Produrre energia pulita dagli scarti lattiero-caseari è possibile: il Distas spiega come

Al Distas dell’Università Cattolica si studia come rendere più efficiente la produzione di biogas dal siero di latte

Mentre cala la disponibilità di carburanti fossili, l’inquinamento globale e gli scarti ad alto contenuto organico provenienti da svariati processi produttivi crescono. Questo materiale organico, però, possiede ancora un carico importante di energia. Dunque, se si riuscisse a estrarre energia da questi residui organici si limiterebbe l’uso di carburanti fossili, favorendo il rallentamento dell’inquinamento globale. È in questa direzione che sta andando il Distas – Dipartimento di scienze e tecnologie alimentari per una filiera agro-alimentare sostenibile – dell’Università Cattolica di Piacenza e Cremona.

Come per altre nostre ricerche, anche in questo caso siamo nell’ambito dell’economia circolare. Con questi processi andiamo a valorizzare materiali che prima erano destinati a scarto, traendone tra l’altro energia pulita.

Professor Lorenzo Morelli, Ordinario di microbiologia e direttore del Distas.

Energia rinnovabile Italia: un processo permette di riutilizzare gli scarti della produzione lattiero-casearia

Una delle modalità per trasformare in energia la sostanza organica si chiama “digestione anaerobica” ed è praticata da batteri che vivono in assenza di ossigeno. Questi microrganismi si alimentano di scarti attraverso un processo fermentativo che libera un gas e lascia un materiale chiamato “digestato”. Dal punto di vista energetico, quindi, gli scarti organici possiedono ancora molta energia, una piccola parte della quale viene utilizzata da quei batteri anaerobici che, “digerendo” questi prodotti, rendono disponibili da un lato il digestato, che può essere proficuamente utilizzato come fertilizzante naturale, e dall’altro lato quello che viene chiamato “biogas”, una miscela di metano e anidride carbonica utilizzato per la produzione di calore e di energia elettrica, un processo chiamato co-generazione. Ma può anche essere purificato per far salire la concentrazione del metano a oltre il 95%, e ottenere così quello che viene chiamato biometano, che ha le stesse caratteristiche del gas naturale e può dunque essere immesso nella rete di distribuzione. Sono parecchi i sottoprodotti che possono essere fermentati per la produzione di biogas. Tra questi, molto promettenti sono gli scarti delle diverse lavorazioni alimentari, il cui mancato sfruttamento comporterebbe un doppio costo: quello diretto dello smaltimento e quello indiretto della perdita di energia chimica che ancora possono offrire.

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D’altro canto, la quantità di siero prodotta ogni anno nelle diverse filiere casearie è notevole, e se non meglio sfruttato questo sottoprodotto rappresenta un costo per il suo smaltimento. Tra i vari modi per trattarlo, la digestione anaerobica è quello che appare più sostenibile dal punto di vista sia ambientale che economico. Si tratta di un processo biologico complesso.  Un modo per raggiungere questo obiettivo è tramite la metagenomica, un approccio “molecolare” che si basa sul Dna batterico del consorzio microbico presente nei digestori. Il Dna rappresenta “l’impronta digitale” dei microrganismi e ci consente di dare loro un nome e una funzione. La metagenomica, infatti, consente di identificare sia quali batteri sono coinvolti nel processo, sia quali geni possiedono e quindi quali funzioni possono svolgere nella digestione anaerobica. Per arrivare ad avere queste informazioni bisogna analizzare le sequenze di Dna con opportuni metodi bioinformatici. Investigare in che rapporti sono distribuite le popolazioni microbiche nel digestore ci consente di capire in modo più approfondito eventuali problematiche sull’instabilità del processo e sulle rese finali di biogas. La ricerca del futuro anche in ambito agroalimentare sarà sempre più basata sull’integrazione di analisi cosiddette “in silico” (elaborazione di big data tramite computer) e di “wet lab“(analisi di laboratorio), permettendo una visione approfondita e complementare di processi biologici complessi come quello della digestione anaerobica.

Produrre energia pulita dagli scarti lattiero-caseari è possibile: il Distas spiega come