Metodologia Kontakt
Usuwanie zabrudzonych zewnętrznych liści z główki białej kapusty na desce przed kiszeniem.

Badania BMPOwoce, warzywa i ich odpady

Kapusta – liście zewnętrzne i głąby — BMP: 5 badań, średnia ważona 320 m³ CH₄/t s.m.o.

Zewnętrzne liście i głąby kapusty to typowy odpad z czyszczenia główek, bogaty we włókno i związki siarki, dostępny sezonowo w dużych partiach.

ocena: neutralnyCH₄ 68 %

Opublikowano Zaktualizowano 3 min czytaniaRedakcja Substraty.pl

Fot. Nikola Smolenski / Wikimedia Commons, licencja CC BY-SA 3.0, plik źródłowy; zmiany: kadrowanie

Średnia ważona
320m³ CH₄/t s.m.o.
Zakres
291–382m³ CH₄/t s.m.o.
Rekordy
5badań
Publikacje
3źródła
Temperatury
35 °Ctestu

Metan w biogazie

Wysoka zawartość metanu · ≈ 6,7 kWh/m³ biogazu

pomiar średnia z 2 badań BMP, zakres 67,2–67,9 %; 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 (33 m³ CH₄/t); ryzyko procesu: zakwaszenie. Koszty obsługi: włókna, kożuch.

Dlaczego? Czynniki oceny

Potencjał na tonę +1

  • +1potencjał 33 m³ CH₄/t masy świeżej (BMP 320 × s.m. 11,4 % × s.m.o. 91,2 %)

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 5 badań

Średnia ważona Pojedyncze rekordy

Krzywe BMP: Kapusta – liście zewnętrzne i głąbySkumulowana produkcja metanu w czasie dla 5 rekordów oraz średnia ważona 320 m³ CH₄/t s.m.o.. 5 krzywych to przebiegi modelowe (kinetyka I rzędu).0100200300400500051015202530czas [d]m³ CH₄/t s.m.o.Zubr (1986) · 1: 343 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Zubr (1986) · 2: 382 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Gunaseelan (2004) · 1: 291 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Gunaseelan (2004) · 2: 309 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Czubaszek i in. (2022): 298 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)średnia320

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 (320); 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 DOI34367,2 %35 °C · mezofilowyliście kapusty białej (oryg.: „White cabbage”) · obróbka: przygotowanie/przechowanie: Silage: Air tight glass jars , fermented 30-40 days at 20 oC.punkt końcowy (krzywa modelowa)
Zubr (1986) · 2 DOI38267,9 %35 °C · mezofilowyliście kapusty białej (oryg.: „White cabbage”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Gunaseelan (2004) · 1 DOI291—35 °C · mezofilowygłąb (oryg.: „Cabbage stem”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Gunaseelan (2004) · 2 DOI309—35 °C · mezofilowyliście (oryg.: „Cabbage Leaves”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Czubaszek i in. (2022) DOI298——liście kapusty (oryg.: „Cabbage leaves”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Średnia ważona32067,6 %średnia arytmetyczna 325, SD 38

Typowy skład

Sucha masa (s.m.)
11,4% (zakres 11,4–11,4)
Sucha masa organiczna (s.m.o.)
91,2 % s.m. (zakres 78–91,8)
Stosunek C/N
16

Mediana i zakres oznaczeń podanych w publikacjach źródłowych rekordów BMP tego substratu (źródło odczytu: CROPGEN D4, MY-D); sucha masa: 1 oznaczenie, sucha masa organiczna: 3 oznaczenia. S.m. z jednego oznaczenia – wartość orientacyjna.

Źródła: 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

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 309 (zakres 291–382) m³ CH₄/t s.m.o., 5 rekordów z 3 prac (ważona średnia 320).
  • Liście kapusty badano jako substrat w pracy o dyni, jabłkach i liściach kapusty (Czubaszek i in. (2022))

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. Methanogenic fermentation of fresh and ensiled plant materials
  3. Biochemical methane potential of fruits and vegetable solid waste feedstocks
  4. Methane Production Potential from Apple Pomace, Cabbage Leaves, Pumpkin Residue and Walnut Husks
  5. Effects of size and thermophilic pre-hydrolysis of banana peel during anaerobic digestion, and biomethanation potential of key tropical fruit wastes
  6. Effect of particle size on biogas generation from biomass residues

Ocenę konkretnej mieszanki z tym substratem pokaże kalkulator kofermentacji.

Czym jest i skąd się bierze

Liście zewnętrzne i głąby kapusty powstają jako odpad w pakowniach, przetwórniach kapusty kiszonej, mrożonek i sałatek, a także na polu. W miejscach skupionej produkcji tworzą dużą, jednorodną partię, co czyni je interesującym dodatkiem do wsadu biogazowni. Główki opisano jako osobny substrat.

Właściwości istotne dla fermentacji

Liście zewnętrzne mają większy udział włókna i mniejszy udział cukrów rozpuszczalnych niż wnętrze główki, a głąby są bardziej zwarte i mniej wodniste. Mimo to całość mieści się w grupie materiałów o niskiej ligninie i wysokiej wilgotności. Zawartość białka daje azot, a związki siarki z kapustnych przechodzą w siarkowodór. Ryzykiem jest zakwaszenie przy zbyt szybkim dozowaniu oraz zapychanie układów podawania przez długie włókna, jeśli głąby nie zostaną dobrze rozdrobnione. Odpady z pola mogą zawierać ziemię, a tym samym piasek.

Jak czytać rozrzut wyników

Zbiór zawiera kilka rekordów z kilku źródeł, które badały liście białej kapusty, głąby oraz liście bez dalszego opisu. Wynik zależy zatem od tego, jakiej frakcji dotyczy: głąby i liście różnią się składem. Znaczenie mają ponadto odmiana, termin zbioru, wilgotność, rozdrobnienie, a także inokulum. Wszystkie rekordy pochodzą z badań mezofilowych, co ogranicza różnice wynikające z temperatury, ale nie eliminuje zmienności metodycznej.

W praktyce biogazowni

Liście i głąby kapusty dobrze łączy się z gnojowicą i kiszonką. Należy je rozdrobnić, a dawkę rozłożyć w czasie, kontrolując kwasy lotne. Układ odsiarczania biogazu musi być sprawny, zwłaszcza w sezonie dużych dostaw. Materiał szybko się psuje, więc wskazane jest wykorzystanie w ciągu kilku dni lub zakiszanie. Odpady z przetwórstwa i handlu traktuje się jako odpady, zatem odbiór wymaga zgodności z zakresem zezwoleń instalacji.

Dla stabilnej pracy instalacji korzystne jest wprowadzanie liści i głąbów w równych porcjach dobowych zamiast dużych dostaw jednorazowych, bo zmienność dostaw jest głównym źródłem wahań pH i stężenia siarkowodoru w sezonie kapuścianym.

W gospodarstwach prowadzących uprawę kapusty i jednocześnie biogazownię logistyka jest prosta, bo odpad można wprowadzać bezpośrednio po zbiorze; w układach opartych na dostawach zewnętrznych kluczowa jest umowa określająca jakość i częstotliwość dostaw.

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. 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
  2. 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
  3. Czubaszek, R.; Wysocka-Czubaszek, A.; Tyborowski, R. (2022). Methane Production Potential from Apple Pomace, Cabbage Leaves, Pumpkin Residue and Walnut Husks. Applied Sciences 12(12), 6128. DOI: 10.3390/app12126128 DOI

Wszystkie źródła serwisu: bibliografia.

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