Badania BMPProdukty uboczne przemysłu rolno-spożywczego

Makuch i śruta słonecznikowa — BMP: 7 badań, średnia ważona 184 m³ CH₄/t s.m.o.

Makuch i śruta słonecznikowa to produkt uboczny tłoczenia oleju, bogaty w białko i włókno z łuski; wydajność zależy od pozostałości oleju i udziału łusek.

ocena: neutralny CH₄ ≈ 64 % (szacunek)

Opublikowano 16 marca 2022Zaktualizowano 29 października 20263 min czytaniaRedakcja Substraty.pl

Ilustracja: Substraty.pl (AI, Google Gemini)

Średnia ważona: 184m³ CH₄/t s.m.o.
Zakres: 110–230m³ CH₄/t s.m.o.
Rekordy: 7badań
Publikacje: 2źródła
Temperatury: 35 °Ctestu

Metan w biogazie

≈60–69% CH₄

Wysoka zawartość metanu · ≈ 6,4 kWh/m³ biogazu

szacunek z typu substratu W zebranych badaniach brak pomiaru. Przedział wynika z przybliżonego składu (białko z azotu ogólnego (N 4,6 % s.m. × 6,25); bogaty w tłuszcz (klasyfikacja procesowa)) i wydajności grup związków wg FNR.

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, ale ograniczony słabym rozkładem masy organicznej (158 m³ CH₄/t); ryzyko procesu: tłuszcze, białko / azot. Koszty obsługi: włókna, kożuch.

Dlaczego? Czynniki oceny

Potencjał na tonę +1

+1potencjał 158 m³ CH₄/t masy świeżej (BMP 184 × s.m. 92 % × s.m.o. 93,4 %); niski stopień rozkładu s.m.o. (BMP 184 m³ CH₄/t s.m.o.) — punkty ograniczone

Stabilność procesu −1,5

−1tłuszcze: ryzyko kumulacji długołańcuchowych kwasów tłuszczowych (LCFA), flotacji i przeciążenia
−0,5białko / azot: ryzyko inhibicji amoniakiem przy wyższym udziale

Obsługa i koszty −0,5

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

Suma punktów: −1 · 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 7 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 (184); 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
Raposo i in. (2008) · 1 DOI	110	35 °C · mezofilowy	makuch słonecznikowy (różne proporcje S/I) (oryg.: „Sunflour Oil Cake (By-product)”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Raposo i in. (2008) · 2 DOI	150	35 °C · mezofilowy	makuch słonecznikowy (różne proporcje S/I) (oryg.: „Sunflour Oil Cake (By-product)”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Raposo i in. (2008) · 3 DOI	160	35 °C · mezofilowy	makuch słonecznikowy (różne proporcje S/I) (oryg.: „Sunflour Oil Cake (By-product)”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Raposo i in. (2008) · 4 DOI	170	35 °C · mezofilowy	makuch słonecznikowy (różne proporcje S/I) (oryg.: „Sunflour Oil Cake (By-product)”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Raposo i in. (2008) · 5 DOI	200	35 °C · mezofilowy	makuch słonecznikowy (różne proporcje S/I) (oryg.: „Sunflour Oil Cake (By-product)”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Raposo i in. (2008) · 6 DOI	230	35 °C · mezofilowy	makuch słonecznikowy (różne proporcje S/I) (oryg.: „Sunflour Oil Cake (By-product)”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Kouas i in. (2017) DOI	197	35 °C · mezofilowy	śruta słonecznikowa (oryg.: „sunflower meal”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Średnia ważona	184	średnia arytmetyczna 174, SD 39

Typowy skład

Sucha masa (s.m.): 92% (zakres 92–92)
Sucha masa organiczna (s.m.o.): 93,4 % s.m. (zakres 93,4–93,4)
Azot: 4,6 % s.m.
Stosunek C/N: 9,5

Mediana i zakres oznaczeń podanych w publikacjach źródłowych rekordów BMP tego substratu (źródło odczytu: CROPGEN D4); sucha masa: 1 oznaczenie, sucha masa organiczna: 1 oznaczenie. Próbki badano w postaci wysuszonej/powietrznie suchej – s.m. dotyczy materiału w teście, nie świeżego.

Źródła: Raposo i in. (2008).

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

Właściwości procesowe

bogaty w białko
włóknisty
bogaty w tłuszcze
wysoka sucha masa
klasyfikacja redakcji

Zalety

Potencjał metanowy w zbiorze BMP Substraty.pl: średnia ważona 183.5 m³ CH₄/t s.m.o. (SD 39.2; 7 rekordów, 2 źródeł).
Suchy, dobrze się przechowuje; białko i resztkowy olej (De la Rubia i in. 2013).

Wady i ryzyka

W monofermentacji mezofilowej wydajność metanu spadała znacząco po zwiększeniu OLR z 2 do 3 g s.m.o./(L·d); w układzie dwustopniowym stopień metanogenny zakwaszał się już przy OLR 2 (De la Rubia i in. 2013).
Białko -> amoniak (Rajagopal i in. 2013).

Kofermentacja — z czym łączyć, na co uważać

dobrze łączyć
substraty: wysoka zasadowość (bufor) — np. Obornik i odchody bydlęce, Gnojowica świńska, Gnojowica bydlęca, Gnojowica kacza, Treść przewodu pokarmowego (żwacza, jelit)
Gnojowica dostarcza N i zasadowości, równoważąc wysokie C/N materiału.^[1][2]

Dawkowanie

Brak źródłowego limitu udziału w mieszance. De la Rubia i in. (2013) badali monofermentację mezofilową: wydajność metanu spadała znacząco po zwiększeniu OLR z 2 do 3 g s.m.o./(l·d), a w dwustopniowym układzie stopień metanogenny zakwaszał się (ponad 1600 mg kwasu octowego/l) już przy OLR 2. To obciążenie całego reaktora zasilanego wyłącznie makuchem (niska strawność), a nie granica udziału makuchu w kofermentacji, dlatego nie podano max_share. Zaczynać od niskiego udziału z gnojowicą i kontrolować NH4-N oraz LKT.

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

Wymagania praktyczne

Rozdrabniać: rozdrobnienie zwiększa powierzchnię dostępną dla rozkładu i przyspiesza go, ale niekoniecznie podnosi końcowy uzysk gazu (FNR 2010, rozdz. 3 „Triturado”).

Źródła danych procesowych

Ocenę konkretnej mieszanki z tym substratem pokaże kalkulator kofermentacji.

Czym jest i skąd się bierze

Makuch słonecznikowy to produkt uboczny tłoczenia oleju z nasion słonecznika. Jeśli olej jest dodatkowo ekstrahowany rozpuszczalnikiem, pozostałość nazywa się śrutą poekstrakcyjną. Materiał jest szeroko używany jako pasza białkowa, a w biogazowni bywa rozważany wtedy, gdy trafia do odpadów lub jest tańszy od innych surowców. W Polsce produkcja oleju słonecznikowego jest rozwinięta, ale głównym kierunkiem zagospodarowania makuchów jest przemysł paszowy.

Właściwości istotne dla fermentacji

Skład zależy od technologii: makuch tłoczony na zimno zawiera więcej tłuszczu, a śruta poekstrakcyjna znacznie mniej. Obie formy zawierają białko, włókno z łuski (celuloza, lignina) i niewielką ilość cukrów. Zawartość białka powoduje, że stosunek C/N jest niższy niż w materiałach lignocelulozowych, więc przy dużych dawkach może wzrosnąć stężenie amoniaku. Wyższa zawartość tłuszczu podnosi potencjał energetyczny, ale zwiększa ryzyko LCFA. Łuska słonecznika jest trudno rozkładalna, a materiał jest suchy i dobrze się przechowuje.

Jak czytać rozrzut wyników

W zbiorze jest kilka rekordów z kilku źródeł, wszystkie w warunkach mezofilowych. Część rekordów pochodzi z prac, w których badano ten sam makuch przy różnych proporcjach substratu do inokulum, co samo w sobie zmienia wynik. Dodatkowo wpływ mają zawartość pozostałego oleju, udział łuski, stopień rozdrobnienia, odmiana nasion i technologia tłoczenia. Wynik makuchu i śruty nie powinien być bezkrytycznie utożsamiany.

W praktyce biogazowni

Makuch jest stosunkowo łatwy w obsłudze, bo jest suchy i trwały, ale jego dawkę trzeba ograniczać ze względu na amoniak i lipidy. Dobrze łączy się z gnojowicą o niskiej zawartości azotu i z materiałem węglowodanowym, np. kiszonką. Zmielenie poprawia dostępność. Ponieważ makuch ma wartość paszową, jego cena bywa istotną barierą opłacalności. Jako produkt uboczny przemysłu spożywczego podlega przepisom o produktach ubocznych lub odpadach, zależnie od statusu.

Dobrą praktyką jest też sprawdzenie zawartości łuski, ponieważ makuch z dodatkiem łusek ma więcej ligniny i niższą strawność, a makuch bez łusek jest bogatszy w białko; od tego zależy zarówno wydajność, jak i ryzyko amoniaku.

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 = 0,091 d⁻¹ (brak danych kinetycznych dla grupy – przyjęto medianę wszystkich dostępnych stałych k (93 wartości) = 0.091 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.