Metodologia Kontakt
Kalafior rosnący na polu – biała róża otoczona dużymi, sinozielonymi liśćmi i grubymi ogonkami liściowymi.

Badania BMPOwoce, warzywa i ich odpady

Kalafior – liście i łodygi — BMP: 8 badań, średnia ważona 336 m³ CH₄/t s.m.o.

Liście i łodygi kalafiora to wodnista resztka pożniwna z kapustnych, łatwo fermentująca, ale o wyraźnym potencjale tworzenia siarkowodoru w biogazie.

ocena: neutralnyCH₄ 68 %

Opublikowano Zaktualizowano 3 min czytaniaRedakcja Substraty.pl

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

Średnia ważona
336m³ CH₄/t s.m.o.
Zakres
190–423m³ CH₄/t s.m.o.
Rekordy
8badań
Publikacje
3źródła
Temperatury
35 °C, 37 °Ctestu

Metan w biogazie

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

pomiar średnia z 2 badań BMP, zakres 67,6–67,7 %; w teście okresowym udział CH₄ bywa wyższy niż w instalacji.

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 (46 m³ CH₄/t); ryzyko procesu: zakwaszenie. Koszty obsługi: włókna, kożuch.

Dlaczego? Czynniki oceny

Potencjał na tonę +1

  • +1potencjał 46 m³ CH₄/t masy świeżej (BMP 336 × s.m. 16,2 % × s.m.o. 83,7 %)

Stabilność procesu −1

  • −1zakwaszenie: szybki rozkład / kwaśny odczyn, ryzyko kumulacji LKT, wymaga buforu

Obsługa i koszty −0,5

  • −0,5włókna, kożuch — rozdrabnianie i intensywne mieszanie

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

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

Dodaj do kalkulatora kofermentacji Dane CSV

Krzywe BMP z 8 badań

Średnia ważona Pojedyncze rekordy

Krzywe BMP: Kalafior – liście i łodygiSkumulowana produkcja metanu w czasie dla 8 rekordów oraz średnia ważona 336 m³ CH₄/t s.m.o.. 8 krzywych to przebiegi modelowe (kinetyka I rzędu).0100200300400500051015202530czas [d]m³ CH₄/t s.m.o.Sharma i in. (1988) · 1: 358 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Sharma i in. (1988) · 2: 407 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Sharma i in. (1988) · 3: 420 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Sharma i in. (1988) · 4: 423 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Zubr (1986) · 1: 341 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Zubr (1986) · 2: 352 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Gunaseelan (2004) · 1: 190 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Gunaseelan (2004) · 2: 331 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)średnia336

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 (336); 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
Sharma i in. (1988) · 1 DOI358—37 °C · mezofilowyliście kalafiora, różne frakcje rozdrobnienia (oryg.: „Cauiliflower”) · obróbka: przygotowanie/przechowanie: Material were first dried in the sun and then in an oven at 90oCpunkt końcowy (krzywa modelowa)
Sharma i in. (1988) · 2 DOI407—37 °C · mezofilowyliście kalafiora, różne frakcje rozdrobnienia (oryg.: „Cauiliflower”) · obróbka: przygotowanie/przechowanie: Material were first dried in the sun and then in an oven at 90oCpunkt końcowy (krzywa modelowa)
Sharma i in. (1988) · 3 DOI420—37 °C · mezofilowyliście kalafiora, różne frakcje rozdrobnienia (oryg.: „Cauiliflower”) · obróbka: przygotowanie/przechowanie: Material were first dried in the sun and then in an oven at 90oCpunkt końcowy (krzywa modelowa)
Sharma i in. (1988) · 4 DOI423—37 °C · mezofilowyliście kalafiora, różne frakcje rozdrobnienia (oryg.: „Cauiliflower”) · obróbka: przygotowanie/przechowanie: Material were first dried in the sun and then in an oven at 90oCpunkt końcowy (krzywa modelowa)
Zubr (1986) · 1 DOI34167,7 %35 °C · mezofilowyliście kalafiora (oryg.: „Cauliflower”) · obróbka: przygotowanie/przechowanie: Silage: Air tight glass jars , fermented 30-40 days at 20 oC.punkt końcowy (krzywa modelowa)
Zubr (1986) · 2 DOI35267,6 %35 °C · mezofilowyliście kalafiora (oryg.: „Cauliflower”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Gunaseelan (2004) · 1 DOI190—35 °C · mezofilowyliście (oryg.: „cauliflower Leaves”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Gunaseelan (2004) · 2 DOI331—35 °C · mezofilowyłodygi (oryg.: „cauliflower stems”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Średnia ważona33667,7 %średnia arytmetyczna 353, SD 75

Typowy skład

Sucha masa (s.m.)
16,2% (zakres 11,2–21,2)
Sucha masa organiczna (s.m.o.)
83,7 % s.m. (zakres 82–87,1)
Stosunek C/N
11,6

Mediana i zakres oznaczeń podanych w publikacjach źródłowych rekordów BMP tego substratu (źródło odczytu: CROPGEN D4, MY-D); sucha masa: 2 oznaczenia, sucha masa organiczna: 4 oznaczenia.

Źródła: Sharma i in. (1988); Zubr (1986); Gunaseelan (2004).

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

Właściwości procesowe

  • łatwo rozkładalny
  • kwaśny
  • rozcieńcza wsad (mała s.m.)
  • sezonowy
  • zmienny skład
  • włóknisty
  • klasyfikacja redakcji

Zalety

  • Wydajność metanowa w kompendium: mediana 355 (zakres 190–423) m³ CH₄/t s.m.o., 8 rekordów z 3 prac (ważona średnia 336).
  • Rozmiar cząstek wpływał na produkcję biogazu z pozostałości roślinnych, w tym odpadów warzywnych (Sharma i in. (1988))

Kofermentacja — z czym łączyć, na co uważać

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

  1. Improvement of fruit and vegetable waste anaerobic digestion performance and stability with co-substrates addition
  2. Effect of particle size on biogas generation from biomass residues
  3. Methanogenic fermentation of fresh and ensiled plant materials
  4. Biochemical methane potential of fruits and vegetable solid waste feedstocks
  5. Effects of size and thermophilic pre-hydrolysis of banana peel during anaerobic digestion, and biomethanation potential of key tropical fruit wastes

Ocenę konkretnej mieszanki z tym substratem pokaże kalkulator kofermentacji.

Czym jest i skąd się bierze

Liście zewnętrzne i łodygi kalafiora są największą częścią biomasy rośliny, która nie trafia do sprzedaży. Powstają na polu podczas zbioru oraz w pakowniach, gdzie róże są oczyszczane z okrywy liściowej. W praktyce rolniczej bywają wyorywane lub zostawiane do rozkładu, co czyni je naturalnym kandydatem do kofermentacji w biogazowni w regionach uprawy warzyw.

Właściwości istotne dla fermentacji

Liście i łodygi mają wyższą zawartość włókna (celuloza, hemiceluloza) niż same róże, a lignina pozostaje niska, choć w starszych łodygach rośnie. Materiał jest bardzo wodnisty, z wysoką zawartością cukrów i białka w liściach. Podobnie jak inne kapustne zawiera związki siarki, więc fermentacji może towarzyszyć wzrost stężenia H₂S. Łodygi mogą stwarzać problemy mechaniczne, ponieważ długie włókna owijają się wokół mieszadeł i zapychają pompy, jeśli materiał nie został dobrze rozdrobniony. Potencjalnym ryzykiem jest też zanieczyszczenie ziemią i piaskiem po zbiorze polowym.

Jak czytać rozrzut wyników

W zbiorze znajduje się kilka rekordów z kilku źródeł. W jednym z nich liście kalafiora badano w różnych frakcjach rozdrobnienia, co jest ważnym źródłem zmienności: drobniejsze frakcje zwykle szybciej oddają gaz, a ostateczny wynik zależy także od długości testu. Dodatkowo wyniki zależą od terminu zbioru, udziału liści i łodyg, od tego, czy próbka była świeża, mrożona czy suszona oraz od zastosowanego inokulum. Z tych powodów rozrzut odzwierciedla przede wszystkim różnice w przygotowaniu próbek.

W praktyce biogazowni

Resztki kalafiora najlepiej łączyć z gnojowicą lub kiszonką, które wnoszą bufor i strukturę. Należy je rozdrobnić i dozować stopniowo, a instalacja powinna mieć sprawny system odsiarczania. Przechowywanie w pryzmie bez zakiszania prowadzi do strat i uciążliwych zapachów, więc wskazane jest szybkie wykorzystanie lub zakiszanie. Sezonowość i duże rozproszenie źródeł utrudniają logistykę, a koszt transportu wodnistej biomasy bywa barierą. Jako odpad roślinny z produkcji rolnej i przetwórstwa podlega odpowiednim przepisom dotyczącym przyjmowania odpadów.

Dobrym uzupełnieniem jest także zbiórka frakcji z jednego źródła, na przykład z pakowni, bo wtedy skład partii jest bardziej przewidywalny, a dawkę można dobrać na podstawie pomiaru suchej masy.

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

  1. Sharma, S.K.; Mishra, I.; Sharma, M.; Saini, J. (1988). Effect of particle size on biogas generation from biomass residues. Biomass 17(4), 251–263. DOI: 10.1016/0144-4565(88)90107-2 DOI
  2. 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
  3. 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

Wszystkie źródła serwisu: bibliografia.

Inne substraty z grupy „Owoce, warzywa i ich odpady”