Ottenere un pellet di qualità dai residui di potatura dell’olivo

I pellet di biomassa sono particelle di biomassa densificate formate da pellet cilindrici. Rappresentano una promettente alternativa ai combustibili fossili per la produzione di calore ed energia, in particolare nel settore residenziale, dove possono essere implementati sistemi di riscaldamento automatizzati.

Le maggiori densità di massa e di energia si traducono, rispettivamente, in minori costi di trasporto e in una maggiore efficienza di conversione energetica, mentre il ridotto contenuto di umidità (circa il 10%) aumenta la capacità di stoccaggio a lungo termine.

Sottoprodotti agricoli come paglia e residui di potatura rappresentano una promettente risorsa a basso costo per la produzione di pellet, in particolare in Italia. Tuttavia, questi materiali sono spesso ampiamente sparsi sul territorio e ciò aumenta i costi di approvvigionamento e di trasporto, per cui è necessario implementare tecniche efficienti di raccolta meccanica e sistemi di gestione della logistica e dell'approvvigionamento.

La specifica tecnica UNI/TS 11263:2007, definisce chiari principi per caratterizzare facilmente la qualità del pellet per scopi energetici. In particolare, vengono identificate quattro classi di pellet, sulla base della materia prima e delle proprietà fisiche e chimiche del prodotto finale. La durabilità e la densità sono i principali parametri che descrivono la qualità fisica dei biocombustibili solidi densificati come i pellet. La durabilità rappresenta l'attitudine all'usura meccanica, che porta alla produzione di particelle fini o polvere durante il trasporto, il trasbordo e lo stoccaggio. Le emissioni di polvere sono sia un inconveniente per il consumatore che un pericolo per la salute. Inoltre, le particelle fini e le polveri possono ostruire i sistemi di alimentazione delle caldaie e portare a processi di combustione disomogenei. Infine, le polveri possono aumentare i rischi di incendio e di esplosione durante la movimentazione, lo stoccaggio e il trasbordo.

La durabilità meccanica rappresenta la capacità dei biocarburanti densificati di rimanere intatti durante la manipolazione e la consegna.

L’Università di Bari ha indagato l'influenza dei principali parametri di processo (pressione e temperatura) e delle caratteristiche della biomassa (contenuto di umidità e dimensione delle particelle) su alcune proprietà meccaniche (densità e durabilità) dei pellet di residui di potatura di olivo.

Mediante una pressa per pellet in scala di laboratorio, in grado di controllare i parametri di processo, la biomassa, macinata con tre diverse dimensioni del vaglio del mulino a martelli (1, 2 e 4 mm) e condizionata a diversi contenuti di umidità (5, 10, 15 e 20% p.b.), è stata pellettizzata a diverse temperature di processo (60, 90, 120 e 150 °C) e pressioni (71, 106, 141 e 176 MPa).

Le dimensioni e la massa del campione compresso sono state misurate per calcolare la densità del pellet, mentre sono state effettuate prove di resistenza alla compressione per stimare la durata del biocombustibile finale. Le relazioni tra le impostazioni dei fattori e le risposte (densità, resistenza alla compressione e modulo di elasticità) sono state esaminate mediante analisi statistiche univariate e multivariate.

La temperatura è risultata la variabile più importante nell'influenzare le proprietà meccaniche del pellet, seguita dal contenuto di umidità iniziale e dalla dimensione delle particelle della materia prima.

In particolare, un'elevata temperatura di processo, un basso contenuto di umidità e una ridotta dimensione delle particelle hanno permesso di ottenere pellet di buona qualità. L'effetto della forza di compressione è risultato scarsamente rilevante.