Badania BMPSłomy i resztki pożniwne
Bakłażan – łodygi i liście — BMP: 4 badania, średnia ważona 218 m³ CH₄/t s.m.o.
Łodygi i liście bakłażana to resztki po zbiorze owoców z upraw szklarniowych i polowych. Włókniste, o zmiennym składzie, nadają się jako dodatek do miksu fermentacyjnego.
Fot. Karen and Brad Emerson / Wikimedia Commons, licencja CC BY 2.0, plik źródłowy; zmiany: kadrowanie
.jpg){kind=link}
- Średnia ważona
- 218m³ CH₄/t s.m.o.
- Zakres
- 94–374m³ CH₄/t s.m.o.
- Rekordy
- 4badania
- Publikacje
- 3źródła
- Temperatury
- 35 °C, 36 °Ctestu
Metan w biogazie
Średnia zawartość metanu · ≈ 5,6 kWh/m³ biogazu
pomiar średnia z 1 badania BMP; w teście okresowym udział CH₄ bywa wyższy niż w instalacji.
Ocena dla biogazowni
brak oceny — ocena redakcji dla biogazowni
Brak oceny: brak suchej masy lub suchej masy organicznej w danych. Ocenę liczymy, gdy znamy suchą masę i suchą masę organiczną materiału.
Dodaj do kalkulatora kofermentacji Dane CSV
Krzywe BMP z 4 badań
Średnia ważona Pojedyncze rekordy
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 (218); 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| Źródło | BMP m³ CH₄/t s.m.o. | CH₄ w biogazie % obj., pomiar | Temperatura | Próbka | Krzywa |
|---|---|---|---|---|---|
| Cai i in. (2019) · 1 DOI | 174 | — | — | łodygi (oryg.: „Eggplant (Solanum melongena) – Stem”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Cai i in. (2019) · 2 DOI | 196 | — | — | liście (oryg.: „Eggplant (Solanum melongena) – Leaf”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Gunaseelan (2004) DOI | 374 | — | 35 °C · mezofilowy | łodygi (oryg.: „Brinjal Stalk”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Li i in. (2018) DOI | 94 | 56,4 % | 36 °C · mezofilowy | resztki roślin bakłażana (oryg.: „Eggplant crop residues (EGR)”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Średnia ważona | 218 | 56,4 % | średnia arytmetyczna 210, SD 118 | ||
Typowy skład
- Sucha masa organiczna (s.m.o.)
- 84,2 % s.m. (zakres 74,7–94,1)
- Azot
- 3,5 % s.m.
- Stosunek C/N
- 12,4
Mediana i zakres oznaczeń podanych w publikacjach źródłowych rekordów BMP tego substratu (źródło odczytu: BCBPD, MY-D); sucha masa: 0 oznaczeń, sucha masa organiczna: 3 oznaczenia. Brak s.m. w źródłach – kalkulator musi poprosić o wartość. C/N obliczono jako iloraz zawartości C i N (% s.m.) z tego samego źródła.
Źródła: Cai i in. (2019); Gunaseelan (2004).
Skład surowca zmienia się między partiami — do obliczeń instalacji użyj analizy własnej próbki. Wartości typowe kalkulator wstawia automatycznie.
Właściwości procesowe
Zalety
- Potencjał metanowy w bazie: średnia ważona 218 m³ CH₄/t s.m.o. (mediana 185; zakres 94–374; 4 rekordów z 3 źródeł).
Wady i ryzyka
- Rozrzut wyników w bazie: odchylenie standardowe 118 przy średniej 210 m³ CH₄/t s.m.o. (4 rekordów z 3 źródeł).
Kofermentacja — z czym łączyć, na co uważać
- dobrze łączyć
Dawkowanie
Brak źródłowych limitów dawki; dodawać razem z innymi resztkami warzywnymi i obornikiem, początkowo w małym udziale.
Wprowadzaj stopniowo, zaczynając od małej dawki i obserwując proces (np. FOS/TAC, pH, skład gazu).
Wymagania praktyczne
- Rozdrabniać: rozdrobnienie zwiększa powierzchnię dostępną dla rozkładu i przyspiesza go, ale niekoniecznie podnosi końcowy uzysk gazu (FNR 2010, rozdz. 3 „Triturado”).
- Usuwać zanieczyszczenia obce przed dozowaniem: materiał z bioodpadów może zawierać substancje zakłócające, a współsubstrat powinien być od nich wolny (FNR 2010, rozdz. 3).
Źródła danych procesowych
- Li, P.; Li, W.; Sun, M.; Xu, X.; Zhang, B.; Sun, Y. (2018) Evaluation of Biochemical Methane Potential and Kinetics on the Anaerobic Digestion of Vegetable Crop Residues. Energies 12(1), 26
- Shin, K.S.; Kim, C.H.; Lee, S.E.; Yoon, Y.M. (2011) Biochemical Methane Potential of Agricultural Byproduct in Greenhouse Vegetable Crops. Korean Journal of Soil Science and Fertilizer 44(6), 1252–1257
- Cai, F.; 1. Biomass Energy and Environmental Engineering Research Center, College of Chemical Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China; Yan, H.; Zhang, R.; Liu, G.; Chen, C.; 2. Department of Biological and Agricultural Engineering, University of California, Davis, CA 95616, USA (2019) Prediction of methane production performances based on determination of organic components for different vegetable wastes. International Journal of Agricultural and Biological Engineering 12(3), 154–159
- Gunaseelan, V. (2004) Biochemical methane potential of fruits and vegetable solid waste feedstocks. Biomass and Bioenergy 26(4), 389–399
- Hendriks, A.T.W.M.; Zeeman, G. (2009) Pretreatments to enhance the digestibility of lignocellulosic biomass. Bioresource Technology
- Weiland, P. (2010) Biogas production: current state and perspectives. Applied Microbiology and Biotechnology
- 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
Bakłażan (Solanum melongena) uprawia się w gruncie oraz pod osłonami. Po zakończeniu owocowania zostają całe rośliny: zdrewniałe łodygi, liście i fragmenty pędów. Producent musi je usunąć z obiektu, więc powstaje jednorazowa, sezonowa partia odpadu roślinnego. Część prac badawczych traktuje łodygi i liście oddzielnie, inne całe resztki uprawy, dlatego w zestawieniu występują rekordy dla frakcji i dla mieszaniny.
Właściwości istotne dla fermentacji
Liście mają zwykle wyższą strawność i większy udział białka niż łodygi, które zawierają więcej celulozy i ligniny. Wilgotność świeżych resztek jest wysoka, jednak po zwiędnięciu i podsuszeniu sucha masa rośnie. Materiał jest włóknisty i bez rozdrobnienia może tworzyć kożuch lub zatykać układy podawania. Jako resztka warzywna może zawierać pozostałości środków ochrony roślin, a w szklarniach także elementy sztuczne, takie jak sznurki, klipsy i folie, które trzeba usunąć przed podaniem do fermentora. C/N jest zwykle wyższe niż w odpadach kuchennych, a niższe niż w słomach, więc dobrze komponuje się z substratami azotowymi.
Jak czytać rozrzut wyników
Rekordy dotyczą różnych frakcji: osobno łodyg, osobno liści oraz mieszaniny resztek uprawy, co samo w sobie wyjaśnia dużą część rozrzutu. Dodatkowo różnią się odmiana, faza wegetacji w chwili usunięcia roślin, sposób suszenia i rozdrabniania próbki oraz temperatura testu (w części źródeł nie podano jej wprost). Prace pochodzą z odmiennych regionów i systemów uprawy, więc skład roślin także jest inny. Przy tak małej liczbie rekordów trzeba pamiętać, że nie obejmują one całej zmienności, jaką spotka się na konkretnej farmie.
W praktyce biogazowni
Resztki bakłażana są dostępne jednorazowo na koniec sezonu, więc nie nadają się na stały składnik dawki, lecz jako uzupełnienie, najlepiej po zebraniu od kilku gospodarstw ogrodniczych. Wymagają rozdrobnienia i usunięcia zanieczyszczeń sztucznych. Można je zakiszać razem z innymi resztkami ogrodniczymi, jeśli sucha masa jest odpowiednia, lub podawać na bieżąco. Pochodzenie odpadu (gospodarstwo ogrodnicze) oznacza, że przy przyjęciu na biogazownię trzeba sprawdzić, czy materiał mieści się w zakresie substratów dopuszczonych w posiadanym zezwoleniu lub wpisie do rejestru. Wartość energetyczną najlepiej potwierdzić testem BMP konkretnej partii.
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 = 0,136 d−1 (mediana z: dopasowanie B(t)=B0(1−e^(−kt)) do średnich krzywych mierzonych: Słoma pszenna k=0.079 d⁻¹ (R²=0.998, 67 krzywych) | stałe k podane w źródłach: Tong i in. (1990): 3× (mediana 0.088 d⁻¹); Li i in. (2018): 5× (mediana 0.157 d⁻¹)).
Statystyki opisują rozrzut opublikowanych wyników — to zestawienie opisowe, a nie metaanaliza ani gwarancja uzysku w instalacji.
Bibliografia
- Cai, F.; 1. Biomass Energy and Environmental Engineering Research Center, College of Chemical Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China; Yan, H.; Zhang, R.; Liu, G.; Chen, C.; 2. Department of Biological and Agricultural Engineering, University of California, Davis, CA 95616, USA (2019). Prediction of methane production performances based on determination of organic components for different vegetable wastes. International Journal of Agricultural and Biological Engineering 12(3), 154–159. DOI: 10.25165/j.ijabe.20191203.4705 DOI
- Gunaseelan, V. (2004). Biochemical methane potential of fruits and vegetable solid waste feedstocks. Biomass and Bioenergy 26(4), 389–399. DOI: 10.1016/j.biombioe.2003.08.006 DOI
- Li, P.; Li, W.; Sun, M.; Xu, X.; Zhang, B.; Sun, Y. (2018). Evaluation of Biochemical Methane Potential and Kinetics on the Anaerobic Digestion of Vegetable Crop Residues. Energies 12(1), 26. DOI: 10.3390/en12010026 DOI
Wszystkie źródła serwisu: bibliografia.
Inne substraty z grupy „Słomy i resztki pożniwne”
Resztki roślin strączkowych (strąki grochu, łęty i łuski fasoli, liście groszku) — BMP: 5 badań, śr. 264 m³ CH₄/t s.m.o.
264 m³ CH₄/t s.m.o. średnia ważona z 5 badań
58 %
Tytoń – łodygi — BMP: 2 badania, średnia ważona 139 m³ CH₄/t s.m.o.
139 m³ CH₄/t s.m.o. średnia ważona z 2 badań
≈52 %
Łęty ziemniaczane (liście i łodygi) — BMP: 2 badania, średnia ważona 217 m³ CH₄/t s.m.o.
217 m³ CH₄/t s.m.o. średnia ważona z 2 badań
≈60 %
Bagassa z trzciny cukrowej — BMP: 10 badań, średnia ważona 205 m³ CH₄/t s.m.o.
205 m³ CH₄/t s.m.o. średnia ważona z 10 badań
dobry — ocena redakcji dla biogazowni≈51 %