Metodologia Kontakt
Pęczki świeżej pomarańczowej marchwi z korzonkami na straganie Centralnego Targowiska w Lublanie.

Badania BMPOwoce, warzywa i ich odpady

Marchew (korzenie) — BMP: 4 badania, średnia ważona 341 m³ CH₄/t s.m.o.

Marchew (korzenie) to łatwo fermentujący odpad warzywny bogaty w cukry i włókno pektynowe, o niskiej zawartości ligniny; dostępny głównie jesienią i zimą.

CH₄ ≈ 52 % (szacunek)

Opublikowano Zaktualizowano 3 min czytaniaRedakcja Substraty.pl

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

Średnia ważona
341m³ CH₄/t s.m.o.
Zakres
291–388m³ CH₄/t s.m.o.
Rekordy
4badania
Publikacje
4źródła
Temperatury
35 °C, 38 °C, 55 °Ctestu

Metan w biogazie

Średnia 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 1 % 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

Krzywe BMP: Marchew (korzenie)Skumulowana produkcja metanu w czasie dla 4 rekordów oraz średnia ważona 341 m³ CH₄/t s.m.o.. 4 krzywych to przebiegi modelowe (kinetyka I rzędu).0100200300400500051015202530czas [d]m³ CH₄/t s.m.o.Yan i in. (2021): 291 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Buffiere i in. (2006): 388 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Dubrovskis i in. (2018): 378 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Kouas i in. (2017): 309 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)średnia341

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 (341); 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.		TemperaturaPróbkaKrzywa
Yan i in. (2021) DOI291—(oryg.: „Carrot (Daucus carota var. Sativa) – Whole”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Buffiere i in. (2006) DOI38855 °C · termofilowy(oryg.: „Carrot”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Dubrovskis i in. (2018) DOI37838 °C · mezofilowymarchew (odpady) (oryg.: „Carrots (mono-fermentation)”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Kouas i in. (2017) DOI30935 °C · mezofilowy(oryg.: „carrot”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Średnia ważona341średnia arytmetyczna 341, SD 49

Typowy skład

Sucha masa organiczna (s.m.o.)
94,3 % s.m. (zakres 94,3–94,3)
Azot
1 % s.m.
Stosunek C/N
39,7

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: Yan i in. (2021).

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
bogaty w węgiel
wysoki C/N → niedobór azotu; dobrze łączyć z substratami bogatymi w azot
ubogi w azot
wysoki C/N → niedobór azotu; dobrze łączyć z substratami bogatymi w azot
ubogi w mikroelementy
ubogi w mikroelementy — monofermentacja wymaga suplementacji
sezonowy
dostępność sezonowa — wymaga magazynowania

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. Co-fermentation of carrots, grain residues and potato chips
  2. Improvement of fruit and vegetable waste anaerobic digestion performance and stability with co-substrates addition
  3. Biochemical methane potential and biodegradability of complex organic substrates
  4. Compositional components and methane production potential of typical vegetable wastes
  5. Towards new indicators for the prediction of solid waste anaerobic digestion properties
  6. Robust assessment of both biochemical methane potential and degradation kinetics of solid residues in successive batches
  7. Lab-scale anaerobic digestion of cassava peels: the first step of energy recovery from cassava waste and water hyacinth
  8. Effects of size and thermophilic pre-hydrolysis of banana peel during anaerobic digestion, and biomethanation potential of key tropical fruit wastes
  9. 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

Marchew (Daucus carota subsp. sativus) jest w Polsce ważnym warzywem korzeniowym, uprawianym na dużą skalę. Odpadowe korzenie powstają w sortowniach (korzenie krzywe, uszkodzone, nietypowych rozmiarów), w przetwórniach soków, mrożonek i konserw oraz w handlu. Nać marchwi opisano osobno jako odpad pożniwny.

Właściwości istotne dla fermentacji

Korzeń marchwi składa się w większości z wody. W suchej masie dominują cukry rozpuszczalne (sacharoza, glukoza, fruktoza), pektyny, celuloza i hemiceluloza, a lignina występuje w niewielkich ilościach. Materiał jest więc łatwo dostępny dla bakterii, a hydroliza przebiega szybko. Ryzykiem jest przeciążenie układu kwasami i spadek pH. Marchew zawiera karotenoidy, ale nie są one problemem dla fermentacji. Zanieczyszczenia obejmują ziemię i piasek, które mogą osadzać się na dnie zbiornika i wymagają okresowego usuwania.

Jak czytać rozrzut wyników

Zbiór zawiera kilka rekordów z kilku źródeł. Część rekordów pochodzi z warunków mezofilowych lub bez podanej temperatury, część z termofilowych (55 °C). Różnice mogą wynikać z odmiany, dojrzałości, kondycji korzeni, rozdrobnienia (cały korzeń kontra miazga) oraz sposobu przygotowania próbki. Wpływ ma także stosunek substratu do inokulum: dla materiału bogatego w cukry zbyt wysoka dawka może zakwasić test. Dlatego rozrzut odzwierciedla warunki badań i zmienność surowca.

W praktyce biogazowni

Marchew jest dobrym uzupełnieniem wsadu w sezonie jesienno-zimowym. Korzenie należy rozdrobnić i wymieszać z materiałem buforującym, np. gnojowicą. Dawkowanie powinno być stopniowe, z kontrolą kwasów lotnych. Przechowywanie w pryzmach jest możliwe krótko, ale zgniłe korzenie wydzielają uciążliwe zapachy. Odpady z przetwórstwa i handlu warzywami są odpadami i wymagają odpowiednich zezwoleń instalacji, natomiast materiał z własnego gospodarstwa traktowany jest według zasad dla produktów rolnych.

Ponieważ marchew jest dostępna głównie jesienią i zimą, a jej odpady po przechowywaniu stają się coraz bardziej zmienne, dobrą praktyką jest pomiar suchej masy każdej dostawy i dostosowanie dawki do aktualnego obciążenia fermentora.

Do zalet marchwi należy brak istotnych inhibitorów i dobra przewidywalność przebiegu fermentacji, o ile dawka jest rozsądnie rozłożona w czasie; wadą pozostaje wodnisty charakter, przez który jedna tona świeżej masy daje stosunkowo niewiele energii.

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. Yan, H.; Cai, F.; Wang, L.; Chen, C.; Liu, G. (2021). Compositional components and methane production potential of typical vegetable wastes. Environmental Science and Pollution Research 28(38), 54177–54186. DOI: 10.1007/s11356-021-15798-y DOI
  2. Buffiere, P.; Loisel, D.; Bernet, N.; Delgenes, J.P. (2006). Towards new indicators for the prediction of solid waste anaerobic digestion properties. Water Science and Technology 53(8), 233–241. DOI: 10.2166/wst.2006.254 DOI
  3. Dubrovskis, V.; Plume, I.; Straume, I. (2018). Co-fermentation of carrots, grain residues and potato chips. Engineering for Rural Development. DOI: 10.22616/erdev2018.17.n415 DOI
  4. Kouas, M.; Torrijos, M.; Sousbie, P.; Steyer, J.P.; Sayadi, S.; Harmand, J. (2017). Robust assessment of both biochemical methane potential and degradation kinetics of solid residues in successive batches. Waste Management 70, 59–70. DOI: 10.1016/j.wasman.2017.09.001 DOI

Wszystkie źródła serwisu: bibliografia.

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