SS e SV nelle prove BMP: come determinare la sostanza secca e le insidie della misura

Il risultato BMP si esprime di norma in NmL di CH₄ per grammo di solidi volatili (SV), quindi la corretta determinazione di SS (sostanza secca, total solids) e SV (volatile solids) è alla base dell’intera analisi. La SS si ricava essiccando il campione a circa 105 °C fino a massa costante, mentre i SV mediante calcinazione del campione essiccato a circa 550 °C e calcolo della perdita di massa (ciò che è bruciato) come frazione della SS. Un errore in queste determinazioni si trasferisce direttamente sul risultato BMP.

Formule

SS [%] = (massa dopo essiccazione / massa fresca) × 100. SV [% SS] = (massa dopo essiccazione − massa dopo calcinazione) / massa dopo essiccazione × 100. SV [% della massa fresca] = SS × SV/100. Ceneri = 100% − SV (in % SS).

Esempio di calcolo

Ipotesi: 50,00 g di insilato fresco; dopo l’essiccazione 16,50 g; dopo la calcinazione 0,80 g di ceneri. SS = 16,50 / 50,00 = 33,0%. SV = (16,50 − 0,80)/16,50 = 95,2% SS. SV nella massa fresca = 0,33 × 0,952 ≈ 31,4%. In un test BMP una dose di 2 g di SV richiede quindi 2 / 0,314 ≈ 6,4 g di insilato fresco.

Insidie — perdite di volatili

Negli insilati, nei distillati, nei rifiuti da cucina e nel liquame una parte consistente dei composti volatili (acidi grassi volatili, ad es. acetico e butirrico, alcoli, compreso l’etanolo, esteri, ammoniaca) evapora a 105 °C. Ciò significa che:

• la SS è sottostimata e i SV pure, perché i volatili fanno parte della sostanza organica,
• il BMP riferito ai «SV da essiccazione» risulta talvolta sovrastimato, perché il denominatore è sottostimato.

Per gli insilati conservati in silo si applicano correzioni (ad es. secondo i metodi descritti in letteratura per gli insilati: considerazione dei composti volatili misurati separatamente). Nel protocollo si raccomanda di indicare se tali correzioni sono state applicate.

Altre fonti di errore

Specificità dei diversi materiali

• Insilati: perdite di volatili, come sopra.
• Liquame e digestato: elevato contenuto di acqua e sali — grande incertezza con SS bassa; più repliche.
• Rifiuti da cucina e grassi: disomogeneità, necessari campioni di grandi dimensioni.
• Paglia: bassa umidità, ma importante la triturazione.
• Inoculo: SS e SV necessari per i calcoli I/S — la loro sottostima modifica il rapporto.

Perché è importante per l’I/S

Il rapporto inoculo/substrato si calcola in grammi di SV. Se i SV del substrato sono sottostimati del 10%, il rapporto I/S reale è inferiore a quello dichiarato, il che aumenta il rischio di sovraccarico e di acidificazione nel test.

Lista di controllo

1. Prelevare un campione rappresentativo (alcune centinaia di grammi, omogeneizzazione).
2. Determinare la SS in almeno due repliche; differenza inferiore ad alcuni punti percentuali relativi.
3. Determinare i SV sul campione essiccato; raffreddare in essiccatore.
4. Annotare temperatura e durata di essiccazione e di calcinazione.
5. Per i prodotti con composti volatili applicare o descrivere la correzione.
6. Nel rapporto indicare SS, SV e incertezza, e il risultato BMP — in NmL/g SV.

Una SS e dei SV affidabili sono la base della confrontabilità dei risultati: nelle pubblicazioni e nei rapporti una delle cause più frequenti di discrepanza tra laboratori sono i diversi modi di riferire il risultato ai SV.

Esempio dell’effetto di un errore sui SV

Supponiamo che i solidi volatili reali dell’insilato siano il 31,4% della massa fresca e che il laboratorio li abbia sottostimati al 29,0% a causa delle perdite di volatili. Se nel test sono stati pesati 6,4 g di insilato, i SV dichiarati sono 6,4 × 0,29 = 1,86 g, mentre quelli reali sono 2,01 g. Il metano misurato, riferito ai SV sottostimati, risulterà più alto di circa l’8% rispetto a quello vero. Un errore di tale entità è paragonabile all’intera dispersione tra buoni laboratori, quindi vale la pena controllarlo.

Documentazione

Nel rapporto della prova registrare il lotto del campione, il numero di repliche di SS/SV, le masse iniziali e finali e il modo di raffreddamento. In caso di dubbi richieda la ripetizione delle determinazioni sul campione conservato.

Raccomandazione per il committente

Nel consegnare il campione al laboratorio lo confezioni in un contenitore a tenuta senza spazio libero, lo raffreddi e lo consegni il più rapidamente possibile; gli insilati e il liquame è meglio congelarli se l’analisi non avviene entro un giorno. Indichi nell’ordine il tipo di materiale, affinché il laboratorio possa scegliere il metodo di determinazione ed eventualmente la correzione per i volatili. Per i materiali molto variabili prelevi campioni da più punti del cumulo o del serbatoio e li unisca in un campione composito.