La presenza del limonene nel biometano

 La presenza del limonene nel biometano

Il biometano sta emergendo come una delle soluzioni più promettenti per ridurre le emissioni di gas serra e promuovere la sostenibilità energetica. Derivato dal biogas tramite processi di purificazione, il biometano può essere utilizzato per molteplici scopi, inclusa l’immissione nella rete del gas naturale e l’alimentazione di veicoli a gas. Tuttavia, nella produzione del biometano possono essere presenti alcuni composti organici volatili, tra cui il limonene, che devono essere gestiti in modo efficace per garantire la qualità del combustibile finale.

Il limonene è un monoterpene ciclico presente in molti rifiuti organici, in particolare nelle bucce degli agrumi, che costituiscono una componente significativa del substrato utilizzato negli impianti di digestione anaerobica. La sua presenza nel biogas e, successivamente, nel biometano può comportare diverse problematiche, tra cui effetti corrosivi sui materiali, interferenze nei processi di purificazione e possibili impatti ambientali.

Origine del limonene nel processo di produzione del biometano

La digestione anaerobica è un processo biologico complesso in cui microrganismi decompongono la materia organica in assenza di ossigeno, generando biogas. La composizione del biogas può variare a seconda del tipo di biomassa utilizzata, e i rifiuti agrumicoli tendono a rilasciare quantità significative di limonene. Questo composto si dissolve nel biogas e, se non adeguatamente rimosso, può essere trasferito nel biometano durante le fasi di purificazione.

Le concentrazioni di limonene possono variare in funzione di:

• Composizione del substrato: Un’alta percentuale di bucce d’agrumi porta a una maggiore presenza di limonene.
• Condizioni operative dell’impianto: Temperatura, pH e tempo di ritenzione influenzano la solubilizzazione e il rilascio del limonene nel biogas.
• Efficienza dei sistemi di purificazione: Sistemi di adsorbimento e filtrazione devono essere ottimizzati per la rimozione di questo composto.

Implicazioni tecniche e ambientali della presenza di limonene

La presenza di limonene nel biometano può avere numerose ripercussioni tecniche e ambientali. Tra le principali problematiche si evidenziano:

1. Effetti sulla qualità del biometano
   • Il limonene è un composto organico volatile che può influenzare negativamente le caratteristiche del biometano, alterando la sua composizione chimica e la combustione.
   • La presenza di limonene in elevate concentrazioni può limitare l’idoneità del biometano per alcuni utilizzi industriali e di trasporto.
2. Danni ai materiali e alle infrastrutture
   • Alcuni studi hanno evidenziato che il limonene può avere effetti corrosivi su materiali plastici e guarnizioni utilizzate nei sistemi di trasporto e stoccaggio del biometano.
   • Questo aspetto può ridurre la durata delle infrastrutture e aumentare i costi di manutenzione.
3. Problemi ambientali e olfattivi
   • Se non rimosso adeguatamente, il limonene può contribuire alla formazione di odori sgradevoli.
   • Può inoltre partecipare alla formazione di composti secondari nell’atmosfera, con possibili impatti sulla qualità dell’aria.

Metodi di rimozione del limonene nel biometano

Per garantire una produzione di biometano di alta qualità, vengono adottate diverse strategie per la rimozione del limonene:

1. Pre-trattamento della biomassa
   • La selezione e la pre-lavorazione del substrato possono ridurre la concentrazione di limonene nel biogas.
   • Tecniche come la separazione meccanica delle bucce di agrumi o il trattamento enzimatico possono limitare la liberazione del limonene.
2. Adsorbimento su carboni attivi
   • I filtri a carbone attivo sono una delle tecnologie più efficaci per rimuovere i composti organici volatili dal biogas.
   • Questo metodo permette di trattenere il limonene sulle superfici porose del carbone, evitando la sua presenza nel biometano finale.
3. Lavaggi chimici e scrubber
   • Sistemi di lavaggio con soluzioni acquose, acide o alcaline possono essere impiegati per eliminare il limonene dal biogas prima della fase di purificazione.
   • Gli scrubber ad acqua o ad assorbimento chimico sono particolarmente utili in impianti con elevata concentrazione di composti terpenici.
4. Processi di bioraffinazione avanzata
   • Nuove tecnologie basate su biocatalizzatori e microbiologia stanno emergendo come soluzioni innovative per degradare il limonene in composti meno problematici.
   • L’uso di batteri specifici capaci di metabolizzare i terpeni potrebbe rappresentare una strategia sostenibile ed efficiente nel lungo periodo.

Conclusioni e prospettive future

La gestione del limonene nel biometano rappresenta una sfida importante per gli operatori del settore. Sebbene il limonene sia un composto naturale e biologicamente derivato, la sua presenza nel biogas può compromettere la qualità del biometano e l’efficienza dei sistemi di distribuzione. Per questo motivo, l’implementazione di strategie di pretrattamento, purificazione e nuove tecnologie di bioraffinazione è essenziale per ottimizzare la produzione di biometano.

È possibile monitorare la presenza di limonene nel biometano attraverso la strumentazione Falco, di Ion Science, commercializzato da Green Science.

Ludovica Alberti

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