Badania BMPGlony i rośliny wodnejedno badanie (2 próby)

Glon Hydrodictyon reticulatum (siatkowiec) — BMP: 2 badania, średnia ważona 250 m³ CH₄/t s.m.o.

Hydrodictyon reticulatum, czyli siatkowiec, to nitkowaty glon słodkowodny tworzący zakwity w wodach zasobnych w składniki pokarmowe; badania są nieliczne.

CH₄ ≈ 52 % (szacunek)

Opublikowano 27 września 2020Zaktualizowano 29 października 20263 min czytaniaRedakcja Substraty.pl

Fot. Pablo Cauã da Silva Toledo / Wikimedia Commons, licencja CC BY 4.0, plik źródłowy; zmiany: kadrowanie

Średnia ważona: 250m³ CH₄/t s.m.o.
Zakres: 170–330m³ CH₄/t s.m.o.
Rekordy: 2jedno badanie (2 próby)
Publikacje: 1źródło
Temperatury: 35 °Ctestu

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 (przewaga węglowodanów (brak cech białka i tłuszczu)) 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 (250); 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
Jankowska i in. (2017) · 1 DOI	170	35 °C · mezofilowy	(oryg.: „H.reticulatum”) — wartość przytoczona w przeglądzie literatury	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Jankowska i in. (2017) · 2 DOI	330	35 °C · mezofilowy	(oryg.: „H.reticulatum”) — wartość przytoczona w przeglądzie literatury · obróbka: rozdrobnienie/przygotowanie próbki (MY-D: obróbka fizyczna)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Średnia ważona	250	średnia arytmetyczna 250, SD 113

Właściwości procesowe

rozcieńcza wsad (mała s.m.)
zmienny skład
klasyfikacja redakcji

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

Zalety

Wydajność metanowa w kompendium: mediana 250 (zakres 170–330) m³ CH₄/t s.m.o., 2 rekordów z 1 prac (ważona średnia 250).

Wady i ryzyka

Wysoka zawartość białka w komórkach powoduje uwalnianie amoniaku, który może być toksyczny dla procesu (Sialve i in. (2009); Rajagopal i in. (2013))

Kofermentacja — z czym łączyć, na co uważać

dobrze łączyć
substraty: bogaty w węgiel — np. Słoma pszenna, Kiszonka z kukurydzy (cała roślina), Słoma zbożowa (gatunek nieokreślony), Wierzba energetyczna (Salix), Tektura i karton
Niskie C/N osadu glonowego wyrównywano dodatkiem papieru: 50–60% s.m.o. papieru zwiększało tempo produkcji metanu, optymalne C/N 20–25.^[1][2]
uważaj
substraty: bogaty w azot — np. Gnojowica świńska, Pomiot drobiowy (kurzy, indyczy), Osad nadmierny (wtórny, czynny), Glon Chlorella vulgaris, Glon Nannochloropsis salina
Białko glonów uwalnia amoniak; dodatkowe źródła azotu zwiększają ryzyko inhibicji amoniakiem.^[2][3]

Dawkowanie

Brak źródłowych limitów dawki dla tego substratu.

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

Wymagania praktyczne

Nie suszyć biomasy przed podaniem — suszenie obniżało produkcję biogazu do ok. 80% (Mussgnug i in. (2010))
Kontrolować amoniak (wysokie białko) i, dla gatunków morskich, sód (Sialve i in. (2009))

Źródła danych procesowych

Ocenę konkretnej mieszanki z tym substratem pokaże kalkulator kofermentacji.

Czym jest i skąd się bierze

Hydrodictyon reticulatum, po polsku siatkowiec, to zielony glon słodkowodny, który tworzy makroskopowe kolonie w postaci siatki z cylindrycznych komórek. Rozwija się w stojących i wolno płynących wodach bogatych w składniki pokarmowe, gdzie bywa przyczyną zakwitów. Jako biomasa jest rozważany przy oczyszczaniu wód i zbiorników. Rekordy w zbiorze pochodzą z jednego przeglądu literatury.

Właściwości istotne dla fermentacji

Biomasa makroglonu zbieranego z wody zawiera dużo wody (sucha masa zwykle bardzo niska), a jej skład zależy od miejsca pobrania. Komórki mają ścianę komórkową z celulozy i innych polisacharydów, mniej odporną niż u wielu mikroglonów, lecz wymagającą rozdrobnienia. Zawartość białka może być znaczna, co oznacza ryzyko amoniaku przy fermentacji bez kosubstratu. Zebrana masa często zawiera piasek, osady i organizmy towarzyszące, które nie wnoszą metanu. Sezonowość występowania zakwitów ogranicza ciągłość dostaw.

Jak czytać rozrzut wyników

Wartości z jednego źródła mogą różnić się wyraźnie, ponieważ biomasa z natury nie jest jednorodna: zależy od stopnia rozwoju zakwitu, składu wody, obecności epifitów i zanieczyszczeń oraz od sposobu przygotowania (świeża, suszona, mielona). Wpływ mają także temperatura, stosunek substratu do inokulum i czas testu. Wartości przytoczone w przeglądzie mają zwykle skąpy opis warunków, a pomiary niewielkiej liczby próbek nie opisują zmienności gatunku.

W praktyce biogazowni

Siatkowiec nie jest substratem komercyjnym. W praktyce może pojawiać się jako biomasa z usuwania zakwitów, którą trzeba zagospodarować. Wtedy fermentacja bywa jedną z opcji, ale wymaga oczyszczenia z piasku, odwodnienia lub zagęszczenia i uwzględnienia sezonowości. Warto łączyć go z substratami o większej suchej masie. Status prawny biomasy zebranej z wód zależy od tego, czy jest odpadem, oraz od zezwoleń na jej pozyskanie i zagospodarowanie.

W praktyce przed rozważaniem fermentacji warto ocenić, czy biomasa nie zawiera metali ciężkich lub innych zanieczyszczeń, które glony potrafią gromadzić z wody. Ma to znaczenie zarówno dla pracy fermentora, jak i dla przyszłego wykorzystania pofermentu.

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 = 0,102 d⁻¹ (mediana z: stałe k podane w źródłach: Chynoweth i in. (1993): 16× (mediana 0.102 d⁻¹)).

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

Pełna metodyka i zasady korekt

Bibliografia

Jankowska, E.; Sahu, A.K.; Oleskowicz-Popiel, P. (2017). Biogas from microalgae: Review on microalgae's cultivation, harvesting and pretreatment for anaerobic digestion. Renewable and Sustainable Energy Reviews 75, 692–709. DOI: 10.1016/j.rser.2016.11.045 DOI

Wszystkie źródła serwisu: bibliografia.