Badania BMPRośliny dziko rosnące, inwazyjne i zielarskiejedno badanie (2 próby)

Łubin trwały (Lupinus polyphyllus) — BMP: 2 badania, średnia ważona 335 m³ CH₄/t s.m.o.

Łubin trwały (Lupinus polyphyllus) to bylina bogata w białko i alkaloidy chinolizydynowe, rozprzestrzeniająca się w Polsce jako gatunek zdziczały; fermentuje dobrze, lecz alkaloidy i azot wymagają uwagi.

CH₄ ≈ 52 % (szacunek)

Opublikowano 20 lutego 2023Zaktualizowano 29 października 20263 min czytaniaRedakcja Substraty.pl

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

Średnia ważona: 335m³ CH₄/t s.m.o.
Zakres: 310–360m³ 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 (335); 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
Lehtomaki (2006) · 1	310	35 °C · mezofilowy	(oryg.: „Lupine”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Lehtomaki (2006) · 2	360	35 °C · mezofilowy	(oryg.: „Lupine”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Średnia ważona	335	średnia arytmetyczna 335, SD 35

Typowy skład

Sucha masa (s.m.): 13,4% (zakres 12,4–14,3)
Azot: 3,7 % s.m.
Stosunek C/N: 12,5

Mediana i zakres oznaczeń podanych w publikacjach źródłowych rekordów BMP tego substratu (źródło odczytu: CROPGEN D4); sucha masa: 2 oznaczenia, sucha masa organiczna: 0 oznaczeń.

Źródła: Lehtomaki (2006).

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

Właściwości procesowe

sezonowy
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 335 m³ CH₄/t s.m.o. (mediana 335; zakres 310–360; 2 rekordów z 1 źródeł).
Przebadany w przesiewie upraw borealnych i pozostałości (Lehtomäki 2006) — dane z klimatu chłodnego.

Wady i ryzyka

Rozrzut wyników w bazie: odchylenie standardowe 35 przy średniej 335 m³ CH₄/t s.m.o. (2 rekordów z 1 źródeł).

Dawkowanie

Brak źródłowych limitów dawki; bobowate lepiej łączyć z biomasą ubogą w N (słoma).

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

Źródła danych procesowych

Chen, Y.; Cheng, J.J.; Creamer, K.S. (2008) Inhibition of anaerobic digestion process: A review. Bioresource Technology
Lehtomaki, A. Viinikainen, T.A. Rintala, J.A (2006) Screening boreal energy crops and crop residues for methane biofuel production. Submitted to Biomass and Bioenergy
Weiland, P. (2010) Biogas production: current state and perspectives. Applied Microbiology and Biotechnology

Ocenę konkretnej mieszanki z tym substratem pokaże kalkulator kofermentacji.

Czym jest i skąd się bierze

Łubin trwały (Lupinus polyphyllus), pochodzący z Ameryki Północnej, został wprowadzony jako roślina ozdobna i zielony nawóz, a dziś rozprzestrzenia się na łąkach, poboczach i w górach, w tym w Polsce, gdzie w literaturze przyrodniczej bywa opisywany jako gatunek inwazyjny w niektórych siedliskach; czy i jakie ograniczenia wynikają dla niego z przepisów o gatunkach obcych, trzeba sprawdzić w aktualnych wykazach. Jego zwalczanie często polega na koszeniu, które generuje biomasę. W zbiorze reprezentuje rośliny dziko rosnące i inwazyjne, rozpatrywane jako surowiec energetyczny.

Właściwości istotne dla fermentacji

Zielona masa ma wysoką zawartość białka i azotu, jak rośliny motylkowate, oraz włókno i cukry rozpuszczalne; ligniny przybywa w czasie dojrzewania, zwłaszcza w łodygach i strąkach. Niski stosunek C/N sprawia, że przy wysokim udziale w wsadzie rośnie ryzyko uwalniania amoniaku. Roślina zawiera alkaloidy chinolizydynowe, ważne ze względu na toksyczność dla zwierząt, ale ich znaczenie dla mikroflory fermentora nie jest dobrze udokumentowane. Zakiszanie lub łączenie z materiałami bogatymi w węgiel pomaga w równoważeniu składu.

Jak czytać rozrzut wyników

W zbiorze jest kilka rekordów z jednej pracy, w warunkach mezofilowych 35 °C, o zbliżonych wartościach. Brak niezależnych źródeł nie pozwala ocenić zmienności międzylaboratoryjnej. Wynik zależy od fazy rozwojowej w chwili koszenia (przed kwitnieniem, w kwitnieniu, strąki), udziału liści, łodyg i kwiatostanów, stanu zakiszenia, rozdrobnienia i inokulum.

W praktyce biogazowni

Biomasa łubinu z koszenia może uzupełniać wsad razem z kiszonką z traw, która wnosi węgiel i wyrównuje C/N. Wymaga rozdrobnienia i szybkiego zakiszenia. Trzeba kontrolować amoniak. Zbiór przed owocowaniem ogranicza ryzyko rozsiewania nasion, ale zbiór późniejszy musi być połączony z działaniami zapobiegającymi ich rozprzestrzenianiu przez transport i poferment. Status prawny zależy od pochodzenia: biomasa z gruntów rolnych jest produktem rolnym, a z pasów drogowych i terenów zieleni odpadem zielonym.

Ponieważ biomasa pochodzi najczęściej z koszenia łąk, jej skład bywa mieszany z innymi gatunkami, a wynik z czystego łubinu może się różnić od wyniku dla mieszaniny. W praktyce zwykle ocenia się całą zielonkę z danego stanowiska, a nie pojedynczy gatunek.

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 = 0,134 d⁻¹ (mediana z: stałe k podane w źródłach: Chynoweth i in. (1993): 3× (mediana 0.134 d⁻¹)).

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

Pełna metodyka i zasady korekt

Bibliografia

Lehtomaki, A. Viinikainen, T.A. Rintala, J.A (2006). Screening boreal energy crops and crop residues for methane biofuel production. Submitted to Biomass and Bioenergy.

Wszystkie źródła serwisu: bibliografia.