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12 n. 25/2011<br />
IL RUOLO DELLA FIBRA GREZZA<br />
NELLA PRODUZIONE DI BIOGAS<br />
che si sta<br />
facendo in Italia nella<br />
L’esperienza<br />
conduzione dei fermentatori<br />
per la produzione<br />
di biogas, soprattutto negli<br />
impianti di più recente realizzazione,<br />
fa avanzare la<br />
convinzione che buona parte<br />
delle conoscenze proprie<br />
del nutrizionista che si occupa<br />
di bovine da latte possa<br />
essere trasferita con successo<br />
anche a chi si occupa della<br />
produzione di biogas.<br />
L’obiettivo della ricerca che<br />
stiamo conducendo insieme<br />
a BTS è di poter prevedere la<br />
risposta energetica fornita<br />
dai diversi foraggi immessi<br />
nei digestori, sulla base della<br />
loro composizione, in<br />
maniera dinamica e cioè nel<br />
corso del processo. Il rumine<br />
della bovina può essere considerato<br />
un grande digestore<br />
dove decine di tonnellate<br />
di batteri di diverse specie<br />
operano incessantemente.<br />
Una componente fondamentale<br />
dei vegetali utilizzati<br />
nell’alimentazione zootecnica<br />
ma anche nei digestori<br />
per la produzione di<br />
biogas, è la fibra. La fibra<br />
non può essere digerita<br />
direttamente dagli animali<br />
ma viene attaccata da<br />
microrganismi che vivono in<br />
speciali camere fermentative<br />
naturali, il rumine e l’intestino,<br />
e da questa viene ricavata<br />
energia che svolge ruoli<br />
dietetici insostituibili. Il processo<br />
di digestione della<br />
fibra da parte dei batteri è<br />
lungo e laborioso ed inizia<br />
dall’interno della cellula,<br />
dove i batteri secernono<br />
enzimi che liberano il glucosio<br />
da pectina, emicellulosa<br />
e cellulosa. La digestione<br />
viene ostacolata ed inibita<br />
dalla presenza di lignina,<br />
che è un componente non<br />
digeribile. Poiché nel rumine<br />
e nell’intestino la fibra<br />
viene trattenuta per un tempo<br />
relativamente breve, una<br />
parte della fibra non viene<br />
digerita. La lignina è componente<br />
essenziale delle<br />
piante ed aumenta la sua<br />
presenza nei tessuti man<br />
mano che avanza la maturità<br />
della coltura, con un<br />
allungamento dei tempi di<br />
digestione. La lignina non<br />
viene digerita dai batteri ma<br />
si lega a cellulosa ed emicel-<br />
[ INFOBIOGAS ]<br />
[ DI ANDREA FORMIGONI* ] [ TAB. 1 - RAPPORTI FRA LIGNINA E NDF INDIGE-<br />
RIBILE (INDF) IN ALCUNI ELEMENTI<br />
*Università di Bologna<br />
N°<br />
MEDIA<br />
INDF/LIGNINA<br />
MIN. MAX.<br />
Buccetta soia 4 0,97 0,56 1,46<br />
Polpe bietola 4 0,71 0,64 0,84<br />
Cruscami 4 2,88 2,82 2,93<br />
Farinaccio grano 4 2.24 1,7 2,61<br />
Medica 20 2,5 1,93 2,92<br />
Fieno misto 3 2,75 2,57 2,99<br />
Loietto 1 3,17 .. ..<br />
Silomais 10 3,64 2,8 4,83<br />
Triticale<br />
(Dimorfipa, 2010)<br />
10 3,63 2,31 4,15<br />
[ TAB. 2 - LIGNINA & FIBRA INDIGERIBILE<br />
NDF<br />
%<br />
LIGNINA<br />
%<br />
INDF/<br />
LIGNINA<br />
INDF<br />
%<br />
DNDF<br />
%<br />
DNDF/NDF<br />
%<br />
45 2,5 3 7,5 37,5 83,3<br />
45 3,5 3 10,5 34,5 76,7<br />
45 4,5 3 13,5 31,5 70,0<br />
45 3,5 2,8 9,8 35,2 78,2<br />
45 3,5 3,8 13,3 31,7 70,4<br />
45 3,5 4,8 16,8 28,2 62,7<br />
lulosa e così facendo rende<br />
una parte della cellulosa<br />
indigeribile. Nella tabella 1<br />
vengono riportati i dati relativi<br />
alla masticazione e alla<br />
velocità di degradazione<br />
della fibra nei digestori in<br />
confronto con quello che<br />
avviene nei ruminanti. In<br />
definitiva la presenza di<br />
lignina rallenta l’utilizzo di<br />
sostanza organica, non è<br />
digeribile quindi non contribuisce<br />
a produrre metano,<br />
rende indigeribile una parte<br />
più o meno rilevante di fibra<br />
che non contribuirà a formare<br />
metano. Se ad esempio<br />
abbiamo un silomais con il<br />
45% di NDF, il 3,5% di lignina<br />
e un rapporto<br />
iNDF/lignina pari a 4 che<br />
costituisce un fattore di indi-<br />
[ Andrea Formigoni.<br />
geribilità, il 31% della fibra<br />
di quel silomais non può<br />
essere digerita nel fermentatore<br />
e quindi ne abbasserà la<br />
resa in biometano. Nella<br />
tabella 2 si riporta l’esempio<br />
di foraggi che a parità di<br />
NDF presentano valori di<br />
lignina crescenti. Si nota che<br />
la quota di fibra utile e quindi<br />
capace di essere digerita,<br />
varia dall’83,3% al 62,7%<br />
man mano che aumenta il<br />
contenuto di lignina. Per la<br />
corretta stima del potenziale<br />
fermentativo delle fonti<br />
fibrose è necessario tener<br />
conto della lignina e della<br />
quota di fibra ad essa legata<br />
e quindi indigeribile. I batteri<br />
per fermentare al meglio<br />
la fibra debbono essere riforniti<br />
di tutti i nutrienti necessari<br />
e il trattamento fisico<br />
degli alimenti rende più<br />
veloce e completa la degradazione<br />
della fibra, quindi il<br />
galleggiamento nel digestore<br />
con mancato o incompleto<br />
contatto batteri-fibra, rallenta<br />
il processo di fermentazione.<br />
La nostra ricerca<br />
mira a predisporre un<br />
modello per la stima dinamica<br />
della produzione di<br />
energia e della sua economicità<br />
e la valutazione della<br />
sostanza organica fermentescibile<br />
tiene conto dei<br />
seguenti parametri: 1)livelli<br />
di lignina, 2)dell’NDF e delle<br />
proteine non degradabili,<br />
3) crescita batterica, 4) composizione<br />
del digestato.