Agrumi, un progetto innovativo per il riciclo in chiave energetica del “pastazzo”

E’ stato presentato l’impianto pilota per la conversione degli scarti degli agrumi in energia pulita. L’impianto è stato realizzato grazie al progetto “Energia dagli Agrumi: un’opportunità per l’intera filiera” promosso dal Distretto Agrumi di Sicilia e ha visto la collaborazione del Dipartimento di Agricoltura, Alimentazione e Ambiente (Di3A) dell’Università di Catania e della Cooperativa Empedocle. A sostegno dell’iniziativa, il finanziamento non condizionato di The Coca-Cola Foundation.

L’incontro, che si è tenuto presso l’Azienda Agraria Sperimentale dell’Università degli Studi di Catania, ha visto la partecipazione di molte istituzioni, a sottolineare la rilevanza dell’iniziativa sia per il territorio, che a livello nazionale: Giuseppe Castiglione, Sottosegretario Ministero Politiche Agricole, Alimentari e Forestali, Antonio Caleca, Assessore regionale Agricoltura, Sviluppo Rurale e Pesca Mediterranea, Linda Vancheri, Assessore regionale Attività Produttive, Dario Cartabellotta, Coordinatore Cluster Bio Mediterraneo per EXPO Milano 2015.

Aperta da Giacomo Pignataro, Rettore dell’Università degli Studi di Catania, la presentazione ha visto alternarsi diversi relatori in rappresentanza delle organizzazioni che hanno reso possibile questa iniziativa, avviata nel 2014.

Federica Argentati, Presidente Distretto Agrumi di Sicilia ha ricordato il percorso che ha portato a realizzare il progetto, grazie all’intervento e alla collaborazione di tutti gli enti coinvolti e come l’impianto risponda alle esigenze manifestate dai principali attori dell’intera filiera agrumicola.

“Questo è un progetto che ha molteplici risvolti positivi. Il primo è quello di aver acceso i riflettori su un problema reale legato al riutilizzo di un sottoprodotto, il pastazzo, che da  fattore critico ha tutte le potenzialità per divenire risorsa.  Secondo: ha favorito il dialogo tra pubblico, (l’Università) ed il privato, ( le aziende della filiera).  Terzo: questo progetto ha dato valore  all’innovazione di sistema proposta dal Distretto  degli Agrumi e sostenuta con passione da The Coca-Cola Foundation: una vera carica di energia positiva necessaria  al cambio di rotta  di tutto il comparto” ha commentato Federica Argentati, Presidente Distretto Agrumi di Sicilia.

Biagio Pecorino, Professore di Economia ed Estimo Rurale, ha illustrato il ruolo fondamentale dell’Università all’interno del progetto e i vantaggi sociali, economici e ambientali per aziende e territorio.

“Il progetto consente di sviluppare i principi della bioeconomia nella filiera agrumicola siciliana; gli sforzi del Dipartimento di Agricoltura, Alimentazione ed Ambiente sono indirizzati a valorizzare le produzioni destinate all’alimentazione umana ma anche a offrire i supporti alla filiera per contenere le esternalità negative dei processi di trasformazione” ha commentato Biagio Pecorino, Professore di Economia ed Estimo Rurale dell’Università degli Studi di Catania “In particolare, sulla filiera agrumicola la valorizzazione degli scarti e dei sottoprodotti mediante la digestione anaerobica attiva un percorso virtuoso trasformando il pastazzo in risorsa utile per produrre energia elettrica, termica, chimica (biometano) e nutrienti per il terreno”.

Vittorio Cino Direttore Comunicazione e Relazioni Istituzionali Coca-Cola Italia, ha rappresentato la Fondazione internazionale che ha sposato questa iniziativa, riconoscendone l’indubbio valore ambientale ed economico, augurandosi che questa start up proceda ora a diventare un esempio virtuoso per l’intera filiera.

“Si tratta di un’opportunità innanzitutto per la Regione Sicilia, che può diventare un modello virtuoso per l’intero territorio italiano” ha dichiarato Vittorio Cino, direttore Comunicazione e Relazioni Istituzionali Coca-Cola Italia “Siamo sicuri che dopo questa fase di startup il progetto potrà continuare il proprio percorso in modo autonomo: primo per la qualità oggettiva della realizzazione industriale; secondo perché nasce da una richiesta e da un bisogno del territorio e del mondo produttivo”.

L’incontro si è chiuso con l’intervento di Beno Biundo, Presidente della Cooperativa Empedocle, società specializzata nella realizzazione di impianti che producono energie da fonti rinnovabili, che ha illustrato il funzionamento dell’impianto pilota e della formula ideale da destinare al processo di trasformazione: “In natura, in agricoltura, nelle produzioni agroalimentari il rifiuto non esiste. Tutto può essere rimesso in circolo e diventare fonte di reddito. Non ci possiamo più permettere il lusso di rifiutare i doni di Madre Natura”.

Perché nasce l’impianto pilota

Nasce dall’esigenza di:

• provare le condizioni tecniche e le miscele di biomasse locali migliori per massimizzare l’utilizzo del pastazzo di agrumi nella produzione di biogas, risolvendo in modo remunerativo un potenziale problema       economico e ambientale;
• far conoscere alle aziende della filiera degli agrumi le potenzialità di uno strumento che produca biogas da biomasse con alta percentuale di pastazzo di agrumi.

Obiettivi dell’impianto pilota

Questo impianto sta testando come varie miscele di biomasse, a partire dal pastazzo, riescano a produrre biogas tramite digestione anaerobica.

Altri obiettivi sono:

• operare in condizioni mesofile o termofile nel clima mediterraneo
• testare gli scarti della filiera agrumicola in codigestione con altre biomasse tipiche della Sicilia
• testare in parallelo più miscele di pastazzo ed enzimi
• simulare impianti esistenti e sperimentare modifiche di alimentazione
• essere trasportabile
• formare e aggiornare tecnici specializzati in impianti di digestione anaerobica

Funzioni dell’impianto

• valutazione della capacità di generare metano di una biomassa (potere metanogenico)
• valutazione dei pre-trattamenti delle biomasse
• sperimentare procedure alternative in caso di crisi biologica
• Valutazione di “integratori”, prodotti presenti sul mercato che non sono Biomasse (ai fini dell’incentivo) ma che, agendo sui parametri biologici e chimici, consentono il condizioni produttive stabili e/o migliori.

Possibilità di utilizzo dell’impianto

Per la sua flessibilità operativa, conclusa questa fase sperimentale, il Distretto Agrumi di Sicilia potrà mettere in funzione l’impianto per attività di ricerca e fornitura di servizi alla propria filiera e, più in generale, all’intero comparto agricolo siciliano.

Come è fatto e come funziona il Prototipo

Questo prototipo, costruito ex novo per il progetto in questione, è montato su un pianale container che consente il trasporto e la messa in opera in più sedi.

È composto da 5 serbatoi di acciaio: un serbatoio di accumulo e alimentazione di 1,5 m³ e 4 serbatoi digestori da 1 m³ che possono lavorare indipendentemente o a coppie sperimentando in parallelo diversi parametri chimico fisici.

I vari passaggi

1. La biomassa viene triturata

La biomassa grezza, destinata alla codigestione con il pastazzo, viene triturata con un biotrituratore e poi unita al pastazzo nel serbatoio di accumulo e alimentazione dove subisce ulteriori triturazioni per essere finemente omogeneizzata fino a raggiungere la giusta granulometria (dimensione delle particelle miscelate).

2. La biomassa viene pompata nei serbatori (digestori)

La miscela, tramite un circuito idraulico, raggiunge i digestori che, riempiti per 8-9/10 della loro capacità, mettono in funzione una pompa sommersa che rimescola il materiale per evitare la formazione della crosta di superficie che bloccherebbe la attività dei batteri metanigeni. In questi serbatoi la biomassa fermenta per circa 40/50 giorni. La durata è influenzata da vari fattori: la composizione della biomassa, la temperatura della digestione etc.

3. I sensori monitorano la produzione dei gas

Un set di sensori – fruibile sia in situ che a distanza tramite il web – monitora e analizza i parametri di produzione di vari gas: metano, anidride carbonica, etc.

4. Il gas viene raccolto in un serbatoio

Il gas prodotto dalla digestione viene convogliato dentro un “gasometro” (serbatoio gonfiabile), che alimenta un cogeneratore di dimensioni e potenza ridotta. Il cogeneratore può fornire in modo discontinuo elettricità e calore per i consumi dell’impianto

5. Il digestato viene avviato alle prove agronomiche

Circa l’80% della biomassa iniziale non si trasforma in biogas ma è una ammendante organico che può essere utilizzato tal quale in campo o essiccato, per ulteriori usi agronomici.

Il progetto “Energia dagli agrumi: un’opportunità per l’intera filiera” ha l’obiettivo di trasformare da rifiuto a risorsa le polpe, i semi e le bucce che residuano dalla trasformazione degli agrumi, il cosiddetto pastazzo. Esso costituisce attualmente un costo per la filiera agrumicola e un fattore di rischio legale ma se opportunamente gestito può rappresentare un’opportunità per l’intera filiera agrumicola siciliana, dando vita a un circolo virtuoso che genera energia rinnovabile e nutrienti per il terreno.

La produzione industriale di succo di agrumi lascia un residuo umido, il “pastazzo”, che rappresenta circa il 60% del quantitativo trattato. Attualmente viene gestito come fosse un rifiuto e genera costi elevati e imprevedibili. Esso è utilizzato solo in parte come ammendante in agricoltura e, in minime quantità, come mangime per animali, additivo per alimentazione umana o compost. Ma nessuna di queste soluzioni è stata sinora in grado di assorbire l’ingente quantitativo prodotto in Sicilia cosicché le aziende, impossibilitate ad affrontare costi elevati di smaltimento, in alcuni casi hanno commesso illeciti e provocato danni ambientali.

Grazie al progetto promosso dal Distretto Agrumi di Sicilia, in collaborazione con l’Università degli Studi di Catania, la Cooperativa Empedocle e The Coca-Cola Foundation, è stato avviato un processo di valorizzazione del pastazzo. L’iniziativa mira a implementare tecniche e soluzioni innovative che consentono di aumentarne le quantità impiegate nella digestione anaerobica per la produzione di energia elettrica, biometano, bioprodotti e nutrienti per il terreno, avviando un processo circolare e virtuoso su molteplici livelli e generando:

• vantaggi economici: attraverso la riduzione dei costi di smaltimento con ricadute positive sull’intera filiera;
• vantaggi ambientali: lo scarto viene riutilizzato per produrre energia rinnovabile, termica ed elettrica, determinando un abbattimento di emissioni di CO₂ in atmosfera;
• vantaggi sociali: la realizzazione di una rete di impianti darebbe al territorio un forte contributo dal punto di vista occupazionale creando nuovi posti di lavoro su tutto il territorio regionale;

Oggi, infatti, smaltire oltre 340 mila tonnellate di pastazzo prodotte mediamente ogni anno, costa alla filiera oltre 10 milioni di euro (30 euro/tonnellata). Un impianto capace di valorizzare pastazzo di agrumi, altri sottoprodotti delle filiere agroalimentari mediterranee (sansa, vinacce, ecc) e colture in rotazione o secondi raccolti può fornire, ad esempio, 500 normal metri cubi di biogas ed attivare un generatore in grado di produrre 1 MW di energia elettrica, sufficiente per alimentare in media il consumo di 333 abitazioni. L’obiettivo è di estendere il progetto all’intera Regione: è stato, infatti, calcolato che per risolvere il problema dei residui agrumicoli in Sicilia basterebbero solo 20 digestori come quello sopra descritto.

Obiettivo della ricerca:

Valutare gli effetti sul terreno, su una coltura di frumento e sull’ambiente dell’utilizzo di alcuni sottoprodotti agrumari (‘pastazzo’ e digestato da impianti di biogas) quale fonte di sostanza organica.

Premessa

La fertilità dei terreni agrari dell’ambiente mediterraneo è in forte declino a causa della progressiva riduzione della sostanza organica, per cause legate al clima (aumento dell’aridità) ed ai sistemi di coltivazione (lavorazioni ripetute). La sostanza organica è il vero motore del suolo, ne condiziona l’attività biologica e le caratteristiche agronomiche.

I sottoprodotti agrumari potrebbero rappresentare una delle possibili risorse per l’incremento della sostanza organica del suolo.

Da un punto di vista ambientale, incorporare sostanza organica nel suolo significa conservare per tempi molto lunghi composti ricchi di carbonio che in caso contrario tornerebbero nell’atmosfera sotto forma di anidride carbonica (CO₂), contribuendo alla crescita del global warming.

Metodologia

La prova è stata avviata nel mese di dicembre 2014 presso l’Azienda didattico-sperimentale dell’Università di Catania, Primosole (CT).

Trattamenti allo studio:

1. digestato liquido azienda ‘A’ Mussomeli (CL)
2. digestato liquido azienda ‘B’ Barcellona P.G. (ME)
3. digestato palabile azienda ‘B’ Barcellona P.G. (ME)
4. ‘pastazzo’ secco azienda ‘B’ Barcellona P.G. (ME)
5. concimazione minerale (N, 80 kg ha^-1)

Nel corso dell’intero ciclo produttivo, saranno oggetto di valutazione gli effetti su:

• terreno (caratteristiche chimico-fisiche e microbiologiche, qualità biologica del suolo)
• coltura (produzione areica, qualità, sanità)
• ambiente (analisi del ciclo di vita – LCA)

Il Distretto Agrumi di Sicilia

Nato nel 2011, si tratta del primo grande strumento di coesione fra aziende private, enti pubblici e di rappresentanza agricola, realizzato in Sicilia nel campo dell’agrumicoltura. Il Distretto è la prima storica aggregazione realizzata in Sicilia, nel settore dell’agrumicoltura, fra aziende private (di commercializzazione e trasformazione), enti pubblici e rappresentanze agricole.

I partner sono 138 e includono le imprese della filiera agrumicola (104), singole e associate, e i Consorzi di tutela dei prodotti IGP e DOP coltivati in diversi territori dell’isola (Arancia Rossa di Sicilia Igp, Arancia di Ribera Dop, Limone Interdonato Messina Igp, Limone di Siracus Igp, Mandarino di Ciaculli, quest’ultimo in fase di riconoscimento e attualmente Presidio Slow Food), le associazioni di categoria, le amministrazioni locali insieme a enti di ricerca scientifica, turismo relazionale e cooperazione per un totale di 34 organismi.

Nel giugno 2011 i partner hanno sottoscritto un Patto di Sviluppo per individuare le azioni necessarie al reale sostegno delle imprese della filiera. Federica Argentati, agronomo, è dal 2011 Presidente del Distretto e alla guida della governance composta da imprenditori della filiera e da tutti i presidenti dei consorzi di tutela dei prodotti di qualità.

Sito: http://www.distrettoagrumidisicilia.it

Cooperativa Empedocle

La Cooperativa Empedocle è nata a Palermo nel 2011 e riunisce un gruppo di professionisti impegnati attivamente da anni sui temi dello sviluppo sostenibile e delle energie rinnovabili.

La cooperativa è una società di ingegneria e progetta, sviluppa, e realizza impianti di produzione di energia da fonti rinnovabili, ma anche progetti nel campo della bioeconomia e della sostenibilità del settore primario.

Nel settore dell’acquaponica, ha progettato e realizzato un impianto sperimentale a Palermo che gestisce per ricerca e sviluppo interno e per scopi didattici. Da questa esperienza è nato il primo corso in Italia di acquaponica rivolto agli studenti degli istituti tecnici agrari che, in collaborazione con l’IS Majorana di Palermo, si concluderà nel 2016.

Oltre ai soci cooperatori, Empedocle raccoglie un numero crescente di soci sostenitori che acquistano azioni di fondi di sviluppo tecnologico gestiti dalla coop e finalizzati alla realizzazione di impianti fotovoltaici, impianti a biomasse o interventi di risparmio energetico che rispettino alcune regole etico/politiche e di sostenibilità. Al momento è chiuso il primo fondo “Fuoco 2011” destinato agli investimenti nel fotovoltaico, mentre è attivo il secondo fondo di sviluppo tecnologico “Quattro elementi 2012” destinato agli investimenti nelle agroenergie e nella sostenibilità.

Sito: http://www.empedocle.coop/portal/

Università Catania – Dipartimento di Gestione dei Sistemi Agroalimentari ed Ambientali (Di3A) Rientra tra le principali tematiche di ricerca sviluppate in seno del Dipartimento lo studio della filiera agroenergetica sotto i diversi aspetti, e in particolare, dalla realizzazione di analisi economiche per la determinazione dei costi di produzione aziendale fino alla valutazione della fattibilità economica di impianti per la produzione di biogas.

Sito: http://www.digesa.unict.it/home.php

The Coca-Cola Foundation

The Coca-Cola Foundation è lo strumento principale attraverso cui The Coca-Cola Company opera in ambito filantropico. Fondata nel 1984 negli Stati Uniti, è un ente no-profit che ogni anno assegna contributi a fondo perduto a progetti di sostenibilità nelle comunità locali di tutto il mondo. The Coca-Cola Foundation ad oggi ha reinvestito oltre 650 milioni di dollari.

Fin dalla sua creazione, la Fondazione sostiene la formazione dentro e fuori dalle aule scolastiche. Per rispondere alle mutevoli e crescenti sfide e opportunità che la società è chiamata ad affrontare, nel 2007 ha esteso il suo sostegno a programmi di educazione alla gestione sostenibile delle risorse idriche, di promozione dell’attività fisica e della corretta alimentazione, di riciclo delle risorse locali. Oggi la nostra strategia è in linea con la politica di sostenibilità attuata dall’azienda e comprende l’emancipazione e l’imprenditorialità femminile.

Sito: http://www.coca-colaitalia.it/la-nostra-azienda/the-coca-cola-foundation