Green chemistry lab

IMPIANTO PILOTA PER IL TRATTAMENTO DI BIOMASSE e l’estrazione di SOSTANZE BIOCHIMICHE

Questo impianto è progettato per poter testare i principali trattamenti idonei al miglioramento dello sfruttamento delle biomasse. Lo scopo principale è quello di migliorarne la biodegradabilità per l’estrazione di sostanze biochimiche, aumentando la resa nei processi successivi. Il processo consente di eseguire diversi trattamenti sulle biomasse al fine di incrementarne l’utilizzo come fonte rinnovabile. Lo scopo principale è quello di estrarre da fonti vegetali tutti i componenti preziosi, zuccheri inclusi. I trattamenti disponibili consentono di migliorare l’idrolisi dei materiali, trasformando lignina ed emicellulosa e riducendo la cristallinità della cellulosa.

L’impianto è caratterizzato da 3 reattori principali che possono operare sia in serie che in parallelo su diversi tipi di biomasse (lignocellulosiche, amilacee, proteiche, zuccherine, oleaginose, ecc).

  • SEZIONE TERMICA, basata su processo Steam Explosion (30L), eventualmente previo condizionamento chimico, particolarmente indicata per biomasse lignocellulosiche.
  • SEZIONE CHIMICA (150L), basata su idrolisi chimica da effettuarsi direttamente su biomasse, principalmente amilacee e proteiniche, o anche lignocellulosiche.
  • SEZIONE BIOLOGICA (150L) basata sull’idrolisi enzimatica sulle frazioni separate (emicellulosa, cellulosa e lignina) e su altri tipi di biomassa.

L’impianto è stato progettato per:

  • Trattare differenti tipologie di biomassa
  • Trattamenti in serie e in parallelo per scegliere le combinazioni ottimali per incrementare la resa del processo
  • Ottimizzare il risultato in base ai costi di processo

FERMENTATORI SU SCALA PILOTA

Per il test e la validazione dei processi fermentativi Environment Park opera su un impianto pilota sul quale effettua test finalizzati all’ottimizzazione di processi biochimici.

L’impianto pilota è costituito da 3 digestori miscelati (5, 35 e 150 L), idonei per processi biochimici o anche per l’ottimizzazione della produzione di biogas, in cui è possibile effettuare fermentazioni con lieviti e batteri in condizioni aerobiche e anaerobiche.

Tutti i reattori possono funzionare in batch (STR) e in continuo (CSTR) e sono dotati di un sistema di monitoraggio del pH, della temperatura, della portata di produzione dei gas e della composizione al fine di controllare i parametri chiave del processo durante le fermentazioni.

Per creare condizioni anaerobiche, o per processi in cui i reagenti sono gas, il sistema è dotato di un ingresso sul fondo del reattore, dove possono essere iniettati gas inerti (ex. Azoto), o con funzione di reagenti (ex. Idrogeno o CO2,…). Durante la fermentazione il gas prodotto viene rilasciato attraverso una valvola di sfioro (range operativo 5-100 mBar) ed è collegata ad un sistema di raccolta del gas.

La composizione del gas prodotto viene monitorata in continuo tramite un micro-gascromatografo e la produttività viene misurata tramite un contatore di gas in linea per controllare sia la qualità che la quantità del flusso prodotto.

L’impianto è inoltre dotato di un sistema registrazione dei dati per eseguire test in continuo 7 giorni su 7 sulle 24h, al fine di definire ed ottimizzare i parametri di processo.

Impianti per separazione e purificazione (realizzati nell’ambito del bando infra-p in collaborazione con il politecnico di torino)

CENTRIFUGA

La centrifuga Clara 20 di Alfa Laval è progettata per essere un’unità multiuso per la separazione di solidi e liquidi. L’unità è costituita da uno skid in acciaio inox dotato di separatore e di tutte le attrezzature ausiliarie necessarie. La separazione avviene all’interno di una vasca rotante. L’alimentazione viene introdotta nella tazza rotante della centrifuga dall’alto tramite una tubazione di ingresso e viene accelerata nel distributore prima di entrare nella pila di dischi separatori. Il distributore è progettato appositamente per garantire un’accelerazione graduale del liquido di alimentazione. I solidi vengono raccolti all’esterno dei dischi, da dove vengono scaricati nella vasca di raccolta solidi.

  • Capacità: flussi minimi e massimi – 1/4 m3/h
  • Velocità: 9,5 giri/min
  • Volume liquido: 2,2 L
  • Volume spazio fanghi: 1.1 L
  • Portata: fino a 4000 L/h

FILTRAZIONE SU MEMBRANRE TANGENZIALI

Si tratta di un impianto di filtrazione tangenziale adatto ad operare con membrane ceramiche e a spirale avvolta. Può eseguire micro-ultra e nano filtrazione, ed osmosi inversa per la purificazione e la concentrazione di lisati cellulari, soluzioni idrolizzate di sostanze biochimiche e brodi di fermentazione contenenti composti di alto valore aggiunto.

La macchina è tecnicamente strutturata con caratteristiche innovative rispetto alle normali tecnologie di separazione, al fine di raggiungere livelli di prestazioni superiori in termini di qualità e quantità. L’impianto è dotato di un sistema di pressurizzazione, un circuito di ricircolo e un sistema di controllo della pressione di membrana; il sistema di monitoraggio consente il controllo di variabili quali temperatura, pressioni e portate.

  • Capacità: 30-200 L/batch
  • Caratteristiche della soluzione: miscela preventivamente chiarificata con separatore centrifugo
  • Produttività media del permeato: 20-100 L/h a seconda del tipo di soluzione e della membrana applicata

PROGIREG

ProGIreg è un progetto finanziato dalla Commissione Europea, nell’ambito del programma Horizon 2020, e utilizza la natura per la rigenerazione urbana di aree post-industriali in Europa e in Cina.

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