Essiccazione del digestato: quanta energia serve, quali essiccatori e cosa fare dopo

L'essiccazione del digestato consiste nell'evaporazione dell'acqua dalla frazione solida (meno frequentemente dall'intero digestato) al fine di ridurne la massa, stabilizzarlo e ottenere un prodotto idoneo al trasporto, allo stoccaggio o alla granulazione. Si tratta di un processo energivoro: in pratica, 1 kg di acqua evaporata richiede circa 0,8–1,2 kWh di calore, pertanto la convenienza dipende dalla disponibilità di calore di scarto economico proveniente dalla cogenerazione (CHP). È quindi opportuno calcolare il bilancio prima di decidere sull'investimento.

Esempio di calcolo

Ipotesi: 1 000 t annue di frazione solida con SS 28%, essiccazione fino a SS 85%. Massa di sostanza secca: 280 t. Massa dopo essiccazione: 280 / 0,85 ≈ 329 t. Acqua nel materiale in ingresso: 720 t; nel prodotto: 49 t; evaporata ≈ 671 t di acqua. Con un consumo di 1,0 kWh di calore/kg di acqua: 671 MWh di calore annui, ovvero 0,67 MWh per tonnellata di frazione fresca. Per un impianto con CHP di potenza elettrica 500 kW e calore utile di circa 500 kW (per 8 000 h), il calore disponibile è di circa 4 000 MWh annui, parte del quale viene utilizzato per il riscaldamento della camera; 671 MWh rappresentano quindi circa un sesto di tale calore, il che può essere realistico da sfruttare. La modifica delle ipotesi sposta il risultato: un contenuto di sostanza secca target del 90% invece dell'85% aumenta la quantità di acqua evaporata solo di circa il 3% (circa 689 t invece di 671 t), mentre una diversa efficienza dell'essiccatore o un diverso consumo di calore per kg di acqua modificano il risultato di alcune decine di punti percentuali.

Tipi di essiccatori

Vantaggi dell'essiccazione

• riduzione della massa e dei costi di trasporto (da 1 000 t a circa 330 t nell'esempio),
• stabilizzazione biologica e possibilità di stoccaggio prolungato,
• possibilità di granulazione e vendita come concime organico,
• utilizzo del calore che si genera comunque.

Svantaggi e rischi

• Costi di investimento e di esercizio.
• Perdite di azoto: durante l'essiccazione si libera ammoniaca, se la frazione contiene molto azoto ammoniacale; si utilizzano scrubber acidi (solfato d'ammonio) o si limita la temperatura.
• Emissioni di odori e polveri — filtrazione e lavaggio dell'aria in uscita.
• Rischio di incendio ed esplosione di polveri negli essiccatori e nel magazzino del materiale essiccato — classificazione del rischio, controllo della temperatura e rimozione dei depositi.
• Necessità di autorizzazioni/normative in materia di emissioni in atmosfera e gestione dei rifiuti; a seconda dell'impianto e dei substrati, è opportuno consultare i requisiti con l'autorità ambientale.

Quando conviene l'essiccazione

1. C'è un eccesso di calore non vendibile in inverno/estate.
2. Il destinatario del prodotto solido è lontano e il trasporto della frazione umida è costoso.
3. Il prodotto può essere venduto (granulato, concime organico) a un prezzo che copre i costi.
4. Esiste una domanda di materiale con parametri stabilizzati.

Quando il calore ha altri usi economici (riscaldamento di edifici, processi industriali) o quando la frazione solida può essere utilizzata nei campi vicini, l'essiccazione raramente risulta economicamente vantaggiosa.

Come aumentare l'efficienza

• Disidratare meccanicamente il materiale il più possibile prima dell'essiccazione (ogni punto percentuale di SS significa meno acqua da evaporare).
• Utilizzare il calore dei gas di scarico e del raffreddamento del motore.
• Recuperare il calore dall'aria in uscita (scambiatori).
• Limitare la temperatura per ridurre le perdite di azoto.
• Misurare il consumo di calore per tonnellata di acqua.

Checklist decisionale

• Bilancio termico: quanta parte del calore può essere effettivamente destinata all'essiccazione durante tutto l'anno.
• Umidità target e destinatario.
• Portata della depurazione dell'aria.
• Rischio di incendio e ATEX.
• Costi di gestione e manutenzione.
• Alternative: compostaggio, utilizzo diretto.

Un'essiccazione pianificata razionalmente è parte del sistema di gestione termica di un impianto di biogas, non un'attività autonoma — la valutazione deve comprendere l'intera catena, dalla separazione alla vendita del prodotto.

Cosa fare con il prodotto secco

La frazione solida essiccata può essere stoccata in sacchi o cumuli al coperto, venduta sfusa come concime organico o trasformata in granulato (argomento di un altro articolo). Prestare attenzione alla stabilità: il materiale con umidità inferiore a circa il 15% è resistente alla decomposizione, ma assorbe umidità dall'aria e può agglomerarsi. La combustione del digestato come biocombustibile richiede il rispetto dei requisiti per gli impianti di combustione ed è possibile solo in determinate condizioni legali — non è una soluzione predefinita.

Monitoraggio

Registrare il consumo di calore (kWh/t di acqua), l'umidità in ingresso e in uscita, la temperatura dell'aria in uscita e la concentrazione di ammoniaca dopo lo scrubber. Questi dati permettono di confrontare l'impianto con le ipotesi progettuali e rilevare eventuali cali di efficienza.

Sintesi

L'essiccazione trasforma un materiale umido e logisticamente complesso in un prodotto stabile, ma a costo di energia e di apparecchiature aggiuntive per la depurazione dell'aria. Prima di decidere, calcoli il bilancio di massa e di calore sui suoi dati, valuti il costo di una tonnellata di prodotto essiccato e lo confronti con il prezzo ottenibile per il prodotto e con il costo di un utilizzo alternativo della frazione solida senza essiccazione.