Badania BMPProdukty uboczne przemysłu rolno-spożywczego

Odpady z przetwórstwa kukurydzy cukrowej — BMP: 8 badań, średnia ważona 323 m³ CH₄/t s.m.o.

Odpady z przetwórstwa kukurydzy cukrowej (kolby, liście okrywowe, resztki ziarna) to dobrze fermentujący, sezonowy strumień z konserwowni i mroźni.

ocena: dobry CH₄ ≈ 52 % (szacunek)

Opublikowano 14 kwietnia 2025Zaktualizowano 29 października 20263 min czytaniaRedakcja Substraty.pl

Fot. Ser Amantio di Nicolao / Wikimedia Commons, licencja CC BY-SA 4.0, plik źródłowy; zmiany: kadrowanie

Średnia ważona: 323m³ CH₄/t s.m.o.
Zakres: 263–345m³ CH₄/t s.m.o.
Rekordy: 8badań
Publikacje: 2źródła
Temperatury: 38 °Ctestu

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 0,9 % s.m. × 6,25)) i wydajności grup związków wg FNR.

Jak liczymy i co oznaczają strefy

Ocena dla biogazowni

dobry — ocena redakcji dla biogazowniStabilny, zwykle przyjmowany bez opłat

Potencjał na tonę masy świeżej wysoki (77 m³ CH₄/t); ryzyko procesu: zakwaszenie. Koszty obsługi: włókna, kożuch.

Dlaczego? Czynniki oceny

Potencjał na tonę +2

+2potencjał 77 m³ CH₄/t masy świeżej (BMP 323 × s.m. 24,2 % × s.m.o. 98 %)

Stabilność procesu −0,5

−0,5zakwaszenie: szybki rozkład / kwaśny odczyn, ryzyko kumulacji LKT, wymaga buforu

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 8 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 (323); 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
Lallement i in. (2023) · 1 DOI	263	38 °C · mezofilowy	świeże odpady przetwórcze (oryg.: „fresh residue from sweet corn”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Lallement i in. (2023) · 2 DOI	264	38 °C · mezofilowy	świeże odpady przetwórcze (oryg.: „fresh residue from sweet corn”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Lallement i in. (2023) · 3 DOI	306	38 °C · mezofilowy	świeże odpady przetwórcze (oryg.: „fresh residue from sweet corn”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Lallement i in. (2023) · 4 DOI	307	38 °C · mezofilowy	świeże odpady przetwórcze (oryg.: „fresh residue from sweet corn”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Lallement i in. (2023) · 5 DOI	312	38 °C · mezofilowy	świeże odpady przetwórcze (oryg.: „fresh residue from sweet corn”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Lallement i in. (2023) · 6 DOI	314	38 °C · mezofilowy	świeże odpady przetwórcze (oryg.: „fresh residue from sweet corn”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Lallement i in. (2023) · 7 DOI	336	38 °C · mezofilowy	świeże odpady przetwórcze (oryg.: „fresh residue from sweet corn”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Chevalier i in. (2023) DOI	345	—	produkty uboczne kukurydzy cukrowej, kontrola mielona (oryg.: „Sweetcorn by-products (SB), milled control (CM)”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Średnia ważona	323	średnia arytmetyczna 306, SD 30

Typowy skład

Sucha masa (s.m.): 24,2% (zakres 21,9–26,7)
Sucha masa organiczna (s.m.o.): 98 % s.m. (zakres 97–99)
Azot: 0,9 % s.m.
Stosunek C/N: 49,6

Mediana i zakres oznaczeń podanych w publikacjach źródłowych rekordów BMP tego substratu (źródło odczytu: MY-D); sucha masa: 6 oznaczeń, sucha masa organiczna: 3 oznaczenia. C/N obliczono jako iloraz zawartości C i N (% s.m.) z tego samego źródła.

Źródła: Lallement i in. (2023).

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

Właściwości procesowe

łatwo rozkładalny
włóknisty
ubogi w azot
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 zbiorze BMP Substraty.pl: średnia ważona 322.6 m³ CH₄/t s.m.o. (SD 29.7; 8 rekordów, 2 źródeł).
Skrobia i cukry z ziarna oraz włókno z kolb dają mieszany profil rozkładu (Hendriks i Zeeman 2009).

Wady i ryzyka

Szybkie dozowanie świeżej masy grozi zakwaszeniem (Hagos i in. 2017).
Wysokie C/N: potrzebny azot.

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 progu.

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”).
Zakiszanie umożliwia magazynowanie biomasy sezonowej; prawidłowo zakiszone rośliny (w badaniu kukurydza, sorgo, żyto pastewne, pszenżyto) można przechowywać do roku bez strat produkcji metanu (Herrmann i in. 2011).

Źródła danych procesowych

Ocenę konkretnej mieszanki z tym substratem pokaże kalkulator kofermentacji.

Czym jest i skąd się bierze

Kukurydza cukrowa jest uprawiana w Polsce na potrzeby przemysłu konserwowego i mrożonkowego. Podczas przetwórstwa ziarna są oddzielane od kolb, a liście okrywowe usuwane, więc powstają duże ilości odpadów w sezonie zbiorów, zwykle od końca lata do wczesnej jesieni. W zbiorze opisano świeże odpady przetwórcze, czyli mieszaninę kolb, osłon i resztek ziarna.

Właściwości istotne dla fermentacji

Materiał zawiera dużo wody, cukry rozpuszczalne i skrobię z resztek ziarna, a także celulozę, hemicelulozę i ligninę z kolb oraz liści okrywowych. Dzięki temu łączy cechy zielonki i odpadu skrobiowego. Hydroliza części ziarnistej jest szybka, a części włóknistych wolniejsza, więc proces rozkłada się w czasie. Kolby mają zdrewniałą strukturę i wymagają rozdrobnienia. Ryzykiem jest zakwaszenie przy szybkim dozowaniu świeżej masy, a także szybkie psucie się materiału w warunkach cieplnych. Białka jest niewiele, więc stosunek C/N jest wysoki i korzystne jest łączenie z gnojowicą.

Jak czytać rozrzut wyników

W zbiorze jest kilka rekordów z kilku źródeł, wszystkie w warunkach mezofilowych. Rozrzut jest niewielki, co wynika z podobieństwa próbek, ale dotyczy ograniczonej liczby źródeł. Różnice mogą zależeć od odmiany, udziału kolb i ziarna w odpadzie, dojrzałości, rozdrobnienia, przygotowania próbki (świeża lub konserwowana) i inokulum. Odpad zakiszony zachowuje się inaczej niż świeży, bo część cukrów jest już zużyta.

W praktyce biogazowni

Odpady z kukurydzy cukrowej bywają dobrym uzupełnieniem w sezonie przetwórstwa, zwłaszcza dla biogazowni rolniczych w pobliżu zakładów. Wymagają rozdrobnienia kolb i szybkiego wykorzystania lub zakiszenia, np. w pryzmie razem z innymi roślinnymi odpadami. Dawkowanie należy rozłożyć w czasie, kontrolując pH. Ponieważ pochodzi z zakładów przetwórstwa spożywczego, materiał jest odpadem i jego przyjmowanie wymaga odpowiednich uprawnień; własne resztki z uprawy mogą być traktowane jak produkty rolne. Przy przechowywaniu pryzmowym należy pamiętać o odciekach i zapachach.

Warto dodać, że kukurydza cukrowa jest zbierana w fazie mlecznej, więc jej odpady różnią się od resztek z kukurydzy dojrzałej na ziarno lub kiszonkę: zawierają więcej cukrów i wody, a mniej ligniny. Dlatego wyniki nie powinny być przenoszone na słomę kukurydzianą.

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.