Alimentatori di substrati solidi nell'impianto di biogas: tipi, scelta ed esercizio

L'alimentatore di substrati solidi è un dispositivo che preleva il materiale dalla vasca di carico (vascone) e lo introduce nella camera di digestione anaerobica o nel miscelatore preliminare. Negli impianti di biogas agricoli dominano gli alimentatori a coclea con vasca di carico; dove si dosa letame, paglia o materiale molto secco, si utilizzano anche alimentatori a pistone e sistemi di trasporto. La scelta si basa sul tipo di substrato, sulla dose giornaliera, sul metodo di carico e sui requisiti di tenuta e sicurezza.

Principali tipi di alimentatori

Scelta della capacità — esempio di calcolo

Ipotesi: dose giornaliera di substrati solidi 30 t di insilato e 6 t di letame, densità apparente dell'insilato circa 0,6 t/m³, del letame circa 0,7 t/m³ (valori indicativi, dipendenti dal grado di frantumazione e compattazione). Volume giornaliero: 30/0,6 + 6/0,7 ≈ 50 + 8,6 ≈ 58,6 m³. La vasca di carico dovrebbe contenere almeno la metà di questa quantità per garantire comodità di lavoro alla pala caricatrice, e ancora meglio l'intera dose giornaliera, se il carico deve avvenire una o due volte al giorno. Con una vasca da 60 m³ è sufficiente un singolo carico con margine; con 30 m³ sono necessari due carichi.

Dosaggio nel tempo

Il dosaggio in piccole porzioni durante l'intera giornata uniforma il carico e riduce il rischio di acidificazione. Gli alimentatori moderni dispongono di un sistema di controllo con programmazione (ad es. dose ogni 30–60 minuti), spesso con una bilancia che registra la massa di ogni dosaggio. La registrazione delle quantità è necessaria anche per la reportistica e per i bilanci energetici.

Problemi tipici e loro prevenzione

Sicurezza

L'alimentatore è un dispositivo con elementi rotanti e punti vicini alla zona a rischio di esplosione. Regole: protezioni conformi alle normative, interruzione dell'alimentazione e blocco prima della pulizia (lock-out), divieto di accesso alla vasca con coclea in funzione, adeguata segnalazione delle zone ATEX dove può accumularsi gas. L'alimentatore deve essere dotato di protezione contro il riflusso di gas nell'officina o nella vasca — solitamente garantita dallo strato di materiale o da una chiusura meccanica.

Checklist per l'esercizio

1. Ogni giorno: controllo visivo, rimozione di fibre avvolte, verifica del livello dell'olio idraulico (se applicabile).
2. Ogni settimana: lubrificazione secondo il manuale, controllo del serraggio delle viti, verifica dei sensori di livello e della bilancia.
3. Ogni mese: misurazione della corrente di lavoro, controllo dei giochi dei cuscinetti.
4. Ogni sei mesi: controllo del grado di usura delle coclee e delle piastre di usura, calibrazione della bilancia.
5. Continuamente: registro dei guasti e dei tempi di fermo.

Costi di usura

Gli elementi delle coclee che lavorano con insilato contaminato da terra possono usurarsi nel corso di una stagione. Pertanto, un metodo più economico rispetto alla sostituzione frequente è migliorare la qualità del carico: piazzali induriti, taglio accurato della trincea, rimozione dello strato superiore con muffe e terra. Una buona pratica è avere un fornitore che garantisca l'accesso ai ricambi e una scorta di elementi chiave in magazzino.

Impatto dell'alimentatore sul processo

L'uniformità del dosaggio ha un impatto diretto sulla stabilità della digestione anaerobica. Un alimentatore che introduce il materiale in poche grandi porzioni crea picchi di carico: nell'ora successiva al dosaggio aumentano le concentrazioni di acidi, mentre nel periodo tra le dosi la camera è sottocaricata. È quindi utile verificare nel registro di lavoro quante dosi sono state effettivamente eseguite nell'arco della giornata e se la loro massa era simile. Le deviazioni indicano incrostazioni, guasti o impostazioni errate del tempo di funzionamento.

Domande al fornitore al momento dell'acquisto

• qual è la capacità garantita per un materiale con umidità e densità pari a quelle del mio impianto, non per un materiale "standard";
• come avviene l'accesso alle coclee e al motore durante la manutenzione;
• quali protezioni impediscono il riflusso di gas nella vasca;
• se il sistema dispone di una bilancia e di un'interfaccia per il sistema di controllo;
• quali sono i costi dei tipici ricambi soggetti a usura e i tempi di consegna.

È utile confrontare le risposte di diversi produttori e ottenere da utenti di riferimento informazioni sull'usura reale dopo alcune stagioni di funzionamento.