- Strategie per la digestione anaerobica degli oli alimentari esausti: messa a punto di un reattore gas-lift
- Strategies for the anaerobic digestion of waste cooking oils: development of a gas-lift reactor
- Fiume, Francesca <1986>
Subject
- CHIM/11 Chimica e biotecnologia delle fermentazioni
Description
- Gli oli alimentari esausti (WCO) possono essere utilizzati per la produzione di biogas. I materiali grassi, in digestione anaerobica, hanno le più alte rese teoriche. Tuttavia, la digestione anaerobica dei rifiuti contenenti grassi è spesso prolungata nel tempo e problematica. Ad oggi i WCO vengono utilizzati principalmente per la produzione di biodiesel. Un utilizzo alternativo potrebbe essere la digestione anaerobica, sia in mono digestione che in codigestione, con ad esempio liquame suino. Ho valutato le strategie migliori che possano ridurre le problematiche legate all’utilizzo di tale substrato, cercando di focalizzare l’attenzione sui fattori biofisici coinvolti. Lo scopo principale è stato quello di avvicinare i microrganismi al substrato, lavorando in un sistema bifasico rappresentato dal WCO e dal terreno d’idratazione. Le strategie valutate hanno riguardato: la riduzione del volume di idratazione, per aumentare la probabilità di incontro tra microrganismi e substrato; l’emulsione, che favorisce la stabilità delle micelle di olio in acqua, e quindi il mantenimento di una maggiore superficie di attacco dei lipidi da parte dei microorganismi; la codigestione e l’uso di minerali quali sepiolite, nell’ipotesi che possano ridurre la fase di latenza e velocizzare notevolmente la digestione dei grassi. Ho lavorato in sistemi batch generalmente da 100ml, in anaerobiosi stretta, in condizioni statiche. Ho progettato e messo a punto un reattore anaerobico Gas-lift per la digestione degli oli esausti, che potesse avvicinare i microrganismi al substrato mediante movimento pneumatico lieve, favorendo una rapida digestione del substrato. L’idea è nata dall’utilizzo di un reattore Air-lift, per la decontaminazione di acque reflue ricche di idrocarburi, che effettivamente favoriva il contatto tra microrganismi aerobici (Rhodococcus opacus) e substrato oleoso. I risultati ottenuti incoraggiano un approccio specifico per la degradazione dei grassi, rispetto ai processi correntemente in uso come UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor) e CSTR (Continuous Stirred-Tank Reactor).
- Waste cooking oils (WCO) can be re-used for biogas production. Fatty materials, in anaerobic digestion, have the highest theoretical yields. However, the anaerobic digestion of fat-containing waste is often prolonged in time and problematic. To date, WCOs are mainly used for biodiesel production. An alternative use could be the anaerobic digestion, both in mono digestion and in codigestion, with for example pig slurry. I evaluated the best strategies that can reduce the problems related to the use of this substrate, trying to focus the attention on the biophysical factors involved. The main purpose was to bring microorganisms closer to the substrate, working in a two-phase system represented by the WCO and the hydrating medium. The strategies evaluated included: the reduction of the volume of hydration, to increase the probability of contact between microorganisms and substrate; the emulsion, which favors the stability of the micelles of oil in water, and therefore the maintenance of a greater surface of attack of the lipids by the microorganisms; the codigestion and the use of minerals such as sepiolite, in the hypothesis that they can reduce the latency phase and considerably speed up the digestion of fats. I worked in batch systems generally of 100ml, in strict anaerobiosis, in static conditions. I designed and developed a Gas-lift anaerobic reactor for the digestion of exhausted oils that could bring microorganisms closer to the substrate through a pneumatic stirring, favoring a rapid digestion of the substrate. The idea was born from the use of an Air-lift reactor, for the decontamination of hydrocarbon-rich wastewater, which actually favored the contact between aerobic microorganisms (Rhodococcus opacus) and oily substrate. The results obtained encourage a specific approach to fat degradation, compared to the currently used processes such as the Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor (UASB) and the Continuous Stirred-Tank Reactor (CSTR).
Date
- 2019-04-04
Type
- Doctoral Thesis
- PeerReviewed
Format
- application/pdf
Identifier
urn:nbn:it:unibo-25496
Fiume, Francesca (2019) Strategie per la digestione anaerobica degli oli alimentari esausti: messa a punto di un reattore gas-lift, [Dissertation thesis], Alma Mater Studiorum Università di Bologna. Dottorato di ricerca in Ingegneria civile, chimica, ambientale e dei materiali