Badania BMPOwoce, warzywa i ich odpady

Łupiny durianu — BMP: 2 badania, średnia ważona 93 m³ CH₄/t s.m.o.

Łupiny durianu to twardy, włóknisty odpad owocu tropikalnego o dużym rozrzucie wyników; ligniny i celulozy jest wiele, a wydajność zależy od rozdrobnienia.

CH₄ ≈ 52 % (szacunek)

Opublikowano 25 marca 2022Zaktualizowano 29 października 20263 min czytaniaRedakcja Substraty.pl

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

Średnia ważona: 93m³ CH₄/t s.m.o.
Zakres: 35–152m³ CH₄/t s.m.o.
Rekordy: 2badania
Publikacje: 2źródła
Temperatury: —testu

Metan w biogazie

≈51–53% CH₄

Niska zawartość metanu · ≈ 5,2 kWh/m³ biogazu

szacunek z typu substratu W zebranych badaniach brak pomiaru. Przedział wynika z przybliżonego składu (białko z azotu ogólnego (N 0,7 % 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 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 (93); 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
Zhao i in. (2016) DOI	152	—	(oryg.: „Durian (Durio zibethinus) – Shell”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Muenmee i Prasertboonyai (2021) DOI	35	—	Tajlandia, mono-substrat, test mezofilowy w butelkach 125 mL, w pracy jednostka ml/gvs (oryg.: „Durian shell”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Średnia ważona	93	średnia arytmetyczna 93, SD 83

Typowy skład

Sucha masa organiczna (s.m.o.): 94,6 % s.m. (zakres 94,6–94,6)
Azot: 0,7 % s.m.
Stosunek C/N: 59,9

Mediana i zakres oznaczeń podanych w publikacjach źródłowych rekordów BMP tego substratu (źródło odczytu: BCBPD); sucha masa: 0 oznaczeń, sucha masa organiczna: 1 oznaczenie. 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: Zhao i in. (2016).

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

Właściwości procesowe

włóknisty
wolny rozkład
sezonowy
zmienny skład
rozcieńcza wsad (mała s.m.)
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 93 (zakres 35–152) m³ CH₄/t s.m.o., 2 rekordów z 2 prac (ważona średnia 93).
Łupiny durianu badano w mono- i kofermentacji z odpadami żywności (Muenmee i in. (2021))

Kofermentacja — z czym łączyć, na co uważać

dobrze łączyć
substraty: łatwo rozkładalny — np. Kiszonka z kukurydzy (cała roślina), Odpady żywności (resztki jedzenia, odpady kuchenne), Sorgo – cała roślina (zielonka i kiszonka), Serwatka, Liście buraczane (liście i główki buraków)
W badaniach BMP łatwo rozkładalne substraty zwiększały wydajność mieszanki z gnojowicą (synergia w części mieszanek).^[1]

Dawkowanie

Brak źródłowych limitów dawki dla tego substratu.

Źródła danych procesowych

Ocenę konkretnej mieszanki z tym substratem pokaże kalkulator kofermentacji.

Czym jest i skąd się bierze

Durian (Durio zibethinus) to owoc tropikalny uprawiany w Azji Południowo-Wschodniej, znany z silnego zapachu. Jadalna część to niewielki ułamek masy owocu, a większość stanowią łupiny (skorupa) oraz nasiona. Łupiny trafiają do odpadów na targowiskach i w przetwórstwie. W Polsce durian jest produktem importowanym i rzadko spotykanym, więc materiał ma znaczenie wyłącznie porównawcze.

Właściwości istotne dla fermentacji

Łupina durianu jest zdrewniała i włóknista. Składa się głównie z celulozy, hemicelulozy i ligniny, a zawartość cukrów prostych jest niska. Taka struktura sprawia, że hydroliza jest powolna, a bez rozdrobnienia i obróbki wstępnej część materiału pozostaje niestrawiona. Z drugiej strony ryzyko zakwaszenia jest niewielkie. Niska zawartość białka oznacza wysoki C/N, więc dobrze łączy się z materiałami azotowymi, jak obornik czy osad. Kolczasta powierzchnia utrudnia obróbkę mechaniczną i podawanie.

Jak czytać rozrzut wyników

W zbiorze jest kilka rekordów z kilku prac, a rozrzut jest bardzo duży. Jedna z prac podaje wynik w jednostce ml/g VS bez jawnej normalizacji, a próbki różnią się przygotowaniem, odmianą i stopniem dojrzałości owocu. Znaczenie mają też rozdrobnienie (od grubych kawałków do mielenia), długość testu oraz inokulum. Przy materiale zdrewniałym czas trwania testu jest szczególnie ważny, bo powolny rozkład może nie być zakończony.

W praktyce biogazowni

Łupiny durianu wymagają mielenia, a w instalacjach przemysłowych także obróbki wstępnej (parowej, chemicznej lub biologicznej), jeśli ma być wykorzystana pełna wartość energetyczna. Dawkowanie w mieszaninie z odpadami szybko rozkładalnymi stabilizuje proces. Przechowywanie jest łatwiejsze niż dla owoców miękkich, bo materiał jest bardziej trwały, ale w warunkach tropikalnych też ulega rozkładowi. Ze względu na rozbieżności wyników zaleca się własny test BMP partii.

W praktyce ocenia się, że dla takich materiałów zdrewniałych większe znaczenie niż wynik z krótkiego testu ma opłacalność obróbki wstępnej, bo koszt mielenia lub obróbki parowej może przewyższać wartość dodatkowego biogazu, jeśli łupiny pochodzą z odległego źródła.

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.