La produzione di bioetanolo monitorata online

Il processo di birrificazione e quello di produzione di bioetanolo a base di cereali sono molto simili: entrambi comportano la conversione dei carboidrati (zuccheri e amido) in etanolo, utilizzando ceppi selezionati di lievito.
Tuttavia, mentre il processo di birrificazione mira a ottenere un prodotto di consumo dal gusto e dalla qualità costanti, il processo del bioetanolo si concentra principalmente sulla resa della produzione.
Entrambi i processi, quindi, prevedono una fase di “ammostatura” in cui il grano viene mescolato con acqua e riscaldato diventando un impasto simile al porridge, in cui l’amido viene convertito in zucchero fermentabile. Il mosto viene poi trasformato in alcol in una successiva fase di fermentazione. Nel processo di produzione del bioetanolo, il flusso di fermentazione risultante viene inoltre distillato per ottenere alcol puro.
Fino ad oggi, il monitoraggio online di questo processo di conversione sia nella produzione di birra che di bioetanolo si è dimostrato difficile da realizzare.
Un sistema automatizzato in grado di fornire una visione dettagliata dei dati di composizione, però, potrebbe aiutare i produttori a raggiungere una maggiore precisione e una migliore efficienza di produzione.
La start-up danese “Specshell” è riuscita, nel 2018, a introdurre sul mercato il suo primo prodotto industriale, ma tale strumento non poteva essere applicato al processo del bioetanolo e non era nemmeno abbastanza sviluppato da poter offrire raccomandazioni online in tempo reale per aiutare i produttori a fare aggiustamenti durante il processo di ammostamento della birra.
Per fronteggiare queste due questioni, nel 2019, è stato avviato il progetto “OptiSpec”, finanziato dall’UE e articolato in quattro fasi specifiche.
La prima consisteva nel modificare fisicamente il modello dello strumento al fine di adattarlo agli ambienti industriali di entrambi i processi, mentre la seconda fase prevedeva lo sviluppo di capacità predittive, grazie all’applicazione di tecnologie di apprendimento automatico, alla fase di ammostamento della birra.
Il terzo step ha riguardato lo sviluppo del set di dati necessari per lo strumento, da applicare durante la fermentazione del bioetanolo, adattando l’interfaccia utente agli usi di questo specifico settore. La traccia finale riguardava, invece, la convalida industriale.
Il progetto è stato eseguito con successo e il modello di fermentazione dell’etanolo ha dimostrato a più riprese di funzionare in condizioni industriali reali.
Il successo di queste prove indica che i nuovi strumenti sono pronti per la commercializzazione e che saranno in grado di apportare benefici in entrambi i settori: quello della birra e quello dell’etanolo.