Calculation of the yield of anaerobic digestion plants and researching of systems for improve the process and its products

Biogas is a biofuel produced by a fermentation of organic substrates by microbes under anaerobic condition and it is a mixture of gases; it consists mainly of methane (CH4) and carbon dioxide (CO2). The gases formed are the waste products of the respiration of these decomposer microorganisms and the composition of the gases depends on the substance that is behind decomposed; methane makes up the combustible part of biogas. Compared with the aerobic process of organic matter, the energy yield of anaerobic process is far smaller. The growth rate of anaerobic bacteria is considerably lower that than aerobic bacteria and that the production of new biomass is less per gram decomposer organic matter. The biogas process is divided into three steps: Hydrolysis, Fermentation-Acidogenesis and Methanogenesis, where different groups of bacteria are each responsible for a step. The main topic of the thesis is the definition of the different type of anaerobic process, which difference depend of the alimentation to anaerobic digester. After a first introduction of the theme continues with the study of various companies, the calculation of returns and the search for solutions to improve performance and products of the process.

Calcolo del rendimento di impianti di digestione anaerobica e ricerca di sistemi per migliorare il processo e i suoi prodotti. Biogas è un biocarburante ottenuto per fermentazione di substrati organici da microbi in condizioni anaerobiche ed è una miscela di gas; è composto prevalentemente da metano (CH4) e anidride carbonica (CO2). I gas che si formano sono i prodotti di scarto della respirazione di questi microrganismi decompositori e la composizione dei gas dipende dalla sostanza che è dietro decomposto; metano costituisce la parte combustibile del biogas. Rispetto al processo aerobico di materia organica, il rendimento energetico del processo anaerobico è di gran lunga inferiore. Il tasso di crescita di batteri anaerobi che è notevolmente inferiore rispetto ai batteri aerobici e che la produzione di nuova biomassa è inferiore per grammo scompositore materia organica. Il processo di produzione di biogas è diviso in tre fasi: idrolisi, fermentazione-acidogenesi e Metanogenesi, dove diversi gruppi di batteri sono ciascuno responsabile di un passo. Il tema principale della tesi è la definizione del diverso tipo di processo anaerobico, che dipendono dall differenza di alimentazione al digestore anaerobico. Dopo una prima introduzione del tema prosegue con lo studio di varie aziende, il calcolo dei rendimenti e la ricerca di soluzioni per migliorare le prestazioni e prodotti del processo.