Badania BMPOwoce, warzywa i ich odpady
Ogórki (owoce) — BMP: 3 badania, średnia ważona 313 m³ CH₄/t s.m.o.
Ogórki (owoce) to jeden z najbardziej wodnistych odpadów warzywnych, o niskiej suchej masie; łatwo fermentują, ale mają małą gęstość energetyczną.
Fot. DenesFeri / Wikimedia Commons, licencja CC BY-SA 4.0, plik źródłowy; zmiany: kadrowanie
- Średnia ważona
- 313m³ CH₄/t s.m.o.
- Zakres
- 242–349m³ CH₄/t s.m.o.
- Rekordy
- 3badania
- Publikacje
- 3źródła
- Temperatury
- 38 °Ctestu
Metan w biogazie
Średnia zawartość metanu · ≈ 5,5 kWh/m³ biogazu
szacunek z typu substratu W zebranych badaniach brak pomiaru. Przedział wynika z przybliżonego składu (białko z azotu ogólnego (N 3,4 % s.m. × 6,25)) i wydajności grup związków wg FNR.
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.
Dodaj do kalkulatora kofermentacji Dane CSV
Krzywe BMP z 3 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 (313); 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 |
|---|---|---|---|---|
| Yan i in. (2021) DOI | 242 | — | (oryg.: „Cucumber (Cucumis sativus) – Whole”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Aybek i in. (2017) DOI | 349 | — | odpady z targowiska (oryg.: „Cucumber”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Shin i in. (2011) DOI | 348 | 38 °C · mezofilowy | owoce odpadowe ze szklarni (oryg.: „Cucumber”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Średnia ważona | 313 | średnia arytmetyczna 313, SD 62 | ||
Typowy skład
- Sucha masa organiczna (s.m.o.)
- 89,8 % s.m. (zakres 89,8–89,8)
- Azot
- 3,4 % s.m.
- Stosunek C/N
- 13,4
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
- kwaśny
- niskie pH substratu (kiszonki, wywary, serwatka, owoce)
- rozcieńcza wsad (mała s.m.)
- mała sucha masa, rozcieńcza wsad
- sezonowy
- dostępność sezonowa — wymaga magazynowania
- ubogi w mikroelementy
- ubogi w mikroelementy — monofermentacja wymaga suplementacji
- 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
Kofermentacja — z czym łączyć, na co uważać
- dobrze łączyć
substraty: bogaty w azot — np. Gnojowica świńska, Pomiot drobiowy (kurzy, indyczy), Osad nadmierny (wtórny, czynny), Glon Chlorella vulgaris, Glon Nannochloropsis salina
Kosubstrat bogaty w azot wyrównuje niskie C/N odpadów owocowo-warzywnych (Bouallagui i in. 2009).[1]
- dobrze łączyć
substraty: wysoka zasadowość (bufor) — np. Obornik i odchody bydlęce, Gnojowica świńska, Gnojowica bydlęca, Gnojowica kacza, Treść przewodu pokarmowego (żwacza, jelit)
Kofermentacja łatwo rozkładalnych substratów z gnojowicą mleczną zwiększała wydajność metanu względem samej gnojowicy.[2]
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
- Improvement of fruit and vegetable waste anaerobic digestion performance and stability with co-substrates addition
- Biochemical methane potential and biodegradability of complex organic substrates
- Compositional components and methane production potential of typical vegetable wastes
- Determination and evaluation of biogas and methane productions of vegetable and fruit wastes with Hohenheim Batch Test method
- Biochemical Methane Potential of Agricultural Byproduct in Greenhouse Vegetable Crops
- Effects of size and thermophilic pre-hydrolysis of banana peel during anaerobic digestion, and biomethanation potential of key tropical fruit wastes
- 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
Ogórki (Cucumis sativus) to jedno z podstawowych warzyw uprawianych w Polsce, zarówno w gruncie, jak i pod osłonami. Odpad powstaje w sortowniach (owoce krzywe, przerośnięte, uszkodzone), w gospodarstwach szklarniowych oraz w przetwórstwie, zwłaszcza w produkcji ogórków konserwowych. Odpadowe owoce ze szklarni pojawiają się w sezonie w dużych partiach jednorodnego materiału.
Właściwości istotne dla fermentacji
Ogórek zawiera ponad dziewięćdziesiąt procent wody, więc sucha masa jest bardzo niska. W suchej masie dominują cukry rozpuszczalne, pektyny i białko, a lignina występuje niemal wyłącznie w nasionach i skórce. Materiał hydrolizuje szybko, ale ze względu na niską zawartość suchej masy obciążenie fermentora ładunkiem organicznym jest niewielkie w stosunku do objętości. Ogórki zawierają kukurbitacyny nadające goryczkę, ale nie są one istotnym inhibitorem w typowych dawkach. Odpady z przetwórstwa mogą zawierać sól, ocet i przyprawy z zalewy, co zmienia warunki w fermentorze i musi być uwzględnione.
Jak czytać rozrzut wyników
W zbiorze jest kilka rekordów z kilku źródeł, w tym rekordy bez podanej temperatury i rekordy mezofilowe. Opisują owoce z targowiska, odpadowe owoce ze szklarni i próbkę ogólną. Dojrzałość ma duże znaczenie, bo ogórki przerośnięte mają więcej nasion i grubszą skórkę. Różnice mogą też wynikać z odmiany, rozdrobnienia i oznaczeń suchej masy, gdzie przy 95% wody błąd pomiaru jest stosunkowo duży. Inokulum i stosunek substratu do inokulum dopełniają obraz.
W praktyce biogazowni
Ogórki są dodatkiem o niskiej wartości energetycznej na tonę, więc opłacalne są głównie wtedy, gdy powstają na miejscu lub w niewielkiej odległości. Po rozdrobnieniu można je wprowadzać razem z gnojowicą lub kiszonką, która dostarcza suchej masy i struktury. Rozcieńczenie wsadu przez duży udział wody należy kontrolować, by nie skracać czasu zatrzymania. Przechowywanie bez schłodzenia szybko prowadzi do psucia i zapachów. Odpady z przetwórstwa i handlu należą do odpadów, a własne resztki z uprawy mogą być traktowane jak produkty rolne.
Przy bardzo wodnistych odpadach opłaca się oznaczać suchą masę każdej dostawy i przeliczać dawkę na ładunek organiczny, a nie na świeżą masę, bo tylko tak można porównywać partie o różnej wilgotności i planować produkcję biogazu.
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.
Bibliografia
- 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
- Aybek, A.; Faculty of Agriculture, Department of Biosystems Engineering, KahramanmarasSutcu Imam University, Kahramanmaras, Turkey; 茜ok, S. (2017). Determination and evaluation of biogas and methane productions of vegetable and fruit wastes with Hohenheim Batch Test method. International Journal of Agricultural and Biological Engineering 10(4), 207–215. DOI: 10.25165/j.ijabe.20171004.2864 DOI
- Shin, K.S.; Kim, C.H.; Lee, S.E.; Yoon, Y.M. (2011). Biochemical Methane Potential of Agricultural Byproduct in Greenhouse Vegetable Crops. Korean Journal of Soil Science and Fertilizer 44(6), 1252–1257. DOI: 10.7745/kjssf.2011.44.6.1252 DOI
Wszystkie źródła serwisu: bibliografia.
Inne substraty z grupy „Owoce, warzywa i ich odpady”
Liczi – skórki i nasiona — BMP: 2 badania, średnia ważona 89 m³ CH₄/t s.m.o.
89 m³ CH₄/t s.m.o. średnia ważona z 2 badań
≈52 %
Rambutan – nasiona — BMP: 3 badania, średnia ważona 449 m³ CH₄/t s.m.o.
449 m³ CH₄/t s.m.o. średnia ważona z 3 badań
dobry — ocena redakcji dla biogazowni≈52 %
Grzyby – owocniki (odpady grzybów) — BMP: 6 badań, średnia ważona 345 m³ CH₄/t s.m.o.
345 m³ CH₄/t s.m.o. średnia ważona z 6 badań
≈52 %
Inne warzywa dyniowate (przepękla, trukwa, beninkaza, kolczoch, kiwano) — BMP: 5 badań, śr. 274 m³ CH₄/t s.m.o.
274 m³ CH₄/t s.m.o. średnia ważona z 5 badań
≈55 %