
Badania BMPOdpady żywności i gastronomiczne
Odpady żywności (resztki jedzenia, odpady kuchenne) — BMP: 22 badania, średnia ważona 466 m³ CH₄/t s.m.o.
Odpady żywności (resztki jedzenia, odpady kuchenne) to jeden z najwydajniejszych, ale najbardziej zmiennych substratów; skład i zanieczyszczenia silnie wpływają na wynik.
ocena: neutralnyCH₄ ≈ 62 % (szacunek)
Fot. Nick Saltmarsh / Wikimedia Commons, licencja CC BY 2.0, plik źródłowy; zmiany: kadrowanie
- Średnia ważona
- 466m³ CH₄/t s.m.o.
- Zakres
- 135–700m³ CH₄/t s.m.o.
- Rekordy
- 22badania
- Publikacje
- 12źródeł
- Temperatury
- 30 °C, 35 °C, 37 °C, 38 °Ctestu
Metan w biogazie
Wysoka zawartość metanu · ≈ 6,2 kWh/m³ biogazu
szacunek z typu substratu W zebranych badaniach brak pomiaru. Przedział wynika z przybliżonego składu (białko z azotu ogólnego (N 2,9 % s.m. × 6,25); bogaty w tłuszcz (klasyfikacja procesowa)) i wydajności grup związków wg FNR.
Ocena dla biogazowni
neutralny — ocena redakcji dla biogazowniBez wyraźnych zalet — za przyjęcie warto pobierać opłatę
Potencjał na tonę masy świeżej bardzo wysoki (100 m³ CH₄/t); ryzyko procesu: tłuszcze, białko / azot, sól / sód. Koszty obsługi: UPPZ kat. 3, zanieczyszczenia fizyczne (opakowania, tworzywa).
Dlaczego? Czynniki oceny
Potencjał na tonę +3
- +3potencjał 100 m³ CH₄/t masy świeżej (BMP 466 × s.m. 24,1 % × s.m.o. 89,2 %)
Stabilność procesu −2,25
- −1tłuszcze: ryzyko kumulacji długołańcuchowych kwasów tłuszczowych (LCFA), flotacji i przeciążenia
- −0,5białko / azot: ryzyko inhibicji amoniakiem przy wyższym udziale
- −0,5sól / sód: inhibicja przy wysokim udziale
- −0,25zakwaszenie: szybki rozkład / kwaśny odczyn, ryzyko kumulacji LKT, wymaga buforu
Obsługa i koszty −2
- −1UPPZ kat. 3: higienizacja 70 °C / 60 min
- −1zanieczyszczenia fizyczne (opakowania, tworzywa) — odpakowanie i separacja
Suma punktów: −1,25 · progi: ≥ 2,5 bardzo dobry, ≥ 1 dobry, poniżej — neutralny; negatywny przy skumulowanym ryzyku procesu.
Dodaj do kalkulatora kofermentacji Dane CSV
Krzywe BMP z 22 badań
Średnia ważona Pojedyncze rekordy
Linie przerywane to przebieg modelowy (kinetyka I rzędu, B(t) = B₀·(1 − e−kt)); z publikacji pochodzi punkt końcowy. Linie ciągłe to pomiar (3).
Skumulowana produkcja metanu w czasie testu [m³ CH₄/t s.m.o.]. Gruba linia to średnia ważona wszystkich rekordów (466); kropki oznaczają wartości końcowe podane w publikacjach. Wskaż wykres, aby odczytać wartości; kliknij pozycję legendy, aby ukryć lub pokazać rekord.
Pokaż pozostałe rekordy w legendzie (10)
Rekordy i źródła
Pobierz CSV| Źródło | BMP m³ CH₄/t s.m.o. | Temperatura | Próbka | Krzywa |
|---|---|---|---|---|
| Chickering i Tolaymat (2023) · M+V FOOD DOI | 406 | — · mezofilowy | liofilizowane odpady stołówkowe, warianty pożywki (oryg.: „Freeze-dried food waste — M+V FOOD”) — 10% objętości inokulum; pozostałe 90%: pożywka M-1, M+V, woda SuperQ lub wodociągowa — zgodnie z nazwą linii | pomiar (7 pkt) |
| Chickering i Tolaymat (2023) · M-1 FOOD DOI | 411 | — · mezofilowy | liofilizowane odpady stołówkowe, warianty pożywki (oryg.: „Freeze-dried food waste — M-1 FOOD”) — 10% objętości inokulum; pozostałe 90%: pożywka M-1, M+V, woda SuperQ lub wodociągowa — zgodnie z nazwą linii | pomiar (7 pkt) |
| Chickering i Tolaymat (2023) · TAP FOOD DOI | 432 | — · mezofilowy | liofilizowane odpady stołówkowe, warianty pożywki (oryg.: „Freeze-dried food waste — TAP FOOD”) — 10% objętości inokulum; pozostałe 90%: pożywka M-1, M+V, woda SuperQ lub wodociągowa — zgodnie z nazwą linii | pomiar (7 pkt) |
| Baek i in. (2020) DOI | 528 | 35 °C · mezofilowy | Korea Płd., odpady żywnościowe, w publikacji L/kg VS (oryg.: „food waste (FW), mono-digestion (Run 2)”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Browne i in. (2013) · 1 DOI | 419 | 37 °C · mezofilowy | (oryg.: „food waste”) · obróbka: rozdrobnienie/przygotowanie próbki (MY-D: obróbka fizyczna) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Browne i in. (2013) · 2 DOI | 535 | 37 °C · mezofilowy | (oryg.: „food waste”) · obróbka: rozdrobnienie/przygotowanie próbki (MY-D: obróbka fizyczna) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Chynoweth i in. (1993) DOI | 541 | 35 °C · mezofilowy | (oryg.: „Food waste”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Holliger i in. (2017) · 1 DOI | 499 | — | odpady żywności z przemysłu (oryg.: „Industry food waste”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Holliger i in. (2017) · 2 DOI | 519 | — | odpady żywności z instalacji pełnoskalowej (oryg.: „Food waste”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Holliger i in. (2017) · 3 DOI | 595 | — | odpady żywności z instalacji pełnoskalowej (oryg.: „Food waste”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Jin i in. (2016) DOI | 700 | 35 °C · mezofilowy | odpady kuchenne (oryg.: „Kitchen waste”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Koch i in. (2017) · 1 DOI | 440 | 38 °C · mezofilowy | (oryg.: „food waste”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Koch i in. (2017) · 2 DOI | 445 | 38 °C · mezofilowy | (oryg.: „food waste”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Koch i in. (2017) · 3 DOI | 457 | 38 °C · mezofilowy | (oryg.: „food waste”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Koch i in. (2017) · 4 DOI | 460 | 38 °C · mezofilowy | (oryg.: „food waste”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Li i in. (2013) DOI | 541 | 37 °C · mezofilowy | odpady kuchenne (oryg.: „Kitchen waste”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Llanos-Lizcano i in. (2024) · 1 DOI | 377 | — | odpady żywności ze stołówek (Kluż) (oryg.: „Food waste (FW), ISR 2”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Llanos-Lizcano i in. (2024) · 2 DOI | 410 | — | odpady żywności ze stołówek (Kluż) (oryg.: „Food waste (FW), ISR 1”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Zhang i in. (2019) DOI | 471 | — | odpady żywności zbierane selektywnie (oryg.: „Food waste (SFW)”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Osei-Owusu i in. (2024) · 1 DOI | 135 | 30 °C · mezofilowy | resztki jedzenia (Ghana) (oryg.: „Food leftovers (FLO)”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Osei-Owusu i in. (2024) · 2 DOI | 199 | 30 °C · mezofilowy | odpady kuchenne (Ghana) (oryg.: „Kitchen residues (KR)”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Zhang i in. (2015) DOI | 372 | 37 °C · mezofilowy | (oryg.: „food waste”) · obróbka: rozdrobnienie/przygotowanie próbki (MY-D: obróbka fizyczna) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Średnia ważona | 466 | średnia arytmetyczna 450, SD 120 | ||
Typowy skład
- Sucha masa (s.m.)
- 24,1% (zakres 2,4–90,6)
- Sucha masa organiczna (s.m.o.)
- 89,2 % s.m. (zakres 85–91,4)
- Azot
- 2,9 % s.m.
- Stosunek C/N
- 15,9
Mediana i zakres oznaczeń podanych w publikacjach źródłowych rekordów BMP tego substratu (źródło odczytu: MY-D); sucha masa: 6 oznaczeń, sucha masa organiczna: 5 oznaczeń. Zakres s.m. obejmuje próbki świeże oraz podsuszone/suszone przed testem – dla materiału świeżego właściwa jest dolna część zakresu, najlepiej pomiar własny. C/N obliczono jako iloraz zawartości C i N (% s.m.) z tego samego źródła.
Źródła: Browne i in. (2013); Jin i in. (2016); Koch i in. (2017); Li i in. (2013); Zhang i in. (2015).
Skład surowca zmienia się między partiami — do obliczeń instalacji użyj analizy własnej próbki. Wartości typowe kalkulator wstawia automatycznie.
Właściwości procesowe
Zalety
- Potencjał metanowy w zbiorze BMP Substraty.pl: średnia ważona 466.2 m³ CH₄/t s.m.o. (SD 119.7; 22 rekordów, 12 źródeł).
- Wysoka biodegradowalność i zbilansowane składniki odżywcze (Zhang i in. 2007).
- Współfermentacja z gnojowicą stabilizuje proces (Hagos i in. 2017).
Wady i ryzyka
- Mono-fermentacja odpadów kuchennych bez mikroelementów kończy się niestabilnością; stabilność uzyskano po suplementacji Fe, Co, Mo, Ni (Zhang i in. 2012; Ariunbaatar i in. 2016).
- Zakwaszenie (cukry), amoniak (białko), LCFA (tłuszcz) (Zhang i in. 2007; Chen i in. 2008).
- Opakowania i sól w odpadach (Mata-Alvarez i in. 2000).
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)
- dobrze łączyć
substraty: źródło mikroelementów — np. Obornik i odchody bydlęce, Gnojowica bydlęca, Treść przewodu pokarmowego (żwacza, jelit), Placek filtracyjny z cukrowni trzcinowej (filter cake, press mud)
Gnojowica lub suplementacja Fe/Co/Ni/Se stabilizuje mono-fermentację odpadów żywności.[3][4]
- uważaj
substraty: bogaty w tłuszcze — np. Fusy kawowe (zużyta kawa), Osad wstępny (pierwotny), Nasiona słonecznika, Wytłoki z oliwek (pomace, alperujo), Odpady poubojowe (bydło, trzoda, drób)
Odpady z tłuszczem kuchennym + FOG/olej: LCFA.[5]
Dawkowanie
Brak uniwersalnego %; dawka zależy od składu. Nie stosować jako jedynego wsadu bez suplementacji mikroelementów; zwiększać stopniowo.
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).
- Odpady gastronomiczne będące jedynym UPPZ w instalacji (lub w mieszaninie z obornikiem, mlekiem, jajami) mogą być przetwarzane według innych wymogów zatwierdzonych przez organ, o ile zapewniają równoważną redukcję patogenów (rozp. 142/2011, zał. V rozdz. III sekcja 2 pkt 2).
- Higienizowanego substratu nie podawać do komory na gorąco (FNR 2010, rozdz. 3 — higienizacja).
- Usuwać zanieczyszczenia obce przed dozowaniem: materiał z bioodpadów może zawierać substancje zakłócające, a współsubstrat powinien być od nich wolny (FNR 2010, rozdz. 3).
Źródła danych procesowych
- Hagos i in. (2017). Anaerobic co-digestion process for biogas production: progress, challenges and perspectives. Renew. Sustain. Energy Rev.
- Weiland, P. (2010) Biogas production: current state and perspectives. Applied Microbiology and Biotechnology
- Zhang i in. (2012). Long-term anaerobic digestion of food waste stabilized by trace elements. Waste Manag.
- Ariunbaatar i in. (2016). Enhanced anaerobic digestion of food waste by supplementing trace elements: role of selenium (VI) and iron (II). Front. Environ. Sci.
- Long i in. (2012). Anaerobic co-digestion of fat, oil, and grease (FOG): A review of gas production and process limitations. Process Saf. Environ. Prot.
- Zhang i in. (2007). Characterization of food waste as feedstock for anaerobic digestion. Bioresour. Technol.
- Chen, Cheng, Creamer (2008). Inhibition of anaerobic digestion process: A review. Bioresour. Technol.
- Mata-Alvarez, Mace, Llabres (2000). Anaerobic digestion of organic solid wastes. An overview of research achievements and perspectives. Bioresour. Technol.
- Rozporządzenie (WE) nr 1069/2009 określające przepisy sanitarne dotyczące produktów ubocznych pochodzenia zwierzęcego (art. 9, 10, 12–14, 24)
- Rozporządzenie Komisji (UE) nr 142/2011 wykonujące rozporządzenie (WE) nr 1069/2009 (zał. IV rozdz. III, zał. V rozdz. I i III)
- FNR (2010). Guía sobre el Biogás – Desde la producción hasta el uso (hiszp. wydanie „Leitfaden Biogas”, GIZ 2013)
Ocenę konkretnej mieszanki z tym substratem pokaże kalkulator kofermentacji.
Czym jest i skąd się bierze
Odpady żywnościowe to resztki przygotowywania i spożywania posiłków: obierki, niedojedzone potrawy, pieczywo, mięso i nabiał z gospodarstw domowych, stołówek, restauracji i hoteli. W Polsce są to głównie odpady kuchenne ulegające biodegradacji i bioodpady; trafiają do selektywnej zbiórki lub do odpadów zmieszanych. W zbiorze jest wiele prac z różnych krajów (m.in. Korei Południowej) oraz krzywe mierzone dla liofilizowanych odpadów stołówkowych z różnymi wariantami pożywki.
Właściwości istotne dla fermentacji
Sucha masa jest umiarkowana, ale udział VS wysoki. Odpady zawierają węglowodany (ryż, makaron, pieczywo, warzywa), białka i tłuszcze, które decydują o potencjale i ryzykach. Węglowodany prowadzą do szybkiego zakwaszenia, białka do amoniaku, a tłuszcze do inhibicji LKT i pienienia. Stosunek C/N jest zwykle korzystny, ale mono-fermentacja bez bufora jest niestabilna. Zanieczyszczenia (kości, szkło, tworzywa, sztućce) trzeba usuwać, a sól kuchenna w dużych ilościach może hamować metanogeny.
Jak czytać rozrzut wyników
Zakres wyników jest bardzo szeroki, bo „odpady żywnościowe” to nie jeden materiał. Różnią się diety w krajach, udział mięsa, tłuszczu, ryżu, warzyw, a także sposób zbioru i przygotowania próbki (świeże, mielone, liofilizowane, sztuczne mieszanki modelowe). Znaczenie mają ponadto stosunek substratu do inokulum, adaptacja inokulum do tłuszczu i amoniaku, temperatura i długość testu. W wysokim obciążeniu pojawia się inhibicja, która obniża wynik, więc niska wartość nie zawsze oznacza niski potencjał materiału.
W praktyce biogazowni
Odpady żywnościowe są podstawą wielu biogazowni utylizacyjnych. Wymagają usunięcia zanieczyszczeń, rozdrobnienia i zwykle higienizacji. Odpady kuchenne i gastronomiczne zawierające składniki pochodzenia zwierzęcego podlegają rozporządzeniu (WE) nr 1069/2009 oraz przepisom wykonawczym, które określają m.in. warunki obróbki cieplnej i wielkość cząstek; instalacja musi być zatwierdzona. Dawkowanie powinno być równomierne, z buforowaniem (np. gnojowicą) i kontrolą parametrów procesu. Poferment musi spełniać wymagania dla odpadów lub nawozów.
Warto dodać, że testy BMP prowadzone na odpadach żywnościowych bywają wykonywane na materiale zmielonym lub liofilizowanym, a rzeczywista instalacja pracuje na świeżym wsadzie. Różnica w przygotowaniu próbki jest kolejnym powodem, dla którego dane z literatury powinno się uzupełniać badaniem własnego strumienia.
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 = 0,232 d−1 (mediana z: stałe k podane w źródłach: Chynoweth i in. (1993): 1× (mediana 0.232 d⁻¹)).
Statystyki opisują rozrzut opublikowanych wyników — to zestawienie opisowe, a nie metaanaliza ani gwarancja uzysku w instalacji.
Bibliografia
- Chickering, G.; Tolaymat, T. (2023). Growth Media Efficacy in Biochemical Methane Potential Assays. Methane 2(2), 176–191. DOI: 10.3390/methane2020013 DOI
- Baek, G.; Kim, D.; Kim, J.; Kim, H.; Lee, C. (2020). Treatment of Cattle Manure by Anaerobic Co-Digestion with Food Waste and Pig Manure: Methane Yield and Synergistic Effect. International Journal of Environmental Research and Public Health 17(13), 4737. DOI: 10.3390/ijerph17134737 DOI
- Browne, J.D.; Allen, E.; Murphy, J.D. (2013). Evaluation of the biomethane potential from multiple waste streams for a proposed community scale anaerobic digester. Environmental Technology 34(13-14), 2027–2038. DOI: 10.1080/09593330.2013.812669 DOI
- Chynoweth, D.; Turick, C.; Owens, J.; Jerger, D.; Peck, M. (1993). Biochemical methane potential of biomass and waste feedstocks. Biomass and Bioenergy 5(1), 95–111. DOI: 10.1016/0961-9534(93)90010-2 DOI
- Holliger, C.; Fruteau de Laclos, H.; Hack, G. (2017). Methane Production of Full-Scale Anaerobic Digestion Plants Calculated from Substrate’s Biomethane Potentials Compares Well with the One Measured On-Site. Frontiers in Energy Research 5, 12. DOI: 10.3389/fenrg.2017.00012 DOI
- Jin, Y.; Li, Y.; Li, J. (2016). Influence of thermal pretreatment on physical and chemical properties of kitchen waste and the efficiency of anaerobic digestion. Journal of Environmental Management 180, 291–300. DOI: 10.1016/j.jenvman.2016.05.047 DOI
- Koch, K.; Lippert, T.; Drewes, J.E. (2017). The role of inoculum’s origin on the methane yield of different substrates in biochemical methane potential (BMP) tests. Bioresource Technology 243, 457–463. DOI: 10.1016/j.biortech.2017.06.142 DOI
- Li, Y.; Zhang, R.; Liu, G.; Chen, C.; He, Y.; Liu, X. (2013). Comparison of methane production potential, biodegradability, and kinetics of different organic substrates. Bioresource Technology 149, 565–569. DOI: 10.1016/j.biortech.2013.09.063 DOI
- Llanos-Lizcano, R.; Senila, L.; Modoi, O.C. (2024). Evaluation of Biochemical Methane Potential and Kinetics of Organic Waste Streams for Enhanced Biogas Production. Agronomy 14(11), 2546. DOI: 10.3390/agronomy14112546 DOI
- Zhang, W.; Torrella, F.; Banks, C.J.; Heaven, S. (2019). Data related to anaerobic digestion of bioplastics: Images and properties of digested bioplastics and digestate, synthetic food waste recipe and packaging information. Data in Brief 25, 103990. DOI: 10.1016/j.dib.2019.103990 DOI
- Osei-Owusu, B.A.; Arthur, R.; Baidoo, M.F.; Oduro-Kwarteng, S.; Amenaghawon, A.N. (2024). Anaerobic co-digestion of human excreta, food leftovers and kitchen residue: 1 ternary mixture design, synergistic effects and RSM approach. Heliyon 10(2), e24080. DOI: 10.1016/j.heliyon.2024.e24080 DOI
- Zhang, W.; Zhang, L.; Li, A. (2015). Enhanced anaerobic digestion of food waste by trace metal elements supplementation and reduced metals dosage by green chelating agent [S, S]-EDDS via improving metals bioavailability. Water Research 84, 266–277. DOI: 10.1016/j.watres.2015.07.010 DOI
Wszystkie źródła serwisu: bibliografia.



