Badania BMPOwoce, warzywa i ich odpady

Kapusta głowiasta (biała, czerwona) — BMP: 4 badania, średnia ważona 260 m³ CH₄/t s.m.o.

Kapusta głowiasta (biała i czerwona) jest wodnistym warzywem kapustnym, łatwo fermentującym; wymaga rozdrobnienia i kontroli stężenia H₂S w biogazie.

CH₄ ≈ 56 % (szacunek)

Opublikowano 29 marca 2021Zaktualizowano 29 października 20263 min czytaniaRedakcja Substraty.pl

Fot. Elrond / Wikimedia Commons, licencja CC BY-SA 4.0, plik źródłowy; zmiany: kadrowanie

Średnia ważona: 260m³ CH₄/t s.m.o.
Zakres: 204–305m³ CH₄/t s.m.o.
Rekordy: 4badania
Publikacje: 3źródła
Temperatury: 35 °Ctestu

Metan w biogazie

≈54–58% CH₄

Średnia zawartość metanu · ≈ 5,6 kWh/m³ biogazu

szacunek z typu substratu W zebranych badaniach brak pomiaru. Przedział wynika z przybliżonego składu (białko z azotu ogólnego (N 4 % 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 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 (260); 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. (2017) · 1 DOI	204	—	kapusta biała (oryg.: „Cabbage (Brassica oleracea var. Capitata)”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Yan i in. (2017) · 2 DOI	233	—	kapusta czerwona (oryg.: „Purple cabbage (Brassica campestris var. Purpuraria)”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Kouas i in. (2017) DOI	305	35 °C · mezofilowy	(oryg.: „green cabbage”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Labatut i in. (2011) DOI	256	35 °C · mezofilowy	cała główka (oryg.: „Cabbage”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Średnia ważona	260	średnia arytmetyczna 250, SD 43

Typowy skład

Sucha masa organiczna (s.m.o.): 91,3 % s.m. (zakres 90,2–92)
Azot: 4 % s.m.
Stosunek C/N: 10,2

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: Yan i in. (2017); Labatut i in. (2011).

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)
rozcieńcza wsad (mała s.m.): mała sucha masa, rozcieńcza wsad
sezonowy: dostępność sezonowa — wymaga magazynowania
zmienny skład: duża zmienność składu między partiami

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]

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

Kapusta głowiasta (Brassica oleracea var. capitata) jest jednym z podstawowych warzyw uprawianych w Polsce, a jej odpady powstają w przetwórniach (kiszenie, mrożenie, sałatki), na targowiskach i przy nadwyżkach produkcji. Ten opis dotyczy główek, białych i czerwonych. Zewnętrzne liście oraz głąby opisano osobno jako odpad przy czyszczeniu główek.

Właściwości istotne dla fermentacji

Kapusta zawiera dużo wody, a sucha masa jest bogata w cukry rozpuszczalne, pektyny, hemicelulozę i białko, przy małej zawartości ligniny. Dzięki temu materiał szybko ulega hydrolizie, co przy wysokim dawkowaniu może prowadzić do chwilowego zakwaszenia. Typowym dla kapustnych zjawiskiem jest obecność glukozynolanów i związków siarki, z których powstaje siarkowodór. Kapusta kiszona zawiera dodatkowo kwas mlekowy i sól, co należy wziąć pod uwagę, jeśli odpad pochodzi z kiszonek. Poza tym materiał nie stwarza większych problemów mechanicznych po rozdrobnieniu.

Jak czytać rozrzut wyników

W zbiorze jest kilka rekordów z kilku źródeł, obejmujące kapustę białą, czerwoną oraz kapustę zieloną. Odmiany różnią się zawartością suchej masy i cukrów, a dodatkowo wynik zależy od stadium dojrzałości, czasu przechowywania, rozdrobnienia i tego, czy próbka była świeża czy mrożona. Część prac nie podaje temperatury testu, pozostałe wskazują warunki mezofilowe. Inokulum i stosunek substratu do inokulum również wpływają na wynik, zwłaszcza dla materiału o szybkiej hydrolizie.

W praktyce biogazowni

Kapusta sprawdza się jako sezonowe uzupełnienie wsadu razem z gnojowicą i kiszonką. Główki trzeba rozdrobnić, a dawkę ustalać ostrożnie ze względu na kwasy lotne i siarkowodór. Instalacja powinna mieć skuteczne odsiarczanie. Przechowywanie w warunkach cieplnych nie jest wskazane, bo materiał szybko się psuje i wydziela zapachy; w razie nadwyżek rozważa się zakiszanie. Odpady z przetwórstwa i handlu warzywami są odpadami i wymagają odpowiedniego statusu prawnego instalacji.

Przy planowaniu dostaw warto uwzględnić, że kapusta z przechowalni, wcześniej podmrożona lub nadpsuta, ma inną zawartość cukrów i kwasów niż świeża, a jej odpady bywają silnie zanieczyszczone zawartością soków, co dodatkowo przyspiesza zakwaszenie wsadu.

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.