Bio fuel cell e depurazione.

[Lolio]

Bisognerebbe sapere qualcosa di più su quello che stanno facendo in Giappone. Le esperienze già fatte potrebbero limitare gli errori in quelle future.

 

[Enrico la talpa]

Dunque, dal momento che mi trovo " ad un tiro di schioppo"

dal Giappone ho trovato questo materiale che può aiutare.

Questa è una descrizione del progetto che attueranno:

www.nedo.go.jp/english/archives/170117/pdf/H-02Y_E.pdf

Queste invece sono due spiegazioni tecniche su quel tipo di digestore:

www.osti.gov/bridge/servlets/purl/792221-p8YtTN/native/792221.pdf

www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/pdfs/32405a13.pdf


Poi se trovo altre cose le riporto.

Ciao

Enrico la talpa

 

[Enrico la talpa]

Gli indirizzi di prima non erano molto giapponesi,

ma qui
ho trovato altra documentazione riguardo la produzione di idrogeno da biomasse.

Il giappone è molto attivo in questo tipo di ricerca, in poco tempo ho trovato

molto materiale, ho ancora tanti indirizzi da vedere,
ma dovrò vagliarli attentamente tutti per trovare fra essi
una relazione tecnica di qualche esperimento fatto.

Questi sono descrizioni di progetti (in inglese) che realizzeranno in Giappone:

http://akseli.tekes.fi/opencms/opencms/Ohj...l_and_DENSY.pdf

www.conae.gob.mx/work/sites/CONAE/resources/LocalContent/2112/1/images/japan_path.pdf

http://unit.aist.go.jp/internat/biomassws/...20Nishijima.pdf

www.oecd.org/dataoecd/12/53/36746578.pdf


Questa è una tesi universitaria (in italiano) che descrive la realizzazione di impianti per la produzione

e la distribuzione dell'idrogeno:

http://etd.adm.unipi.it/theses/available/e...d/CAPITOLO1.pdf
http://etd.adm.unipi.it/theses/available/e...d/CAPITOLO2.pdf
http://etd.adm.unipi.it/theses/available/e...d/CAPITOLO3.pdf
http://etd.adm.unipi.it/theses/available/e...d/CAPITOLO4.pdf




Ciao

Enrico la talpa

 

[nicola]

Ciao a tutti, ho una domandina di chimica legata indirettamente ai depuratori e agli impianti a biogas: che differenza c'è tra il C.O.D. e l'ossidabilità di kubel (detta anche ossidabilità al permanganato)?
Entrambe si esprimono come quantità di O2 che serve per ossidare tutta la materia organica. In termini di metodiche le conosco ma non capisco dove stà la differenza, se si ossida tutto, compresi gli ioni in eventuali acque, l'indice dovrebbe essere uguale. Che differenza c'è??

 

[Enrico la talpa]

Se non sparo delle castronerie, credo che:

il metodo di Kubel è basato sull’ossidazione a caldo delle sostanze organiche mediante permanganato di potassio ( KMnO4) in ambiente acido, e con l'acido ossalico si arriva ad ottenere un parametro chiamato
"consumo di permanganato.

Il C.O.D. si basa sull'ossidazione delle sostanze organiche ed inorganiche, presenti in un campione d'acqua, mediante una soluzione di dicromato di potassio in presenza di acido solforico concentrato e di solfato di argento, come catalizzatore dell'ossidazione.

Ma nel finale tutti e due mi portano alla quantità di Ossigeno necessario per ossidare
tutte le sostanze organiche.

Quindi anche il metodo di Kubel serve per arrivare al C.O.D.

 

[nicola]

Grazie enrico, ma dove lavoro ho scoperto che kubel lo usano solo per le acque mentre il C.O.D. viene impiegato per acque "più robuste": i fanghi dei digestati. Esistono dei kit per stabilire il C.O.D. senza l'obbligo di maneggiare direttamente il bicromato e che sono molto più comodi di tutta la trafila per l'ossidabilità di kubel. Secondo te ci potrebbe essere una logica per scegliere una o l'altra? Del tipo: l'ossidabilità di kubel permette una accuratezza maggiore perchè il permanganato ha un potere ossidante che ossida proprio tutto (compresi eventuali ioni di ferro e cromo esavalente) in acque a bassa concentrazioni di solidi sospesi, mentre il dicromato (o i kit) per acque "pesanti" vanno bene ugualmente perchè le quantità sono superiori. Per spiegarmi meglio: con kubel lavoro di precisione e di fino mentre il C.O.D. è un pò meno aggressivo.

 

[Enrico la talpa]

Ma, ti dirò, nel mio lavoro non ho bisogno di un valore del C.O.D molto accurato.......

Abbiamo delle provette già preparate, dove inseriamo il campione.
Si mettono le provette in un piccolo fornello, poi le togliamo, e le inseriamo in un piccolo strumento portatile che ci da
il valore del C.O.D. .................il margine d'errore è irrilevante.

In una fabbrica lo scarico dei reflui, non può lavorare al limite di legge, perchè se c'è un problema di processo
il C.O.D. supera i limiti massimi e anche se nessuno dell'ARPAT e presente per rilevare l'evento,
i pesci della vasca di controllo posta allo scarico e quelli del fiume muoiono, segnalando il disastro avvenuto.

Se il C.O.D. dello scarico e fuori dei limiti, accadono due tipologie di eventi:

Se sono in Europa dopo 12 ore arrivano i funzionari dell'ARPAT con le forze dell'ordine,
e consegnano alla fabbrica una denuncia. Dopo tre avvisi di quel tipo chiudono lo scarico.
Alla fine si arriva alla chiusura della fabbrica.

In Cina o in India , fanno un meeting tre o quattro chiacchire..... bla,bla.

...... e continuano quello che stavano facendo.

In Africa non fanno nemmeno il meeting...

 

[nicola]

L'ho chiesto ad un chimico e la risposta che ho avuto mi ha lsciato un pò perplesso. La normale metodica per il C.O.D. con il dicromato di potassio e la metodica di kubel con permanganato di potassio dovrebbero dare il medesimo risultato sull'acqua di una vasca di ossidazione. In realtà kubel dà sempre valori più bassi perchè il potere ossidante del permanganato è "inferiore" al dicromato. Il motivo per cui viene usato kubel è puramente burocratico (l'hanno scelto). Ho scoperto che per controllare una discarica o acque a rischio controllona tre valori: cloruri, azoto ammoniacale e ossidabilità di kubel a monte (fonte potenzialmente inquinante) e a valle (soggetto potenzialmente inquinato). Per gli impianti a biogas invece controllano: C.O.D., acidi organici, TKN, pH, e splidi totali. Sono rimasto perplesso perchè controlli microbiologici non vengono fatti in nessuno dei casi. Voglio dire: il C.O.D. o Kubel possono anche essere a norma di legge, ma chi ci dice che dentro non ci siano patogeni? Per esempio: da un digestore per biogas i fanghi esausti possono essere impiegati nel compostaggio e quindi sanitizzati (per forza) ma da un'acqua di ricircolo?

 

[Guest]

Come procede il lavoro?

 

[janvaljan]

Un'articolo che ho trovato in giro. Un pò vecchiotto a dire la verità (2005) ma conferma che i batteri possono essere la soluzioni a molti problemi

Ecco le super fuel cell a batteri
Messo a punto un nuovo metodo per produrre idrogeno a partire da materiali organici. La scoperta potrebbe portare allo sviluppo di fuel cell molto efficienti e totalmente ecologiche


New Castle (USA) - Alcuni ricercatori della Penn State University e della società Ion Power hanno ideato un nuovo metodo per generare idrogeno dai batteri che, a loro dire, consentirà di costruire fuel cell a batteri (Microbial Fuel Cell, MFC) fino a quattro volte più efficienti di quelle attuali.

La nuova tecnica stimola i batteri a produrre idrogeno dalla fermentazione di vari tipi di materiale organico, o biomassa, senza la necessità di introdurre nella cella ossigeno dall'esterno. Al posto di quest'ultimo gli scienziati utilizzano una piccola corrente elettrica con tensione di 0,25 Volt che consente ai batteri di superare la cosiddetta "barriera della fermentazione" e convertire in idrogeno anche i prodotti della fermentazione, quali l'acido acetico e l'acido butirrico.

A differenza delle MFC tradizionali, quelle messe a punto dai ricercatori americani sono in grado di ricavare idrogeno anche dalle sostanze organiche che non contengono carboidrati: questo consente di utilizzare come "carburante" una più grande varietà di rifiuti organici domestici, agricoli e industriali.

Logan Grot, uno dei ricercatori impegnati nel progetto, ha affermato che il nuovo metodo apre la strada ad una nuova generazione di MFC molto compatte e in grado di trasformare completamente in combustibile e acqua di scarto i comuni rifiuti organici. Il sistema si trova descritto in questo documento.



E da altra fonte:

Alla ricerca del bioidrogeno

Per ottenere idrogeno puro è necessario produrre energia sufficiente a "strapparlo" da altre molecole e questa energia proviene ancora in massima parte da quelle fonti che dovrebbe andare a sostituire. Incoraggianti prospettive arrivano da eolico, solare e fotovoltaico ma la ricerca è alla caccia di metodiche di estrazione dell'idrogeno che abbiano sull'ambiente impatto zero. Ed ecco che i batteri, i funghi, i lieviti ma anche le alghe escono dal loro anonimato per salire alla ribalta delle nuove tecnologie. In natura viene prodotto idrogeno puro da tappe specifiche della fermentazione microbica e della ben nota fotosintesi clorofilliana. Da qui gli studi effettuati presso numerosi laboratori di ricerca per convincere microrganismi di ogni sorta a velocizzare i loro consueti processi per ottenere idrogeno più in fretta, in quantità maggiori e per giunta a basso costo.

Chlamydomonas

Una minuscola alga verde del genere Chlamydomonas è oggetto di attenzioni da parte di un gruppo di ricercatori dell'Università di Padova che lavora al progetto "Metodologie innovative per la produzione di idrogeno da processi biologici", in collaborazione con Enea e Cnr. L'idea consiste nell'utilizzare il normale processo fotosintetico dell'alga stimolando il suo corredo enzimatico a una maggiore reattività alla luce in modo da accrescere la produzione del prezioso idrogeno. Bisogna solo fornire all'alga acqua, anidride carbonica e luce solare. Nella prima parte del processo l'acqua viene scissa in idrogeno e ossigeno e nella seconda fase l'anidride è trasformata in glucosio, il nutrimento vero e proprio dei vegetali. Al momento l'efficienza di conversione (rapporto tra idrogeno prodotto e luce solare fornita) è piuttosto bassa e si aggira intorno al 5%.
Un intoppo è rappresentato dall'intolleranza del sistema biologico all'ossigeno prodotto nella scissione dell'acqua. Un trucco per aumentare la produzione consiste nell'allontanare subito il gas concorrente o nel selezionare tipi cellulari tolleranti all'ossigeno. Alcuni ricercatori del National Renewable Energy Laboratory di Golden in Colorado ci hanno provato con un batterio fotosintetico: il Rhodospirillum rubrum, capace di sviluppare idrogeno dall'acqua anche in presenza di ossigeno grazie alla sua portentosa idrogenasi, un particolare enzima produttore di idrogeno. Tramite manipolazioni genetiche si sta cercando di inserire tale vantaggioso enzima in altre cellule batteriche o addirittura in alghe verdi: l'efficienza aumenterebbe fino al 10-12%.

Reazioni nella cellula algale

Accanto all'allevamento in cattività di sistemi cellulari cosiddetti whole-cell ("a cellula intera") un'ulteriore fase di ricerca sta tentando la realizzazione di sistemi cell-free ("privi di cellule") che utilizzano i soli enzimi specifici. In questo modo si ovvierebbe al problema di mantenere in vita gli organismi e la produzione di idrogeno sarebbe più costante e più efficace, raggiungendo punte del 25%. In alcuni casi si è sostituita del tutto la natura con processi esclusivamente elettrochimici. Negli anni Novanta, presso l'Istituto Federale Svizzero, comincia la sperimentazione della "foglia artificiale", nella quale al posto della clorofilla si utilizza un pigmento bianco, il biossido di titanio, sostanza facilmente rintracciabile nell'etichetta di paste dentifrice, pastiglie medicinali e vernici. Il sistema (vagamente assimilabile al fotovoltaico) è costituito da larghi moduli e pannelli che mimano il processo fotosintetico producendo , invece che glucosio, idrogeno ed elettricit&agrave. La resa sarebbe del 7% con luce solare diretta e dell'11% con luce diffusa. Ed ecco un nuovo problema. Tutte le modalità finora passate in rassegna non possono fare a meno di un formidabile alleato: il Sole. Ma che succede se la giornata è nuvolosa o peggio ancora di notte? Si sono identificate per questa ragione circa 400 specie di batteri capaci di combinare, nell'oscurità più completa, monossido di carbonio e acqua per produrre quantità piuttosto elevate di idrogeno. Alcune specie di cianobatteri (chiamati anche alghe blu) si sono mostrate finora le migliori candidate all'esperimento.

In una sorta di reazione inversa che pu� fare completamente a meno della luce, presso l'Università del Wisconsin vengono impiegati microrganismi che a partire dal prodotto zuccherino finale della fotosintesi (glucosio ma anche xilosio, lattosio e saccarosio) liberano idrogeno, questa volta tramite l'azione di enzimi decompositori, raggiungendo un'efficienza del 50%. I protagonisti principali sono due batteri ipertermofili (quelli che muoiono di freddo se la temperatura scende al di sotto degli 80�C) dai significativi nomi: Thermoplasma acidophilum e Pyrococcus furiosus. Anche l'Escherichia coli, il comune costituente della nostra flora batterica intestinale, si è dimostrato un candidato promettente. Essendo di bocca buona, grazie alla capacità di far andare in decomposizione la materia organica, è stato alimentato a torsoli di mela, bucce di banana e rifiuti di cucina in genere, per produrre idrogeno. Con questo vivace microbo basterebbe una fornitura di soli 50 grammi di zucchero per tenere accesa una lampadina da 40 watt per un tempo leggermente inferiore alle 8 ore!

 

[Enrico la talpa]

Salve a tutti, purtroppo il mio progetto è stato vittima della furia del " SIGNORE DEGLI ANELLI "

(mia moglie), che appellandosi

all'O.N.U. mi ha impedito di portare avanti la mia ricerca, accusandomi di fabbricazione di armi biologiche, proibite dalla convenzione di Ginevra.

e di mettere in pericolo la salute delle mie figlie........

qui purtroppo ho accusato il colpo ed ho deciso di spostare il mio laboratorio.

Quindi per continuare i miei esperimenti devo costruire un box lontano 30,40 m dall'abitazione, dove posso fare tutti gli esperimenti

fino ad ora proibiti.

Adesso per lavoro sono in Australia, e precisamente a Sydney.......... non ho molto tempo da dedicare alle mie cose.

Spero che fra un paio di settimane le cose andranno meglio...... adesso siamo nella battaglia più importante.

Comunque tutti gli esperimenti riprenderanno in estate, quando sarà pronto il mio nuovo SuperLaboratorio.

Mi scatenerò anche in tutti gli esperimenti che fino ad ora mi erano impossibili da attuare.


Un saluto a tutto il forum da Sydney

Appena riesco a far funzionare tutto questo ammasso di tubi,motori, cavi, plc, tornerò a scrivere.

 

[nicola]

Se ti serve una mano fisica fai un fischio!

 

[Enrico la talpa]

Grazie, appena sono pronto ti fischio.

Adesso devo uscire da questa palude australiana......

fino al giorno che questo impianto non funziona come dio comanda, io non posso tornare in Italia......

spero in due mesi di riuscirci.........

Quando sarò a casa risolverò tutti i problemi logistici che mi impediscono di andare avanti nella ricerca......

non sarà facile, ma se stiamo a vedere, niente nella vita è "FACILE"........

( se è una cosa "FACILE", aspettati sempre una bolletta salata nei prossimi 90 giorni)

Ciao

 

[nicola]

Ciao, scrivo qui perchè mi sembra il topic più adatto: vorrei potermi calcolare da solo quanto metano viene prodotto da alcuni prodotti alimentari in singolo e miscelati.
Su un testo tedesco ho visto un disegno schematico dell'impianto: un bagno termostatato in grado di raggiungere la temperatura necessaria (io pensavo di lavorare in mesofilia), dei boccioni con tappi di plastica su cui sono applicate due canule per contenere il materiale e per trasferire attraverso canule di plastica il biogas in boccioni pieni d'acqua chiusi ermeticamente. Il biogas sviluppato raggiunge i boccioni pieni d'acqua e la spinge in un terzo contenitore per la teoria dei vasi comunicanti. Il volume di biogas viene espresso come ml di acqua. In qui è chiaro e ci sono arrivato, il problema è calcolare la percentuale di metano prodotta, sempre nello stesso libro è indicato il medesimo sistema con un boccione in più contenente soda caustica al 40% per neutralizzare la CO2 generata dal processo. Ma dopo? Come titolo il metano in eccesso se non ho uno spettrofotometro portatile?? Qualche idea?

 

[nicola]

Ma sul serio nessuno sà darmi una mano??