Il raggiungimento dell’obiettivo principale di BIOGEN è condizionato dal raggiungimento di obiettivi funzionali impliciti nelle susseguenti fasi del progetto. Per consentire un efficiente sviluppo progettuale il progetto stesso è strutturato in moduli funzionali finalizzati, riassunti come di seguito:

I     BIOGEN (BIOMASS POWERED TURBOGAS GENERATOR) è il modulo dedicato all’integrazione della tecnologia delle turbine a gas con il sistema di combustione Fireboost® alimentato con biomasse in impianti per la generazione elettrica.
    Il rendimento elettrico previsto è 50% rispetto all’energia termica prodotta; tale rendimento è circa il doppio rispetto a quello tipico di   impianti impostati su turbine a vapore.

      La combustione risulterà dunque a carattere polivalente in quanto:

  • Viene ricavata energia “verde” dal riciclaggio di biomassa organica con impatto ambientale pressoché nullo;
  • Viene reso un servizio di termodistruzione con recupero energetico (“Waste-to-energy”);
  • Vengono salvaguardate risorse naturali (petrolio e derivati) per utilizzi più importanti.

II       BIOFUEL (BIOMASS DERIVED FUEL DRYING & PULVERIZING SYSTEM) è il modulo dedicato alla realizzazione del trattamento di biomasse solide e di rifiuti umidi in genere al fine di inibirne la fermentazione naturale e micronizzarle, e pertanto include la riduzione dell’umidità sotto la soglia di fermentazione, l’essicazione, e la polverizzazione al fine di trasformarle in combustibile per il Fireboost®.

  Inizialmente biomasse e rifiuti umidi utilizzati come combustibile saranno limitate ad alcuni specifici - di seguito definiti “Combustibili Iniziali” - per includere successivamente tutte le biomasse ed i rifiuti umidi disponibili in ogni loro stato di aggregazione quali ad esempio:

  • Residui di torchiatura:
    es: sansa di oliva, vinaccia di uva, residui di altra frutta;
  • Residui di trebbiatura:
    es: paglia e pula di frumento e grano, stocchi di mais;
  • Residui di sgusciatura/decorticazione/sbramatura:
    es: gusci di caffè, lolla di riso;
  • Residui di potatura:
    es: ramaglie, foglie;
  • Residui di pulitura/disboscamento
    es: tronchi, rami;
  • Residui di taglio/lavorazione del legno:
    es: spezzoni, trucioli, segatura;
  • Residuo del trattamento di Rifiuti Solidi Urbani:
    es: CDR (Combustibile Derivato dai Rifiuti = RDF), ecoballe;
  • Residui da discariche:
    es: parte solida del digestato anaerobico da rifiuti biologici;
  • Residui della depurazione di acque:
    es: fanghi;
  • Simili.

NOTA Nella presente relazione, ogni riferimento alla “sansa di oliva” è da intendersi comprensivo di tutte le altre biomasse qui sopra elencate, a meno di diverso dettaglio.

    I combustibili iniziali previsti sono la sansa di oliva, la vinaccia, ed il grasso animale derivato dalla concia delle pelli (che non necessita di particolare pre-trattamento).
    I combustibili iniziali sono già stati testati con successo nel Fireboost® con il raggiungimento di energia Š6 MWth-hr.

    Poiché il Fireboost® è una macchina scalabile, il valore energetico raggiunto può essere incrementato in funzione della scala adottata.

III   NANOFIL (NANOPARTICLES FILTERING SYSTEM) è suddiviso in due moduli funzionali:

IIIa   In termini operativi, NANOFIL dovrà evitare che i gas di combustione contengano in particolare particolato in grado di produrre indesiderati  effetti di erosione nella turbina a gas.
    Il modulo rivolto a tali obiettivi baserà su tecnologia a filtri elettromagnetici con eventuale utilizzo di ciclone per la separazione preventiva di agenti di erosione.
    L’eventuale presenza di agenti chimici acidi (es: HCl, SO2) che possano risultare in corrosione dell’impianto vengono già oggi efficacemente contrastati con riporti speciali (coating) dei materiali.

IIIb  In termini di screening della polluzione e del particolato immessi in atmosfera NANOFIL consterà di un sistema filtrante per la cattura di micro-particelle e di nano-particelle contenute nei gas di combustione emessi dal bruciatore Fireboost®, prodotte dalla combustione di biomasse e di rifiuti umidi essicati.
    Il modulo rivolto a tali obiettivi baserà su membrana in teflon PTFE (Poly-Tetra-Fluor-Ethylene) che consente l’abbattimento di particolato fine ed ultra-fine (micro-particelle e nano-particelle) oltre il 99,9%, garantendo quindi un livello di emissioni sotto i limiti piu restrittivi (quelli applicati alla termodistruzione di rifiuti).
    Il sistema verrà completato con tecnologia BAT (Best Available Technology) basata su dosaggio di bicarbonato di sodio e/o carboni attivi, a seconda del range di temperatura 170°400°C). Eventuale il supporto ceramico.

IVaSCADA (SYSTEM CONTROL AND DATA ACQUISITION) è il modulo ristretto al Monitoraggio e Controllo di processo. Esso consta di strumenti, sensori, trasduttori, attuatori, ed organi elettro-meccanici vari collegati ad una piattaforma computerizzata distribuita in rete per l’esercizio dell’impianto sia in sito come anche a distanza in modo completamente automatizzato.
    SCADA è dunque mirato alla raccolta di dati dal campo inclusi tutti i parametri relativi al processo ed alle emissioni, e necessari per la gestione computerizzata dei processi e fenomeni monitorati. Detti processi possono essere l’alimentazione, la combustione, la pressione, la velocità, la portata, il volume, la temperatura, ed altre grandezza fisiche); il controllo di processo basa ovviamente anche sul monitoraggio delle emissioni in senso stretto (es: O2, CO, CO2, SOX, NOX, altro); i fenomeni sono rappresentati dalle variazioni dei parametri monitorati.

      Il controllo di processo eseguito da SCADA comporta la generazione di una banca dati storica delle grandezze misurate e delle azioni svolte. Tale banca dati è utile agli effetti dell’ulteriore perfezionamento dei sistemi e dei processi.
    SCADA è pertanto il modulo operativo in un super-insieme informatico mirato al supporto ingegneristico per lo sviluppo e la progettazione di sistemi, definito VISIONICS.

IVbVISIONICS (VIRTUAL REALITY VISION & DESIGN SYSTEM) è il modulo dedicato al supporto di sviluppo e di engineering dei sistemi e dei processi.
    Esso basa su tecnologie olografiche e comporta la visualizzazione tridimensionale nello spazio di sistemi e processi anche complessi,  modellati matematicamente su computer. VISIONICS offre la possibilità di “navigare” all’interno di sistemi e processi, di avanzare o di regredire nel tempo, di verificare grandezze e geometrie coinvolte, e di  intervenire in tempo reale sul modello matematico per apportare varianti   di ottimizzazione, verificandone immediatamente gli effetti.

      In termini visivi, il sistema renderà possibile la rappresentazione di immagini tridimensionali in scala superiore/inferiore a quella reale, rendendole disponibili simultaneamente e nello stesso luogo agli spettatori presenti e consentendo di giudicare sistemi ed eventi correlati a sviluppi specifici.

      Nel caso particolare della combustione e degli scambiatori di calore, VISIONICS consentirà il miglioramento del processo con particolare riguardo alla velocità ed alla completezza della combustione, alla struttura della fiamma, alla dinamica dei fluidi in generale e dei gas di    combustione in particolare, ed al tracking del particolato, consentendo una più attenta analisi e previsione dei fenomeni associati.

      Altri settori che trarranno vantaggio da VISIONICS sono la scienza dei materiali con particolare riguardo all’analisi dell’affaticamento, ma anche l’efficacia di filtri e l’osservazione delle fasi di reazione.

      Il modulo VISIONICS richiede una piattaforma informatica che includa workstation, software e sistemi di visione. In particolare sono necessari modellatori e programmi di CFD (Computational Fluid Dynamics) con codici tipo FLUENT o STAR rivolti soprattutto alla termodinamica, alla fluidodinamica, alla combustione, ed al reaction engineering; di CAE (Computer Aided Engineering) e di CAD/CAM (Computer Aided Design/Manufacturing) per la meccanica, ASPEN per la chimica, ecc.