Badania BMPUprawy energetyczne i całe rośliny (GPS)jedno badanie (18 prób)
Pennisetum hybrydowy (P. americanum × P. purpureum) — BMP: 18 badań, średnia ważona 266 m³ CH₄/t s.m.o.
Pennisetum hybrydowy (mieszaniec P. americanum × P. purpureum) to tropikalna trawa o bardzo dużym plonie, badana w Chinach. Rekordy dotyczą frakcji łodyg, liści i całej rośliny.
ocena: neutralnyCH₄ ≈ 52 % (szacunek)
Fot. John Robert McPherson / Wikimedia Commons, licencja CC BY-SA 4.0, plik źródłowy; zmiany: kadrowanie
- Średnia ważona
- 266m³ CH₄/t s.m.o.
- Zakres
- 194–361m³ CH₄/t s.m.o.
- Rekordy
- 18jedno badanie (18 prób)
- Publikacje
- 1źródło
- Temperatury
- 35 °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 (białko z azotu ogólnego (N 1 % s.m. × 6,25)) 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 umiarkowany (40 m³ CH₄/t); bez szczególnych zagrożeń dla stabilności. Koszty obsługi: włókna, kożuch.
Dlaczego? Czynniki oceny
Potencjał na tonę +1
- +1potencjał 40 m³ CH₄/t masy świeżej (BMP 266 × s.m. 17,5 % × s.m.o. 85,2 %)
Stabilność procesu 0
- 0brak czynników
Obsługa i koszty −0,5
- −0,5włókna, kożuch — rozdrabnianie i intensywne mieszanie
Suma punktów: 0,5 · progi: ≥ 2,5 bardzo dobry, ≥ 1 dobry, poniżej — neutralny; negatywny przy skumulowanym ryzyku procesu.
Dodaj do kalkulatora kofermentacji Dane CSV
Krzywe BMP z 18 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 (266); 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 (6)
Rekordy i źródła
Pobierz CSV| Źródło | BMP m³ CH₄/t s.m.o. | Temperatura | Próbka | Krzywa |
|---|---|---|---|---|
| Zhang i in. (2019) · 1 DOI | 194 | 35 °C · mezofilowy | świeża masa, frakcja łodygi (oryg.: „Pennisetum hybrid fresh grass stem”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Zhang i in. (2019) · 2 DOI | 200 | 35 °C · mezofilowy | świeża masa, frakcja liście (oryg.: „Pennisetum hybrid fresh grass leaf”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Zhang i in. (2019) · 3 DOI | 226 | 35 °C · mezofilowy | świeża masa, cała roślina (oryg.: „Pennisetum hybrid fresh grass whole”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Zhang i in. (2019) · 4 DOI | 233 | 35 °C · mezofilowy | świeża masa, frakcja łodygi (oryg.: „Pennisetum hybrid fresh grass stem”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Zhang i in. (2019) · 5 DOI | 236 | 35 °C · mezofilowy | świeża masa, cała roślina (oryg.: „Pennisetum hybrid fresh grass whole”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Zhang i in. (2019) · 6 DOI | 238 | 35 °C · mezofilowy | świeża masa, cała roślina (oryg.: „Pennisetum hybrid fresh grass whole”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Zhang i in. (2019) · 7 DOI | 241 | 35 °C · mezofilowy | świeża masa, frakcja liście (oryg.: „Pennisetum hybrid fresh grass leaf”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Zhang i in. (2019) · 8 DOI | 256 | 35 °C · mezofilowy | kiszonka, frakcja liście (oryg.: „Pennisetum hybrid grass silage leaf”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Zhang i in. (2019) · 9 DOI | 258 | 35 °C · mezofilowy | świeża masa, frakcja liście (oryg.: „Pennisetum hybrid fresh grass leaf”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Zhang i in. (2019) · 10 DOI | 263 | 35 °C · mezofilowy | kiszonka, frakcja liście (oryg.: „Pennisetum hybrid grass silage leaf”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Zhang i in. (2019) · 11 DOI | 270 | 35 °C · mezofilowy | kiszonka, cała roślina (oryg.: „Pennisetum hybrid grass silage whole”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Zhang i in. (2019) · 12 DOI | 276 | 35 °C · mezofilowy | kiszonka, cała roślina (oryg.: „Pennisetum hybrid grass silage whole”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Zhang i in. (2019) · 13 DOI | 277 | 35 °C · mezofilowy | kiszonka, frakcja łodygi (oryg.: „Pennisetum hybrid grass silage stem”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Zhang i in. (2019) · 14 DOI | 284 | 35 °C · mezofilowy | świeża masa, frakcja łodygi (oryg.: „Pennisetum hybrid fresh grass stem”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Zhang i in. (2019) · 15 DOI | 298 | 35 °C · mezofilowy | kiszonka, frakcja łodygi (oryg.: „Pennisetum hybrid grass silage stem”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Zhang i in. (2019) · 16 DOI | 316 | 35 °C · mezofilowy | kiszonka, frakcja liście (oryg.: „Pennisetum hybrid grass silage leaf”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Zhang i in. (2019) · 17 DOI | 356 | 35 °C · mezofilowy | kiszonka, cała roślina (oryg.: „Pennisetum hybrid grass silage whole”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Zhang i in. (2019) · 18 DOI | 361 | 35 °C · mezofilowy | kiszonka, frakcja łodygi (oryg.: „Pennisetum hybrid grass silage stem”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Średnia ważona | 266 | średnia arytmetyczna 266, SD 46 | ||
Typowy skład
- Sucha masa (s.m.)
- 17,5% (zakres 10,6–28,5)
- Sucha masa organiczna (s.m.o.)
- 85,2 % s.m. (zakres 80,4–92)
- Azot
- 1 % s.m.
- Stosunek C/N
- 42,3
Mediana i zakres oznaczeń podanych w publikacjach źródłowych rekordów BMP tego substratu (źródło odczytu: MY-D); sucha masa: 18 oznaczeń, sucha masa organiczna: 17 oznaczeń. C/N obliczono jako iloraz zawartości C i N (% s.m.) z tego samego źródła.
Źródła: Zhang i in. (2019).
Skład surowca zmienia się między partiami — do obliczeń instalacji użyj analizy własnej próbki. Wartości typowe kalkulator wstawia automatycznie.
Właściwości procesowe
Zalety
- Potencjał metanowy w bazie: średnia ważona 266 m³ CH₄/t s.m.o. (mediana 261; zakres 194–361; 18 rekordów z 1 źródeł).
- Mieszaniec P. americanum x P. purpureum badany pod kątem wysokości roślin i zakiszania (Zhang 2019).
Wady i ryzyka
- Wydajność zależy od wysokości rośliny w chwili zbioru (Zhang 2019).
Kofermentacja — z czym łączyć, na co uważać
- dobrze łączyć
grupa: Odchody zwierzęce (gnojowica, obornik, pomiot)
Współfermentacja z odchodami (gnojowica/obornik) to standardowy układ dla biomasy roślinnej: dostarczają zasadowości i mikroflory.[1][2]
Dawkowanie
Brak danych o dawkach.
Źródła danych procesowych
- Zhang, Y.; Li, L.; Kang, X.; Sun, Y.; Yuan, Z.; Xing, T.; Lin, R. (2019) Improving methane production from Pennisetum hybrid by monitoring plant height and ensiling pretreatment. Renewable Energy 141, 57–63
- Weiland, P. (2010) Biogas production: current state and perspectives. Applied Microbiology and Biotechnology
- Hendriks, A.T.W.M.; Zeeman, G. (2009) Pretreatments to enhance the digestibility of lignocellulosic biomass. Bioresource Technology
Ocenę konkretnej mieszanki z tym substratem pokaże kalkulator kofermentacji.
Czym jest i skąd się bierze
Pennisetum hybrydowy to mieszaniec proso perłowego (Pennisetum americanum, dziś także Cenchrus americanus) i trawy słoniowej (P. purpureum). Został wyhodowany jako roślina o bardzo dużej produkcji biomasy i jest uprawiany w strefie ciepłej, między innymi w Chinach. Zestawienie obejmuje kilka rekordów z jednej publikacji, w których badano świeżą masę w różnych frakcjach: łodygi, liście i całą roślinę, w kilku wariantach doświadczenia.
Właściwości istotne dla fermentacji
Biomasa tego mieszańca składa się głównie z łodyg bogatych w celulozę i hemicelulozy, a liście są łatwiej strawne. Udział ligniny rośnie wraz z wiekiem rośliny, co spowalnia hydrolizę. Zielona masa jest wilgotna i szybko się psuje, więc trzeba ją szybko zakisić lub podać do fermentora. Typowe dla traw C4 jest niskie białko i wysokie C/N, więc korzystne jest łączenie z substratem azotowym. Włókno wymaga rozdrobnienia, bo bez niego powstaje kożuch. Roślina nie znosi mrozów, co ogranicza uprawę.
Jak czytać rozrzut wyników
Wszystkie rekordy pochodzą z jednej pracy, więc rozrzut nie obejmuje różnic między laboratoriami, tylko między frakcjami i wariantami wewnątrz doświadczenia. Łodygi i liście mają odmienną strawność, a ich proporcja w całej roślinie zmienia się z wiekiem. Wpływ mają także termin zbioru, nawożenie, wysokość koszenia i przygotowanie próbki. W opisie rekordów mówi się o świeżej masie, więc wyników nie należy bezpośrednio odnosić do kiszonki. Parametry testu, takie jak inokulum i stosunek S/I, są tu wspólne dla całej serii.
W praktyce biogazowni
W warunkach polskich pennisetum hybrydowy nie jest dostępny jako lokalny substrat. W krajach, gdzie jest uprawiany, wykorzystuje się go w cyklicznych zbiorach, a biomasę zakisza i miesza z innymi substratami. Dawkowanie wymaga rozdrobnienia i dobrego mieszania. Z uwagi na to, że wszystkie dane pochodzą z jednej pracy, wnioski o zachowaniu w innych warunkach trzeba formułować ostrożnie i potwierdzać testem BMP z lokalnego materiału. Przy interpretacji wyników frakcji trzeba pamiętać, że w praktyce biogazownia dostaje całą roślinę, a nie osobno łodygi i liście, więc rekord dla całej rośliny jest najbliższy realnemu wsadowi. Rekordy dla frakcji pokazują raczej, skąd bierze się różnica strawności w obrębie jednej rośliny.
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 = 0,085 d−1 (mediana z: stałe k podane w źródłach: Tong i in. (1990): 1× (mediana 0.090 d⁻¹); Chynoweth i in. (1993): 36× (mediana 0.085 d⁻¹); Deren i in. (1991): 3× (mediana 0.080 d⁻¹)).
Statystyki opisują rozrzut opublikowanych wyników — to zestawienie opisowe, a nie metaanaliza ani gwarancja uzysku w instalacji.
Bibliografia
- Zhang, Y.; Li, L.; Kang, X.; Sun, Y.; Yuan, Z.; Xing, T.; Lin, R. (2019). Improving methane production from Pennisetum hybrid by monitoring plant height and ensiling pretreatment. Renewable Energy 141, 57–63. DOI: 10.1016/j.renene.2019.03.084 DOI
Wszystkie źródła serwisu: bibliografia.
Inne substraty z grupy „Uprawy energetyczne i całe rośliny (GPS)”
Perz wydłużony (trawa Szarvasi) — BMP: 8 badań, średnia ważona 313 m³ CH₄/t s.m.o.
313 m³ CH₄/t s.m.o. średnia ważona z 8 badań
dobry — ocena redakcji dla biogazowni≈52 %
Rzepak – zielona masa (cała roślina, liście) — BMP: 4 badania, średnia ważona 367 m³ CH₄/t s.m.o.
367 m³ CH₄/t s.m.o. średnia ważona z 4 badań
dobry — ocena redakcji dla biogazowni66 %
Chmiel – cała roślina (zielonka, kiszonka) — BMP: 2 badania, średnia ważona 161 m³ CH₄/t s.m.o.
161 m³ CH₄/t s.m.o. średnia ważona z 2 badań
neutralny — ocena redakcji dla biogazowni≈52 %
Trawa słoniowa (Pennisetum purpureum, napier) — BMP: 35 badań, średnia ważona 253 m³ CH₄/t s.m.o.
253 m³ CH₄/t s.m.o. średnia ważona z 35 badań
dobry — ocena redakcji dla biogazowni≈54 %