Badania BMPTłuszcze, oleje i uboczne produkty pochodzenia zwierzęcego

Mięso i odpady mięsne — BMP: 2 badania, średnia ważona 295 m³ CH₄/t s.m.o.

Mięso i odpady mięsne to bogate w białko i tłuszcz substraty o wysokim potencjale gazowym, ale ryzykowne z powodu amoniaku. Wymagają higienizacji i przepisów o produktach ubocznych.

ocena: neutralny CH₄ ≈ 66 % (szacunek)

Opublikowano 15 lutego 2023Zaktualizowano 29 października 20263 min czytaniaRedakcja Substraty.pl

Fot. Bi-frie (talk) / Wikimedia Commons, licencja CC BY 3.0, plik źródłowy; zmiany: kadrowanie

Średnia ważona: 295m³ CH₄/t s.m.o.
Zakres: 250–340m³ CH₄/t s.m.o.
Rekordy: 2badania
Publikacje: 2źródła
Temperatury: 35 °C, 36 °Ctestu

Metan w biogazie

≈60–69% CH₄

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

szacunek z typu substratu W zebranych badaniach brak pomiaru. Przedział wynika z przybliżonego składu (bogaty w białko (klasyfikacja procesowa); 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 wysoki (79 m³ CH₄/t); ryzyko procesu: tłuszcze, białko / azot, pienienie. Koszty obsługi: UPPZ kat. 3.

Dlaczego? Czynniki oceny

Potencjał na tonę +2

+2potencjał 79 m³ CH₄/t masy świeżej (BMP 295 × s.m. 42,2 % × s.m.o. 63,1 %)

Stabilność procesu −2

−1tłuszcze: ryzyko kumulacji długołańcuchowych kwasów tłuszczowych (LCFA), flotacji i przeciążenia
−0,5białko / azot: ryzyko inhibicji amoniakiem przy wyższym udziale
−0,25pienienie: skłonność do tworzenia piany w komorze
−0,25zakwaszenie: szybki rozkład / kwaśny odczyn, ryzyko kumulacji LKT, wymaga buforu

Obsługa i koszty −1

−1UPPZ kat. 3: higienizacja 70 °C / 60 min

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 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 (295); 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
Alkanok i in. (2014) DOI	250	36 °C · mezofilowy	odpady mięsne z supermarketu (oryg.: „meat waste”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Kouas i in. (2017) DOI	340	35 °C · mezofilowy	mielona wołowina (oryg.: „beef”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Średnia ważona	295	średnia arytmetyczna 295, SD 64

Typowy skład

Sucha masa (s.m.): 42,2% (zakres 42,2–42,2)
Sucha masa organiczna (s.m.o.): 63,1 % s.m. (zakres 63,1–63,1)

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

Źródła: Alkanok i in. (2014).

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

Właściwości procesowe

bogaty w białko
bogaty w tłuszcze
bogaty w azot
UPPZ kat. 3
skłonność do pienienia
łatwo rozkładalny
klasyfikacja redakcji

Zalety

Potencjał metanowy w zbiorze BMP Substraty.pl: średnia ważona 295.0 m³ CH₄/t s.m.o. (SD 63.6; 2 rekordów, 2 źródeł).
Mięso i odpady mięsne mają wysoki potencjał metanowy, bo łączą białko i tłuszcz (Hejnfelt i Angelidaki 2009).
Odpady miesne współfermentowane z gnojowicą działają stabilnie przy kontrolowanej dawce (Hejnfelt i Angelidaki 2009; Pitk i in. 2014).

Wady i ryzyka

Podwójna inhibicja: amoniak z białka i LCFA z tłuszczu (Palatsi i in. 2011).
W badaniu laboratoryjnym przy 7,5% (w/w) sterylizowanej masy z rzeźni stężenie wolnego NH3 rosło, a przy 10% pojawiło się intensywne pienienie i akumulacja LCFA (Pitk i in. 2013).
Szybko gnije przed użyciem - wymaga schłodzenia lub szybkiego przerobu (Salminen i Rintala 2002).

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 zasadowości i rozcieńcza N.^[1][2]
uważaj
substraty: bogaty w białko — np. Odpady żywności (resztki jedzenia, odpady kuchenne), Osad ściekowy komunalny (mieszany, nieokreślony), Pomiot drobiowy (kurzy, indyczy), Bioodpady komunalne (frakcja organiczna odpadów komunalnych), Skoszona trawa z trawników
Mięso + białkowe odpady: sumowanie amoniaku, termofilowo ryzyko rośnie.^[3][4]
uważaj
substraty: bogaty w tłuszcze — np. Odpady żywności (resztki jedzenia, odpady kuchenne), Fusy kawowe (zużyta kawa), Osad wstępny (pierwotny), Nasiona słonecznika, Wytłoki z oliwek (pomace, alperujo)
Mięso tłuste + tłuszcze: kumulacja LCFA i pienienie.^[5][6]

Dawkowanie

Orientacyjny limit z literaturydo 5% masy świeżej wsadu^[5]

Podstawa: udział w mieszaninie zasilającej (w/w). Pitkä i in. (2013) badali masę sterylizowaną (produkt przetwórstwa UPPZ kat. 2 i 3, głównie tłuszcz i białko) w kofermentacji z osadem ściekowym: do 5% w/w (68% ładunku organicznego) bez oznak inhibicji, przy 7,5% wzrost wolnego NH3 i spadek produkcji metanu, przy 10% intensywne pienienie i akumulacja LCFA (przerwanie eksperymentu). Masa sterylizowana jest bardziej skoncentrowana niż surowe mięso, więc 5% to wartość orientacyjna; dane z jednego badania laboratoryjnego.

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

Wymagania praktyczne

UPPZ kat. 3 (art. 10 rozp. 1069/2009; do biogazowni dopuszczone art. 14): przed komorą higienizacja w nieomijalnym węźle — rozdrobnienie do maks. 12 mm, temperatura w całej masie min. 70 °C przez min. 60 min bez przerwy (rozp. 142/2011, zał. V rozdz. I sekcja 1 i rozdz. III sekcja 1); instalacja wymaga zatwierdzenia przez właściwy organ (art. 24 ust. 1 lit. g rozp. 1069/2009).
Higienizowanego substratu nie podawać do komory na gorąco (FNR 2010, rozdz. 3 — higienizacja).
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

Kategoria obejmuje mięso i odpady mięsne: przeterminowane produkty z supermarketów, resztki z przetwórstwa oraz mielone mięso używane w badaniach jako materiał modelowy. W zestawieniu jest kilka rekordów: odpady mięsne z supermarketu oraz mielona wołowina. Są to różne materiały, połączone jednym ogólnym określeniem, dlatego opis ma charakter ogólny.

Właściwości istotne dla fermentacji

Mięso składa się głównie z białka i tłuszczu, przy niewielkiej ilości węglowodanów. Białka rozkładają się z uwolnieniem amoniaku, który w wysokim stężeniu hamuje metanogenezę, szczególnie w warunkach termofilowych i przy wysokim pH. Tłuszcze mają wysoki potencjał energetyczny, lecz długołańcuchowe kwasy tłuszczowe mogą powodować inhibicję i pienienie. Z tego powodu mięso jest zwykle kofermentowane z materiałem o niższym stężeniu azotu, a dawkę wprowadza się stopniowo. Materiał szybko ulega gniciu, więc wymaga szybkiego przetworzenia lub schłodzenia.

Jak czytać rozrzut wyników

Rekordy opisują różne rzeczy: odpad handlowy (mieszanina różnych produktów, z kością, tłuszczem i opakowaniami) oraz jednorodne mielone mięso. Różnica w zawartości tłuszczu i kości, stopień rozdrobnienia, przygotowanie próbki (mrożenie, homogenizacja) i warunki testu mogą dawać znaczące rozbieżności. Stosunek substratu do inokulum ma tu duże znaczenie, bo przeciążenie inokulum prowadzi do gromadzenia kwasów i amoniaku. Nie wolno uogólniać wyników tak małej próbki na wszystkie odpady mięsne.

W praktyce biogazowni

Odpady mięsne i spożywcze pochodzenia zwierzęcego są ubocznymi produktami zwierzęcymi (UPZ). Ich użycie w biogazowni wymaga zgodności z unijnymi i krajowymi przepisami: klasyfikacji do kategorii, odpowiedniej obróbki (zwykle pasteryzacji i rozdrobnienia dla materiału kategorii 3), dokumentów handlowych i stosownych zezwoleń lub wpisów instalacji. Zasady zależą od kategorii materiału, więc przed przyjęciem należy sprawdzić je dla własnej biogazowni. Technicznie ważne są dozowanie w małych porcjach, mieszanie z płynnym substratem i kontrola stężenia amoniaku oraz lotnych kwasów tłuszczowych. W dokumentacji warto rozróżniać odpad handlowy od surowca przetwórczego, ponieważ różnią się one składem, czystością i kategorią w rozumieniu przepisów, a także tym, czy dostawca może zagwarantować stałą jakość partii.

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.