Badania BMPOwoce, warzywa i ich odpady

Cebula (całe bulwy) — BMP: 2 badania, średnia ważona 305 m³ CH₄/t s.m.o.

Cebula (całe bulwy, odpady z targowiska) ma sporo cukrów, ale zawiera związki siarki i olejki, które w większych dawkach hamują mikroorganizmy.

CH₄ ≈ 52 % (szacunek)

Opublikowano 18 marca 2022Zaktualizowano 29 października 20263 min czytaniaRedakcja Substraty.pl

Fot. Pascal Kings / Wikimedia Commons, licencja CC BY 4.0, plik źródłowy; zmiany: kadrowanie

Średnia ważona: 305m³ CH₄/t s.m.o.
Zakres: 269–342m³ CH₄/t s.m.o.
Rekordy: 2badania
Publikacje: 2źródła
Temperatury: —testu

Metan w biogazie

≈51–54% CH₄

Średnia zawartość metanu · ≈ 5,2 kWh/m³ biogazu

szacunek z typu substratu W zebranych badaniach brak pomiaru. Przedział wynika z przybliżonego składu (białko z azotu ogólnego (N 1,2 % s.m. × 6,25)) i wydajności grup związków wg FNR.

Jak liczymy i co oznaczają strefy

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.

Ocena redakcji wg metodyki

Dodaj do kalkulatora kofermentacji Dane CSV

Krzywe BMP z 2 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 (305); 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.	Temperatura	Próbka	Krzywa
Yan i in. (2021) DOI	269	—	(oryg.: „Onion (Allium cepa) – Whole”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Aybek i in. (2017) DOI	342	—	odpady z targowiska (oryg.: „Onion”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Średnia ważona	305	średnia arytmetyczna 305, SD 52

Typowy skład

Sucha masa organiczna (s.m.o.): 95,1 % s.m. (zakres 95,1–95,1)
Azot: 1,2 % s.m.
Stosunek C/N: 33,3

Mediana i zakres oznaczeń podanych w publikacjach źródłowych rekordów BMP tego substratu (źródło odczytu: BCBPD); sucha masa: 0 oznaczeń, sucha masa organiczna: 1 oznaczenie. 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: Yan i in. (2021).

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

Właściwości procesowe

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

Brak opublikowanych badań procesowych

Literatura, z której korzystamy, nie opisuje zalet ani wad fermentacji tego substratu poza wynikami testów BMP. Poniżej cechy procesowe przypisane na podstawie rodzaju materiału — klasyfikacja redakcji, nie wynik badań.

łatwo rozkładalny: cukry, skrobia, glicerol → szybka hydroliza i zakwaszenie (LKT), wymaga buforu
kwaśny: niskie pH substratu (kiszonki, wywary, serwatka, owoce)
sezonowy: dostępność sezonowa — wymaga magazynowania
ubogi w mikroelementy: ubogi w mikroelementy — monofermentacja wymaga suplementacji
bogaty w węgiel: wysoki C/N → niedobór azotu; dobrze łączyć z substratami bogatymi w azot
ubogi w azot: wysoki C/N → niedobór azotu; dobrze łączyć z substratami bogatymi w azot

Kofermentacja — z czym łączyć, na co uważać

dobrze łączyć
substraty: bogaty w azot — np. Gnojowica świńska, Pomiot drobiowy (kurzy, indyczy), Osad nadmierny (wtórny, czynny), Glon Chlorella vulgaris, Glon Nannochloropsis salina
Kosubstrat bogaty w azot wyrównuje niskie C/N odpadów owocowo-warzywnych (Bouallagui i in. 2009).^[1]
dobrze łączyć
substraty: wysoka zasadowość (bufor) — np. Obornik i odchody bydlęce, Gnojowica świńska, Gnojowica bydlęca, Gnojowica kacza, Treść przewodu pokarmowego (żwacza, jelit)
Kofermentacja łatwo rozkładalnych substratów z gnojowicą mleczną zwiększała wydajność metanu względem samej gnojowicy.^[2]

Dawkowanie

Brak źródłowych limitów dawki dla tego substratu.

Wprowadzaj stopniowo, zaczynając od małej dawki i obserwując proces (np. FOS/TAC, pH, skład gazu).

Źródła danych procesowych

Ocenę konkretnej mieszanki z tym substratem pokaże kalkulator kofermentacji.

Czym jest i skąd się bierze

Cebula (Allium cepa) to jedno z podstawowych warzyw uprawianych w Polsce, a odpady powstają w sortowniach, magazynach i przetwórniach: cebule uszkodzone, przemarznięte, porażone chorobami, odrzuty o zbyt małej wielkości oraz łuski i końce. W zbiorze są całe bulwy oraz odpady cebuli z targowiska, bez podanej temperatury testu. Zakłady przetwórstwa warzyw generują także odpady cebuli o dużej koncentracji.

Właściwości istotne dla fermentacji

Cebula składa się z wody (około 90%), cukrów (w tym fruktanów) i błonnika, więc węglowodany są łatwo dostępne, a lignina nie jest problemem. Wyzwanie stanowią związki siarkoorganiczne i olejki eteryczne, które mają działanie przeciwdrobnoustrojowe i przy większych stężeniach mogą hamować bakterie i archeony. Rozkład związków siarki zwiększa zawartość siarkowodoru w biogazie. Łuski są bogate w flawonoidy i błonnik, trudniej się rozkładają. Szybkie zakwaszenie jest możliwe przy dużych dawkach.

Jak czytać rozrzut wyników

Rekordy różnią się odmianą (cebule słodkie i ostre mają różną zawartość związków siarki), stanem odpadu (świeży, przechowywany, zepsuty), udziałem łusek i rozdrobnieniem. Znaczenie ma także adaptacja inokulum do związków siarki, temperatura, stosunek substratu do inokulum i długość testu. Niskie wartości mogą wynikać z inhibicji, a nie z niskiego potencjału materiału. Niewielka liczba rekordów to zbyt mało, aby wyznaczyć typowy zakres.

W praktyce biogazowni

Odpady cebuli powinny być dawkowane w niewielkim udziale i w mieszaninie z innymi substratami, które rozcieńczają inhibitory. Wskazane jest rozdrobnienie i kontrola siarkowodoru w biogazie (np. odsiarczanie biologiczne). Przechowywanie powinno być krótkie. Odpady warzyw są zwykle odpadami (grupa 02 lub 20), a ich przyjęcie wymaga zezwolenia instalacji; surowiec roślinny nie podlega przepisom o ubocznych produktach zwierzęcych.

Dla porównania z innymi warzywami cebula wymaga większej ostrożności z uwagi na zawartość związków siarki. W praktyce odpady cebuli miesza się z gnojowicą lub innymi substratami o dużej pojemności buforowej, a próbne dawkowanie na początku sezonu pozwala sprawdzić reakcję biogazowni.

Ponieważ zbiór jest niewielki, najlepiej potwierdzić wynik własnym testem BMP na 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 = 0,245 d⁻¹ (mediana z: stałe k podane w źródłach: Chynoweth i in. (1993): 4× (mediana 0.231 d⁻¹); Nogueira i in. (2026): 1× (mediana 0.445 d⁻¹)).

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

Pełna metodyka i zasady korekt

Bibliografia

Wszystkie źródła serwisu: bibliografia.