Metodologia Kontakt
Pole kwitnącej na żółto gorczycy białej (Sinapis alba) uprawianej jako międzyplon, na falistym terenie.

Badania BMPTrawy, zielonki i rośliny pastewnejedno badanie (2 próby)

Gorczyca biała – zielona masa — BMP: 2 badania, średnia ważona 313 m³ CH₄/t s.m.o.

Gorczyca biała jako zielona masa to szybko rosnąca roślina na poplony, bogata w związki siarki. Zestawienie opiera się na starej pracy z niewielką liczbą rekordów dla części nadziemnych.

ocena: dobryCH₄ 68 %

Opublikowano Zaktualizowano 3 min czytaniaRedakcja Substraty.pl

Fot. Gilles San Martin from Namur, Belgium / Wikimedia Commons, licencja CC BY-SA 2.0, plik źródłowy; zmiany: kadrowanie

Średnia ważona
313m³ CH₄/t s.m.o.
Zakres
300–326m³ CH₄/t s.m.o.
Rekordy
2jedno badanie (2 próby)
Publikacje
1źródło
Temperatury
35 °Ctestu

Metan w biogazie

Wysoka zawartość metanu · ≈ 6,8 kWh/m³ biogazu

pomiar średnia z 2 badań BMP, zakres 64,2–71,8 %; w teście okresowym udział CH₄ bywa wyższy niż w instalacji.

Jak liczymy i co oznaczają strefy

Ocena dla biogazowni

dobry — ocena redakcji dla biogazowniStabilny, zwykle przyjmowany bez opłat

Potencjał na tonę masy świeżej umiarkowany (27 m³ CH₄/t); bez szczególnych zagrożeń dla stabilności. Bez dodatkowych wymagań obsługi.

Dlaczego? Czynniki oceny

Potencjał na tonę +1

  • +1potencjał 27 m³ CH₄/t masy świeżej (BMP 313 × s.m. 10,3 % × s.m.o. 83 %)

Stabilność procesu 0

  • 0brak czynników

Obsługa i koszty 0

  • 0brak czynników

Suma punktów: 1 · 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: Gorczyca biała – zielona masaSkumulowana produkcja metanu w czasie dla 2 rekordów oraz średnia ważona 313 m³ CH₄/t s.m.o.. 2 krzywych to przebiegi modelowe (kinetyka I rzędu).01002003004000510152025303540czas [d]m³ CH₄/t s.m.o.Zubr (1986) · 1: 300 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Zubr (1986) · 2: 326 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)średnia313

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 (313); 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.		CH₄ w biogazie
% obj., pomiar		TemperaturaPróbkaKrzywa
Zubr (1986) · 1 DOI30064,2 %35 °C · mezofilowyczęści nadziemne (oryg.: „Mustard”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Zubr (1986) · 2 DOI32671,8 %35 °C · mezofilowyczęści nadziemne (oryg.: „Mustard”) · obróbka: przygotowanie/przechowanie: Silage: Air tight glass jars , fermented 30-40 days at 20 oC.punkt końcowy (krzywa modelowa)
Średnia ważona31368,0 %średnia arytmetyczna 313, SD 18

Typowy skład

Sucha masa (s.m.)
10,3% (zakres 10,3–10,3)
Sucha masa organiczna (s.m.o.)
83 % s.m. (zakres 83–83)
Stosunek C/N
10

Mediana i zakres oznaczeń podanych w publikacjach źródłowych rekordów BMP tego substratu (źródło odczytu: CROPGEN D4); sucha masa: 1 oznaczenie, sucha masa organiczna: 1 oznaczenie. S.m. z jednego oznaczenia – wartość orientacyjna.

Źródła: Zubr (1986).

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

Właściwości procesowe

  • sezonowy
  • rozcieńcza wsad (mała s.m.)
  • 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 313 m³ CH₄/t s.m.o. (mediana 313; zakres 300–326; 2 rekordów z 1 źródeł).
  • Zielona masa międzyplonowa, dostępna w sezonie po zbiorze zbóż; wynik z jednej pracy (Zubr 1986), dobrze zakiszana i przechowywana w tamtych badaniach.

Wady i ryzyka

  • Rozrzut wyników w bazie: odchylenie standardowe 18 przy średniej 313 m³ CH₄/t s.m.o. (2 rekordów z 1 źródeł).

Kofermentacja — z czym łączyć, na co uważać

Dawkowanie

Brak danych o dawkach; materiał słabo zbadany.

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

Wymagania praktyczne

  • Zakiszanie umożliwia magazynowanie biomasy sezonowej; prawidłowo zakiszone rośliny (w badaniu kukurydza, sorgo, żyto pastewne, pszenżyto) można przechowywać do roku bez strat produkcji metanu (Herrmann i in. 2011).

Źródła danych procesowych

  1. Zubr, J. (1986) Methanogenic fermentation of fresh and ensiled plant materials. Biomass 11(3), 159–171
  2. Weiland, P. (2010) Biogas production: current state and perspectives. Applied Microbiology and Biotechnology
  3. Herrmann i in. (2011). Effects of ensiling, silage additives and storage period on methane formation of biogas crops. Bioresour. Technol.

Ocenę konkretnej mieszanki z tym substratem pokaże kalkulator kofermentacji.

Czym jest i skąd się bierze

Gorczyca biała (Sinapis alba) jest rośliną z rodziny kapustowatych, uprawianą jako poplon ścierniskowy, roślina zielonawozowa i na nasiona (przyprawowe i do produkcji musztardy). Ma szybki wzrost i krótki okres wegetacji, dlatego rozważano ją jako dodatkową biomasę dla biogazowni. Zestawienie opiera się na niewielkiej liczbie rekordów dla części nadziemnych z jednej, starszej pracy.

Właściwości istotne dla fermentacji

Rośliny kapustowate zawierają związki siarki, między innymi glukozynolany, z których powstają pochodne wpływające na zapach i na skład biogazu. W fermentorze siarka jest redukowana do siarkowodoru, który obniża jakość biogazu, korozyjnie działa na instalację i silnik oraz w nadmiarze może hamować metanogenezę. Zielona masa gorczycy jest wilgotna, a po osiągnięciu fazy kwitnienia zdrewniała, co obniża strawność. Zakiszanie jest możliwe, najlepiej z przewiędnięciem lub w mieszance z innymi roślinami. Jako poplon materiał jest sezonowy i wymaga logistyki zbioru.

Jak czytać rozrzut wyników

Rekordy pochodzą z jednej pracy, w której materiał opisano ogólnie jako części nadziemne. Wynik zależy od fazy rozwojowej, odmiany, terminu zbioru, warunków uprawy i nawożenia (zwłaszcza siarką i azotem). Różnice w rozdrobnieniu, przechowywaniu próbki (świeża czy zakiszona), inokulum i długości testu dokładają kolejną zmienność. Dane z jednej, starszej publikacji nie obejmują wpływu nowoczesnych odmian i technik uprawy.

W praktyce biogazowni

Gorczyca jest głównie rośliną poplonową, więc jej użycie w biogazowni ma sens w gospodarstwach, które i tak ją uprawiają dla innych celów (ochrona gleby, ograniczenie nicieni). Zbiór zielonej masy w fazie przed kwitnieniem daje materiał lepiej strawny. W miksie jej udział należy ograniczyć ze względu na ryzyko wzrostu siarkowodoru i zapewnić odsiarczanie biogazu. Wydajność warto sprawdzić testem BMP, a skutki dawki ocenić przez pomiar H₂S w biogazie. Przed rozpoczęciem regularnego wykorzystania takiej biomasy zalecane jest sprawdzenie, jak wpływa ona na skład biogazu w danej instalacji, oraz porównanie kosztów zbioru poplonu z innymi dostępnymi surowcami, bo plony zielonej masy poplonów są zmienne.

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 = 0,091 d−1 (brak danych kinetycznych dla grupy – przyjęto medianę wszystkich dostępnych stałych k (93 wartości) = 0.091 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. Zubr, J. (1986). Methanogenic fermentation of fresh and ensiled plant materials. Biomass 11(3), 159–171. DOI: 10.1016/0144-4565(86)90064-8 DOI

Wszystkie źródła serwisu: bibliografia.

Inne substraty z grupy „Trawy, zielonki i rośliny pastewne”