Metodologia Kontakt
Pierzaste liście i zielone strąki albicji (Albizia lebbeck) na gałęzi drzewa, widziane od spodu pod światło.

Badania BMPDrewno i biomasa drzewnajedno badanie (2 próby)

Albicja – zrębki i liście — BMP: 2 badania, średnia ważona 137 m³ CH₄/t s.m.o.

Albicja (Albizia) to szybko rosnące drzewo strączkowe; w zbiorze są zrębki i liście z jednej pracy, więc wyniki odzwierciedlają różnice między drewnem a zielenią.

ocena: neutralnyCH₄ ≈ 54 % (szacunek)

Opublikowano Zaktualizowano 3 min czytaniaRedakcja Substraty.pl

Fot. Dinesh Valke from Thane, India / Wikimedia Commons, licencja CC BY-SA 2.0, plik źródłowy; zmiany: kadrowanie

Średnia ważona
137m³ CH₄/t s.m.o.
Zakres
113–161m³ CH₄/t s.m.o.
Rekordy
2jedno badanie (2 próby)
Publikacje
1źródło
Temperatury
37 °Ctestu

Metan w biogazie

Średnia zawartość metanu · ≈ 5,4 kWh/m³ biogazu

szacunek z typu substratu W zebranych badaniach brak pomiaru. Przedział wynika z przybliżonego składu (białko z azotu ogólnego (N 3 % s.m. × 6,25)) i wydajności grup związków wg FNR.

Jak liczymy i co oznaczają strefy

Ocena dla biogazowni

neutralny — ocena redakcji dla biogazowniBez wyraźnych zalet — za przyjęcie warto pobierać opłatę

Potencjał na tonę masy świeżej umiarkowany, ale ograniczony słabym rozkładem masy organicznej (61 m³ CH₄/t); bez szczególnych zagrożeń dla stabilności. Koszty obsługi: włókna, kożuch, powolny rozkład.

Dlaczego? Czynniki oceny

Potencjał na tonę +1

  • +1potencjał 61 m³ CH₄/t masy świeżej (BMP 137 × s.m. 46,4 % × s.m.o. 96 %); niski stopień rozkładu s.m.o. (BMP 137 m³ CH₄/t s.m.o.) — punkty ograniczone

Stabilność procesu 0

  • 0brak czynników

Obsługa i koszty −1

  • −0,5włókna, kożuch — rozdrabnianie i intensywne mieszanie
  • −0,5powolny rozkład — długi czas retencji

Suma punktów: 0 · progi: ≥ 2,5 bardzo dobry, ≥ 1 dobry, poniżej — neutralny; negatywny przy skumulowanym ryzyku procesu.

Ocena redakcji wg metodyki · pewność oceny: niska · bez cen rynkowych

Dodaj do kalkulatora kofermentacji Dane CSV

Krzywe BMP z 2 badań

Średnia ważona Pojedyncze rekordy

Krzywe BMP: Albicja – zrębki i liścieSkumulowana produkcja metanu w czasie dla 2 rekordów oraz średnia ważona 137 m³ CH₄/t s.m.o.. 2 krzywych to przebiegi modelowe (kinetyka I rzędu).0501001502000510152025303540czas [d]m³ CH₄/t s.m.o.Ge i in. (2014) · 1: 113 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Ge i in. (2014) · 2: 161 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)średnia137

Linie przerywane to przebieg modelowy (kinetyka I rzędu, B(t) = B₀·(1 − e−kt)); z publikacji pochodzi punkt końcowy. Wszystkie krzywe są modelowe.

Skumulowana produkcja metanu w czasie testu [m³ CH₄/t s.m.o.]. Gruba linia to średnia ważona wszystkich rekordów (137); kropki oznaczają wartości końcowe podane w publikacjach. Wskaż wykres, aby odczytać wartości; kliknij pozycję legendy, aby ukryć lub pokazać rekord.

Rekordy i źródła

Pobierz CSV
ŹródłoBMP
m³ CH₄/t s.m.o.		TemperaturaPróbkaKrzywa
Ge i in. (2014) · 1 DOI11337 °C · mezofilowyzrębki (oryg.: „albizia chips”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Ge i in. (2014) · 2 DOI16137 °C · mezofilowyliście (oryg.: „albizia Leaves”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Średnia ważona137średnia arytmetyczna 137, SD 34

Typowy skład

Sucha masa (s.m.)
46,4% (zakres 36,5–56,2)
Sucha masa organiczna (s.m.o.)
96 % s.m. (zakres 93,7–98,3)
Azot
3 % s.m.
Stosunek C/N
29,9

Mediana i zakres oznaczeń podanych w publikacjach źródłowych rekordów BMP tego substratu (źródło odczytu: MY-D); sucha masa: 2 oznaczenia, sucha masa organiczna: 2 oznaczenia. C/N obliczono jako iloraz zawartości C i N (% s.m.) z tego samego źródła.

Źródła: Ge i in. (2014).

Skład surowca zmienia się między partiami — do obliczeń instalacji użyj analizy własnej próbki. Wartości typowe kalkulator wstawia automatycznie.

Właściwości procesowe

  • włóknisty
  • wolny rozkład
  • bogaty w węgiel
  • sezonowy
  • klasyfikacja redakcji

Niska pewność: opis oparty na ogólnych cechach grupy substratów, a nie na badaniach tego materiału. Traktuj go jako wskazówkę do weryfikacji.

Zalety

  • Potencjał metanowy w bazie: średnia ważona 137 m³ CH₄/t s.m.o. (mediana 137; zakres 113–161; 2 rekordów z 1 źródeł).

Wady i ryzyka

  • Zrębki to materiał o dużej zawartości ligniny, trudno dostępny dla bakterii: niska konwersja i długi czas retencji (przegląd Hendriks 2009).
  • Rozrzut wyników w bazie: odchylenie standardowe 34 przy średniej 137 m³ CH₄/t s.m.o. (2 rekordów z 1 źródeł).

Kofermentacja — z czym łączyć, na co uważać

Dawkowanie

Brak danych o dawkach w kofermentacji; materiał traktować jako dodatek lignocelulozowy po rozdrobnieniu, z własnym testem BMP. Wartości literaturowe tylko orientacyjne.

Wymagania praktyczne

  • Rozdrabniać: rozdrobnienie zwiększa powierzchnię dostępną dla rozkładu i przyspiesza go, ale niekoniecznie podnosi końcowy uzysk gazu (FNR 2010, rozdz. 3 „Triturado”).
  • Kontrolować kożuch i osad: przy podawaniu ciał stałych bezpośrednio do komory ryzyko ich powstania zależy od substratu (FNR 2010, rozdz. 3).

Źródła danych procesowych

  1. Hendriks, A.T.W.M.; Zeeman, G. (2009) Pretreatments to enhance the digestibility of lignocellulosic biomass. Bioresource Technology
  2. Weiland, P. (2010) Biogas production: current state and perspectives. Applied Microbiology and Biotechnology
  3. Chen, Y.; Cheng, J.J.; Creamer, K.S. (2008) Inhibition of anaerobic digestion process: A review. Bioresource Technology
  4. Dahunsi, S. (2019) Mechanical pretreatment of lignocelluloses for enhanced biogas production: Methane yield prediction from biomass structural components. Bioresource Technology 280, 18–26
  5. Ge, X.; Matsumoto, T.; Keith, L.; Li, Y. (2014) Biogas energy production from tropical biomass wastes by anaerobic digestion. Bioresource Technology 169, 38–44
  6. FNR (2010). Guía sobre el Biogás – Desde la producción hasta el uso (hiszp. wydanie „Leitfaden Biogas”, GIZ 2013)

Ocenę konkretnej mieszanki z tym substratem pokaże kalkulator kofermentacji.

Czym jest i skąd się bierze

Albicja to rodzaj drzew z rodziny bobowatych (Fabaceae), rosnących głównie w strefie tropikalnej i subtropikalnej. Gatunki te rosną szybko, wiążą azot atmosferyczny dzięki symbiozie z bakteriami i bywają rozważane jako źródło biomasy energetycznej. W zbiorze są dwa materiały, opisane w jednej pracy: zrębki drzewne oraz liście. W polskich warunkach drzewa te nie występują w uprawie, więc wpis ma charakter poznawczy.

Właściwości istotne dla fermentacji

Zrębki to materiał lignocelulozowy: celuloza i hemiceluloza są osłonięte ligniną, której bakterie beztlenowe praktycznie nie rozkładają. Przekłada się to na niski stopień konwersji i długi czas rozkładu. Liście mają mniej ligniny, więcej białka i cukrów rozpuszczalnych, a więc rozkładają się łatwiej, wnosząc jednocześnie więcej azotu. Ponieważ rośliny bobowate są bogate w azot, zieleń może poprawiać stosunek C/N w mieszankach z odpadami ubogimi w ten pierwiastek, ale przy nadmiarze zwiększa ryzyko amoniaku.

Jak czytać rozrzut wyników

Rekordy opisują różne części rośliny, dlatego różnica między nimi jest zjawiskiem oczekiwanym, a nie błędem pomiaru. Obie wartości pochodzą z jednej pracy i jednego zestawu warunków (temperatura mezofilowa, określone inokulum), więc nie da się ocenić zmienności między laboratoriami. Na wynik wpływają także gatunek, wiek drzewa, pora zbioru liści, stopień rozdrobnienia zrębków oraz długość testu, bo materiał drzewny rozkłada się powoli i może nie osiągnąć plateau.

W praktyce biogazowni

Zrębki drzewne nie są substratem rutynowo kierowanym do fermentacji w Europie: wolny rozkład, ryzyko warstwy kożucha i zużycia mieszadeł przemawiają za innymi wykorzystaniami drewna. Jeśli biomasa drzewna jest rozważana, wymaga rozdrobnienia, a często obróbki wstępnej. Dla projektu opartego na tym materiale konieczny jest własny test BMP na konkretnej partii, a wartość z literatury powinna służyć wyłącznie do orientacyjnego porównania z innymi substratami lignocelulozowymi.

Metodyka w skrócie

BMP to ilość metanu uzyskana z suchej masy organicznej (s.m.o., ang. VS) w teście okresowym, podawana w m³ CH₄ na tonę s.m.o. (liczbowo tyle samo co NmL CH₄/g VS w publikacjach) i przeliczona na warunki normalne (0 °C, 101,325 kPa). Średnia ważona daje każdej publikacji łączną wagę 1, dzieloną po równo między jej wyniki dla danego substratu — praca z dwudziestoma odmianami nie przeważa pracy z jedną próbką. W programach międzylaboratoryjnych jednostką jest laboratorium (łączna waga 1), a w jego obrębie waga testu rośnie z liczbą butelek (powtórzeń). Wyniki po obróbce wstępnej (np. termicznej, chemicznej, enzymatycznej) pokazujemy osobno i nie wliczamy ich do średniej.

Linie ciągłe to krzywe zmierzone w testach. Gdy publikacja podaje tylko wynik końcowy, rysujemy przebieg modelowy kinetyki pierwszego rzędu, B(t) = B₀·(1 − e−kt): z publikacji pochodzi wyłącznie punkt końcowy, a kształt krzywej służy jedynie wizualizacji — nie odczytuj z niego produkcji w konkretnym dniu. Dla tego substratu przyjęto k = 0,039 d−1 (mediana z: stałe k podane w źródłach: Tong i in. (1990): 2× (mediana 0.059 d⁻¹); Chynoweth i in. (1993): 7× (mediana 0.030 d⁻¹)).

Statystyki opisują rozrzut opublikowanych wyników — to zestawienie opisowe, a nie metaanaliza ani gwarancja uzysku w instalacji.

Pełna metodyka i zasady korekt

Bibliografia

  1. Ge, X.; Matsumoto, T.; Keith, L.; Li, Y. (2014). Biogas energy production from tropical biomass wastes by anaerobic digestion. Bioresource Technology 169, 38–44. DOI: 10.1016/j.biortech.2014.06.067 DOI

Wszystkie źródła serwisu: bibliografia.

Inne substraty z grupy „Drewno i biomasa drzewna”