Metodologia Kontakt
Wysoki stos złożonych starych gazet w bibliotece – pożółkły papier gazetowy widziany z boku, warstwa po warstwie.

Badania BMPOdpady komunalne, zielone, papier i tekstylia

Papier gazetowy — BMP: 7 badań, średnia ważona 81 m³ CH₄/t s.m.o.

Papier gazetowy ma dużo ligniny z masy mechanicznej, dlatego fermentuje słabo; rozkład poprawia jedynie obróbka wstępna, a farby drukarskie wpływają niewiele.

ocena: neutralnyCH₄ ≈ 52 % (szacunek)

Opublikowano Zaktualizowano 3 min czytaniaRedakcja Substraty.pl

Fot. African Studies Centre Leiden / Wikimedia Commons, licencja CC BY-SA 4.0, plik źródłowy; zmiany: kadrowanie

Średnia ważona
81m³ CH₄/t s.m.o.
Zakres
45–100m³ CH₄/t s.m.o.
Rekordy
7badań
Publikacje
3źródła
Temperatury
35 °C, 55 °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

neutralny — ocena redakcji dla biogazowniBez wyraźnych zalet — za przyjęcie warto pobierać opłatę

Potencjał na tonę masy świeżej niski, ale ograniczony słabym rozkładem masy organicznej (74 m³ CH₄/t); bez szczególnych zagrożeń dla stabilności. Koszty obsługi: włókna, kożuch, powolny rozkład.

Dlaczego? Czynniki oceny

Potencjał na tonę 0

  • ±0potencjał 74 m³ CH₄/t masy świeżej (BMP 81 × s.m. 93,2 % × s.m.o. 97,8 %); niski stopień rozkładu s.m.o. (BMP 81 m³ CH₄/t s.m.o.) — punkty ograniczone

Stabilność procesu 0

  • 0brak czynników

Obsługa i koszty −1

  • −0,5włókna, kożuch — rozdrabnianie i intensywne mieszanie
  • −0,5powolny rozkład — długi czas retencji

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 7 badań

Średnia ważona Pojedyncze rekordy

Krzywe BMP: Papier gazetowySkumulowana produkcja metanu w czasie dla 7 rekordów oraz średnia ważona 81 m³ CH₄/t s.m.o.. 7 krzywych to przebiegi modelowe (kinetyka I rzędu).02550751001250510152025303540czas [d]m³ CH₄/t s.m.o.Tong i in. (1990): 92 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Nallathambi Gunaseelan (1997) · 1: 84 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Nallathambi Gunaseelan (1997) · 2: 100 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Krause i in. (2018) · 1: 45 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Krause i in. (2018) · 2: 60 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Krause i in. (2018) · 3: 62 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Krause i in. (2018) · 4: 70 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)średnia81

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 (81); 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
Tong i in. (1990) DOI9235 °C · mezofilowy(oryg.: „News paper”) · obróbka: przygotowanie/przechowanie: air driedpunkt końcowy (krzywa modelowa)
Nallathambi Gunaseelan (1997) · 1 DOI8435 °C · mezofilowyniezadrukowany (oryg.: „unprinted newsPaper”) — wartość przytoczona w przeglądzie literaturypunkt końcowy (krzywa modelowa)
Nallathambi Gunaseelan (1997) · 2 DOI10035 °C · mezofilowyzadrukowany (oryg.: „printed newsPaper”) — wartość przytoczona w przeglądzie literaturypunkt końcowy (krzywa modelowa)
Krause i in. (2018) · 1 DOI4535 °C · mezofilowy(oryg.: „newspaper”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Krause i in. (2018) · 2 DOI6055 °C · termofilowy(oryg.: „newspaper”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Krause i in. (2018) · 3 DOI6235 °C · mezofilowy(oryg.: „newspaper”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Krause i in. (2018) · 4 DOI7055 °C · termofilowy(oryg.: „newspaper”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Średnia ważona81średnia arytmetyczna 73, SD 20

Typowy skład

Sucha masa (s.m.)
93,2% (zakres 92,4–94)
Sucha masa organiczna (s.m.o.)
97,8 % s.m. (zakres 95,3–98)

Mediana i zakres oznaczeń podanych w publikacjach źródłowych rekordów BMP tego substratu (źródło odczytu: CROPGEN D4, MY-D); sucha masa: 2 oznaczenia, sucha masa organiczna: 4 oznaczenia. Próbki badano w postaci wysuszonej/powietrznie suchej – s.m. dotyczy materiału w teście, nie świeżego.

Źródła: Tong i in. (1990); Nallathambi Gunaseelan (1997); Krause i in. (2018).

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

Właściwości procesowe

  • włóknisty
  • bogaty w węgiel
  • ubogi w azot
  • wolny rozkład
  • ubogi w mikroelementy
  • 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 81.1 m³ CH₄/t s.m.o. (SD 19.6; 7 rekordów, 3 źródeł).
  • Papier gazetowy: źródło celulozy, brak ryzyka amoniaku i zakwaszenia (Hendriks i Zeeman 2009).

Wady i ryzyka

  • Lignina z masy mechanicznej osłania celulozę.

Kofermentacja — z czym łączyć, na co uważać

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”).

Źródła danych procesowych

  1. Hagos i in. (2017). Anaerobic co-digestion process for biogas production: progress, challenges and perspectives. Renew. Sustain. Energy Rev.
  2. Weiland (2010). Biogas production: current state and perspectives. Appl. Microbiol. Biotechnol.
  3. Hendriks, Zeeman (2009). Pretreatments to enhance the digestibility of lignocellulosic biomass. Bioresour. Technol.
  4. 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

Papier gazetowy (newsprint) służy do druku gazet. Wytwarza się go głównie z mas mechanicznych i ściernych z drewna, często z dodatkiem makulatury. Zawarte w nim włókna nie są odbielane chemicznie, więc zachowują sporą część ligniny. Po obiegu gazet powstaje makulatura, która trafia do recyklingu. W zbiorze są próbki papieru gazetowego, w tym niezadrukowanego i zadrukowanego, badane w warunkach mezofilowych i termofilowych.

Właściwości istotne dla fermentacji

Lignina jest tu głównym ograniczeniem: osłania celulozę i hemicelulozy przed enzymami i nie ulega rozkładowi beztlenowemu. Dlatego potencjał metanowy papieru gazetowego jest wyraźnie niższy niż papieru biurowego czy tektury z włókien chemicznych. Zawartość azotu i fosforu jest bardzo niska, co dodatkowo ogranicza aktywność drobnoustrojów w monofermentacji. Farby drukarskie stosowane obecnie w gazetach są w większości na bazie olejów roślinnych lub mineralnych i występują w niewielkich ilościach. Rozdrobniony papier tworzy lepką masę.

Jak czytać rozrzut wyników

Rozrzut jest umiarkowany, ale nie powinien zaskakiwać. Papier gazetowy różni się udziałem włókien wtórnych i mechanicznych, grubością, wilgotnością i stopniem zadrukowania. W zbiorze są próbki niezadrukowane i zadrukowane (przytoczone w przeglądzie), co ilustruje wpływ druku, przeważnie niewielki. Poza tym znaczenie mają rozdrobnienie, temperatura (mezofilowa lub termofilowa), inokulum i dodatki odżywcze oraz długość testu. W większości rekordów rozkład nie osiągnął plateau.

W praktyce biogazowni

Papier gazetowy jest słabym substratem i nie ma uzasadnienia, aby planować dla niego udział w mieszance; w praktyce jest kierowany do recyklingu. Jeśli trafia do instalacji jako zanieczyszczenie bioodpadów, zachowuje się podobnie jak materiał lignocelulozowy: rozkłada się wolno i może pozostawać w pofermencie. Rozdrobnienie i dodatek składników odżywczych poprawiają wynik, ale nie zmieniają zasadniczo jego niskiego potencjału. Jako makulatura papier jest odpadem (grupa 15 lub 20).

Dla porównania z innymi gatunkami papieru gazetowy jest najbardziej odporny, a jedynym sposobem na poprawę jest obróbka wstępna, np. parowa lub alkaliczna, która rozluźnia wiązania ligniny. W skali biogazowni rolniczych takie rozwiązania są jednak rzadko stosowane z powodu kosztów.

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 = 0,110 d−1 (mediana z: dopasowanie B(t)=B0(1−e^(−kt)) do średnich krzywych mierzonych: Papier biurowy (makulatura) k=0.062 d⁻¹ (R²=0.984, 2 krzywych) | stałe k podane w źródłach: Chynoweth i in. (1993): 2× (mediana 0.115 d⁻¹); Tong i in. (1990): 1× (mediana 0.049 d⁻¹); Nogueira i in. (2026): 1× (mediana 0.225 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. Tong, X.; Smith, L.H.; McCarty, P.L. (1990). Methane fermentation of selected lignocellulosic materials. Biomass 21(4), 239–255. DOI: 10.1016/0144-4565(90)90075-u DOI
  2. Nallathambi Gunaseelan, V. (1997). Anaerobic digestion of biomass for methane production: A review. Biomass and Bioenergy 13(1-2), 83–114. DOI: 10.1016/s0961-9534(97)00020-2 DOI
  3. Krause, M.J.; Chickering, G.W.; Townsend, T.G.; Pullammanappallil, P. (2018). Effects of temperature and particle size on the biochemical methane potential of municipal solid waste components. Waste Management 71, 25–30. DOI: 10.1016/j.wasman.2017.11.015 DOI

Wszystkie źródła serwisu: bibliografia.

Inne substraty z grupy „Odpady komunalne, zielone, papier i tekstylia”