g/l ha prodotto 360 kg di solidi secchi utilizzando entrambi i metodi. Tuttavia, con il processo in due fasi si è ottenuto il 24% di solidi secchi, contro il 17% prodotto con l'impiego di una serie di decanter. Un altro vantaggio è che, per l'ulteriore essiccazione della biomassa ottenuta con il processo in due fasi, è necessaria una quantità minore di energia.

Generalmente, in quasi tutte le applicazioni esiste più di un modo per raggiungere un obiettivo. Nel caso della lavorazione delle microalghe, le competenze ingegneristiche e l'esperienza nel campo dei processi di separazione sono fattori chiave che consentono di risparmiare sui costi energetici e di avvicinarsi ai combustibili alternativi sostenibili. 

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