Metodologia Kontakt
Kępy suchej pałki szerokolistnej (Typha latifolia) porastające brzeg stawu w Karyntii, odbite w spokojnej wodzie.

Badania BMPGlony i rośliny wodne

Pałka (Typha spp.) — BMP: 11 badań, średnia ważona 154 m³ CH₄/t s.m.o.

Pałka (Typha latifolia, T. angustifolia) to wysoka roślina bagienna, rozważana jako surowiec z mokradeł (paludikultura); wynik zależy od nawożenia i terminu zbioru.

CH₄ ≈ 52 % (szacunek)

Opublikowano Zaktualizowano 3 min czytaniaRedakcja Substraty.pl

Fot. Johann Jaritz / Wikimedia Commons, licencja CC BY-SA 4.0, plik źródłowy; zmiany: kadrowanie

Średnia ważona
154m³ CH₄/t s.m.o.
Zakres
24–249m³ CH₄/t s.m.o.
Rekordy
11badań
Publikacje
3źródła
Temperatury
37 °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 (przewaga węglowodanów (brak cech białka i tłuszczu)) 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 11 badań

Średnia ważona Pojedyncze rekordy

Krzywe BMP: Pałka (Typha spp.)Skumulowana produkcja metanu w czasie dla 11 rekordów oraz średnia ważona 154 m³ CH₄/t s.m.o.. 11 krzywych to przebiegi modelowe (kinetyka I rzędu).01002003000510152025303540czas [d]m³ CH₄/t s.m.o.Eller i in. (2020) · 1: 140 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Eller i in. (2020) · 2: 172 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Eller i in. (2020) · 3: 204 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Eller i in. (2020) · 4: 213 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Eller i in. (2020) · 5: 249 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Czubaszek i in. (2021) · 1: 185 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Czubaszek i in. (2021) · 2: 237 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Moretti i in. (2023) · 1: 24 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Moretti i in. (2023) · 2: 50 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Moretti i in. (2023) · 3: 70 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Moretti i in. (2023) · 4: 80 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)średnia154

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 (154); 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
Eller i in. (2020) · 1 DOI140—pałka wąskolistna, nawożenie A (oryg.: „T. angustifolia, fertilization A”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Eller i in. (2020) · 2 DOI172—pałka wąskolistna, nawożenie B (oryg.: „T. angustifolia, fertilization B”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Eller i in. (2020) · 3 DOI204—pałka wąskolistna, nawożenie C (oryg.: „T. angustifolia, fertilization C”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Eller i in. (2020) · 4 DOI213—pałka szerokolistna, nawożenie A (oryg.: „T. latifolia, fertilization A”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Eller i in. (2020) · 5 DOI249—pałka szerokolistna, nawożenie C (oryg.: „T. latifolia, fertilization C”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Czubaszek i in. (2021) · 1 DOI185—pałka szerokolistna, fermentacja sucha (oryg.: „Typha latifolia (TL), dry fermentation”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Czubaszek i in. (2021) · 2 DOI237—pałka szerokolistna, fermentacja mokra (oryg.: „Typha latifolia (TL), wet fermentation”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Moretti i in. (2023) · 1 DOI2437 °C · mezofilowyróżne S/I i rozdrobnienie (warianty testu) (oryg.: „Typha dominguensis (cattail), S/I ratio 0.25 gVS/gVS, coarse granulometry (0.25-C)”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Moretti i in. (2023) · 2 DOI5037 °C · mezofilowyróżne S/I i rozdrobnienie (warianty testu) (oryg.: „Typha dominguensis (cattail), S/I ratio 0.25 gVS/gVS, fine granulometry (0.25-F)”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Moretti i in. (2023) · 3 DOI7037 °C · mezofilowyróżne S/I i rozdrobnienie (warianty testu) (oryg.: „Typha dominguensis (cattail), S/I ratio 0.50 gVS/gVS, coarse granulometry (0.50-C)”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Moretti i in. (2023) · 4 DOI8037 °C · mezofilowyróżne S/I i rozdrobnienie (warianty testu) (oryg.: „Typha dominguensis (cattail), S/I ratio 0.50 gVS/gVS, fine granulometry (0.50-F)”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Średnia ważona154średnia arytmetyczna 148, SD 80

Właściwości procesowe

  • włóknisty
  • wolny rozkład
  • wysoka sucha masa
  • sezonowy
  • klasyfikacja redakcji

Zalety

  • Wydajność metanowa w kompendium: mediana 172 (zakres 24–249) m³ CH₄/t s.m.o., 11 rekordów z 3 prac (ważona średnia 154).
  • Pałka była badana wśród roślin mokradłowych pod kątem terminu zbioru i wydajności metanu (Eller i in. (2020); Moretti i in. (2023))
  • Biomasę mokradłową badano zarówno w fermentacji mokrej, jak i suchej (Czubaszek i in. (2021))

Dawkowanie

Źródła nie podają bezpiecznego udziału tego substratu we wsadzie.

Źródła danych procesowych

  1. Biomethane Yield from Different European Phragmites australis Genotypes, Compared with Other Herbaceous Wetland Species Grown at Different Fertilization Regimes
  2. Specific Methane Yield of Wetland Biomass in Dry and Wet Fermentation Technologies
  3. Biogas from aquatic plants: A bioenergetics incentive for constructed wetlands usage
  4. Biochemical methane potential and biodegradability of complex organic substrates
  5. Effects of size and thermophilic pre-hydrolysis of banana peel during anaerobic digestion, and biomethanation potential of key tropical fruit wastes
  6. 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

Pałka (Typha) to rodzaj wysokich roślin bagiennych; w Polsce rosną pałka szerokolistna (Typha latifolia) i wąskolistna (Typha angustifolia). Tworzy zwarte szuwary w płytkich wodach, na brzegach zbiorników i na zalanych polach. W zbiorze zgrupowano pałki szerokolistną i wąskolistną, a także próbki z różnych wariantów nawożenia i jeden wariant fermentacji suchej. Pałkę uprawia się eksperymentalnie jako biomasę na nawodnionych torfowiskach w ramach paludikultury, czyli rolnictwa na mokradłach.

Właściwości istotne dla fermentacji

Biomasa pałki jest lignocelulozowa: zawiera celulozę, hemicelulozy i ligninę, której udział rośnie z postępującym dojrzewaniem rośliny. Młode liście są łatwiej rozkładalne niż dojrzałe, zdrewniałe pędy i kłącza. Roślina ma zwykle umiarkowaną zawartość białka i popiołu, a jej podatność zależy od zbioru w stadium wegetacji lub po wysuszeniu na pniu. Materiał jest włóknisty i wymaga rozdrobnienia, bo inaczej tworzy kożuch i warstwy. Piasek i osad z podłoża mogą zanieczyszczać biomasę z naturalnych stanowisk.

Jak czytać rozrzut wyników

Rozrzut w zbiorze jest szeroki, gdyż obejmuje różne gatunki pałki, warianty nawożenia, różne terminy zbioru i różne techniki fermentacji, w tym fermentację suchą. Dojrzałość rośliny jest kluczowa: biomasa zielona z lata ma inny skład niż sucha biomasa zimowa. Wpływ mają także rozdrobnienie, temperatura, stosunek substratu do inokulum i długość testu. Niskie wartości odpowiadają zwykle dojrzałej, zdrewniałej biomasie lub testom, w których nie osiągnięto plateau.

W praktyce biogazowni

Pałka nie jest typowym substratem biogazowni rolniczych, lecz bywa rozważana jako biomasa z kontrolowanych upraw na mokradłach, łącząca produkcję energii z ochroną torfowisk. Zbiór na mokradłach wymaga specjalistycznego sprzętu. Biomasę należy rozdrobnić, najlepiej zbierać w stadium młodszym i łączyć z substratami bogatszymi w łatwo dostępne węglowodany i azot. Wymagania prawne dotyczą m.in. użytkowania obszarów chronionych i mokradeł oraz kryteriów zrównoważonego rozwoju, jeśli biomasa ma być używana do produkcji paliw.

Warto dodać, że zbiór pałki w okresie zimowym, gdy roślina jest sucha, ułatwia logistykę i przechowywanie, ale kosztem mniejszej podatności na rozkład. Wybór terminu zbioru jest więc kompromisem między wydajnością a kosztem.

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 = 0,102 d−1 (mediana z: stałe k podane w źródłach: Chynoweth i in. (1993): 16× (mediana 0.102 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. Eller, F.; Ehde, P.M.; Oehmke, C.; Ren, L.; Brix, H.; Sorrell, B.K.; Weisner, S.E.B. (2020). Biomethane Yield from Different European Phragmites australis Genotypes, Compared with Other Herbaceous Wetland Species Grown at Different Fertilization Regimes. Resources 9(5), 57. DOI: 10.3390/resources9050057 DOI
  2. Czubaszek, R.; Wysocka-Czubaszek, A.; Wichtmann, W.; Banaszuk, P. (2021). Specific Methane Yield of Wetland Biomass in Dry and Wet Fermentation Technologies. Energies 14(24), 8373. DOI: 10.3390/en14248373 DOI
  3. Moretti, E.R.; Roston, D.M.; da Silva, A.J.; Reyes, I.P. (2023). Biogas from aquatic plants: A bioenergetics incentive for constructed wetlands usage. Heliyon 9(2), e12537. DOI: 10.1016/j.heliyon.2022.e12537 DOI

Wszystkie źródła serwisu: bibliografia.

Inne substraty z grupy „Glony i rośliny wodne”