In un impianto di biogas nei pressi di Krefeld, la quantità giornaliera di materia prima varia tra le 35 e le 80 tonnellate, per adeguare la produzione di gas alla domanda energetica. A garantire un funzionamento affidabile dell’impianto è l’agitatore centrale Z-MIX di SUMA.
Inizialmente, gli impianti di biogas erano stati progettati con impianti di cogenerazione per la produzione continua di energia elettrica e termica. Con la scadenza dei precedenti periodi di remunerazione previsti dalla legge tedesca sulle energie rinnovabili (EEG), molti gestori sono alla ricerca di modelli economici orientati al futuro e puntano spesso su una produzione di energia elettrica e termica orientata al mercato. Un impianto nella Renania Settentrionale-Vestfalia regola già ora la propria produzione di gas tramite un'alimentazione di substrato adeguata e compensa le fluttuazioni a breve termine con un serbatoio di stoccaggio del gas.
Le quantità variabili di alimentazione mettono alla prova la tecnologia di miscelazione
A seconda delle previsioni, al fermentatore vengono alimentate quotidianamente tra le 35 e le 80 tonnellate, la cui composizione dipende dalla disponibilità delle materie prime. Tra queste figurano liquami, letame e scarti della coltivazione ortofrutticola, in particolare residui di patate e cipolle. Prima di essere immessa nel serbatoio, la massa in ingresso viene triturata e diluita con materiale di ricircolo. La quantità e le caratteristiche del substrato, soggette a forti oscillazioni, rappresentano una sfida fondamentale per l’omogeneizzazione all’interno del fermentatore.
«L’approccio orientato alle esigenze richiede un elevato grado di flessibilità, sia nel funzionamento dell’impianto che nella biologia all’interno del fermentatore. È necessaria una tecnologia di impianto in grado di gestire in modo affidabile i mutevoli requisiti di processo. Il nostro Z-MIX è progettato proprio per questo: è efficiente anche in condizioni variabili e garantisce un funzionamento stabile dell’impianto», afferma Dominik Stimmelmayer, responsabile del team di ingegneria applicativa presso SUMA.
Stabilità di processo e massima sicurezza operativa
Per il fermentatore in acciaio alto 20 m, con un diametro di 18 m e un volume massimo di 4.489 m³, il costruttore di serbatoi ha scelto l’agitatore centrale Z-MIX di SUMA, progettato sulla base di simulazioni CFD in base ai requisiti definiti.
Le pale ottimizzate per il flusso generano una forte miscelazione verticale e garantiscono un’elevata velocità di ricircolo in tutto il volume del serbatoio. La distribuzione uniforme della temperatura, rilevata da diversi sensori installati, mostra un elevato grado di omogeneizzazione senza formazione di strati. L’agitatore da 30 kW viene azionato tramite un convertitore di frequenza con una velocità nominale di 14 giri al minuto in funzionamento continuo. SUMA ha sviluppato questo tipo di agitatore appositamente per fermentatori di grandi dimensioni e dispone di diverse dimensioni per serbatoi fino a circa 10.000 m³.
Riserve per il futuro
Con il previsto aumento della percentuale di letame, il contenuto di sostanza secca passerà dall’attuale 8% al 10%. Per garantire una miscelazione affidabile anche in queste condizioni più impegnative, sono stati scelti di conseguenza i limiti di potenza, la selezione dei materiali e i componenti dell’agitatore centrale. Inoltre, l’azionamento, i cuscinetti e la guarnizione sono accessibili dall’esterno, per consentire operazioni di controllo e manutenzione con il minimo sforzo, senza dover aprire il serbatoio.
Come ulteriore fase di sviluppo è prevista l’integrazione di una cella a combustibile nel progetto dell’impianto del gestore. In questo modo, in futuro l’utilizzo del biogas prodotto potrà essere ancora più flessibile e meglio adattato alla domanda del mercato energetico. La combinazione tra un funzionamento su misura in base alle esigenze e una tecnologia di miscelazione efficiente crea i presupposti per un funzionamento stabile ed economico dell’impianto anche in presenza di condizioni mutevoli all’interno del fermentatore.
| Serbatoio: |
20 x 18 m |
| Substrato: |
Liquame, letame e rifiuti provenienti dalla coltivazione di ortaggi |
| Impianto di miscelazione:: | Agitatore centrale: Z-MIX |
