Badania BMPBiotworzywa i opakowania kompostowalne

PLA (polilaktyd) i wyroby z PLA — BMP: 8 badań, średnia ważona 127 m³ CH₄/t s.m.o.

PLA (polilaktyd) i wyroby z niego, np. folie, naczynia i sztućce, rozkłada się bardzo wolno w warunkach mezofilowych, a znacznie lepiej w termofilowych.

ocena: neutralny CH₄ ≈ 51 % (szacunek)

Opublikowano 16 maja 2026Zaktualizowano 29 października 20263 min czytaniaRedakcja Substraty.pl

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

Średnia ważona: 127m³ CH₄/t s.m.o.
Zakres: 50–397m³ CH₄/t s.m.o.
Rekordy: 8badań
Publikacje: 3źródła
Temperatury: 37 °C, 55 °Ctestu

Metan w biogazie

≈51–52% CH₄

Niska zawartość metanu · ≈ 5,1 kWh/m³ biogazu

szacunek z typu substratu W zebranych badaniach brak pomiaru. Przedział wynika z przybliżonego składu (białko z azotu ogólnego (N 0 % s.m. × 6,25)) 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 umiarkowany, ale ograniczony słabym rozkładem masy organicznej (115 m³ CH₄/t); bez szczególnych zagrożeń dla stabilności. Koszty obsługi: zanieczyszczenia fizyczne (opakowania, tworzywa), powolny rozkład.

Dlaczego? Czynniki oceny

Potencjał na tonę +1

+1potencjał 115 m³ CH₄/t masy świeżej (BMP 127 × s.m. 92,3 % × s.m.o. 98,2 %); niski stopień rozkładu s.m.o. (BMP 127 m³ CH₄/t s.m.o.) — punkty ograniczone

Stabilność procesu 0

0brak czynników

Obsługa i koszty −1,5

−1zanieczyszczenia fizyczne (opakowania, tworzywa) — odpakowanie i separacja
−0,5powolny rozkład — długi czas retencji

Suma punktów: −0,5 · progi: ≥ 2,5 bardzo dobry, ≥ 1 dobry, poniżej — neutralny; negatywny przy skumulowanym ryzyku procesu.

Ocena redakcji wg metodyki · pewność oceny: wysoka · bez cen rynkowych

Dodaj do kalkulatora kofermentacji Dane CSV

Krzywe BMP z 8 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 (127); 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
Üveges i in. (2023) DOI	50	— · mezofilowy	czysty PLA (oryg.: „Pure PLA”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Zhang i in. (2018) DOI	97	37 °C · mezofilowy	folia PLA (oryg.: „Polylactic Acid Film”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Cucina i in. (2022) · 1 DOI	81	55 °C · termofilowy	naczynia z PLA (test w warunkach termofilowych) (oryg.: „PLA based dishes”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Cucina i in. (2022) · 2 DOI	104	55 °C · termofilowy	sztućce z PLA (test w warunkach termofilowych) (oryg.: „PLA based cutlery”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Cucina i in. (2022) · 3 DOI	215	55 °C · termofilowy	naczynia z PLA (test w warunkach termofilowych) (oryg.: „PLA based dishes”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Cucina i in. (2022) · 4 DOI	279	55 °C · termofilowy	sztućce z PLA (test w warunkach termofilowych) (oryg.: „PLA based cutlery”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Cucina i in. (2022) · 5 DOI	330	55 °C · termofilowy	naczynia z PLA (test w warunkach termofilowych) (oryg.: „PLA based dishes”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Cucina i in. (2022) · 6 DOI	397	55 °C · termofilowy	sztućce z PLA (test w warunkach termofilowych) (oryg.: „PLA based cutlery”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Średnia ważona	127	średnia arytmetyczna 194, SD 130

Typowy skład

Sucha masa (s.m.): 92,3% (zakres 85–99,6)
Sucha masa organiczna (s.m.o.): 98,2 % s.m. (zakres 97,3–99,1)
Azot: 0 % s.m.

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

Źródła: Üveges i in. (2023); Zhang i in. (2018).

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

Właściwości procesowe

wolny rozkład
zanieczyszczenia fizyczne
klasyfikacja redakcji

Zalety

Potencjał metanowy w zbiorze BMP Substraty.pl: średnia ważona 127.3 m³ CH₄/t s.m.o. (SD 130.0; 8 rekordów, 3 źródeł).
Rozkłada się lepiej w warunkach termofilowych: PLA rozłożyło się w ok. 60% w 30 d, 80% w 40 d, 90% w 60 d przy 55 °C (Yagi i in. 2009).

Wady i ryzyka

W temperaturze mezofilowej rozkład zaczął się dopiero po 55 dniach i był znacznie wolniejszy (Yagi i in. 2009).
Czasy degradacji bioplastików są 3-6 razy dłuższe niż retencja w komercyjnych instalacjach (Narancic i in. 2018).

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)
Gnojowica dostarcza inokulum i buforu; w badaniach bioplastiki fermentowano z inokulum z osadu.^[1]

Dawkowanie

Brak udziału docelowego; traktować jako zanieczyszczenie. Pełna degradacja PLA wymaga warunków termofilowych i dłuższego czasu niż typowy HRT.

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

Ocenę konkretnej mieszanki z tym substratem pokaże kalkulator kofermentacji.

Czym jest i skąd się bierze

PLA to poliester kwasu mlekowego, wytwarzany z fermentowanej skrobi lub cukru, np. z kukurydzy czy trzciny. Jest jednym z najpowszechniejszych biotworzyw: używa się go na folie, kubki, naczynia, sztućce, włókna i opakowania. W odpadach komunalnych pojawia się głównie jako jednorazowa zastawa i opakowania. W zbiorze badano zarówno czysty PLA, jak i konkretne wyroby (folię, naczynia, sztućce).

Właściwości istotne dla fermentacji

PLA ulega rozkładowi dwuetapowo: najpierw zachodzi hydroliza wiązań estrowych do oligomerów i kwasu mlekowego, a dopiero potem mikroorganizmy przetwarzają produkty do metanu. Hydroliza przyspiesza istotnie powyżej temperatury zeszklenia polimeru, wynoszącej około 55–60 °C, dlatego fermentacja termofilowa jest dla PLA znacznie korzystniejsza niż mezofilowa. W temperaturze mezofilowej wyroby bywają prawie nienaruszone nawet po wielu tygodniach. Kwas mlekowy nie jest toksyczny, ale przy szybkim rozkładzie dużych ilości może obniżać pH. PLA nie wnosi azotu ani siarki.

Jak czytać rozrzut wyników

W zbiorze widać bardzo duże różnice między rekordami. Wynikają one przede wszystkim z temperatury testu (mezofilowa lub termofilowa), formy próbki (cienka folia, czysty polimer, gruby wyrób), krystaliczności i masy cząsteczkowej oraz długości testu. Niska wartość często oznacza, że test zakończono, zanim doszło do hydrolizy, a nie że PLA ma z natury niski potencjał. Znaczenie mają również rozdrobnienie i inokulum, bo obecność drobnoustrojów przetwarzających produkty hydrolizy bywa różna.

W praktyce biogazowni

W instalacjach mezofilowych PLA zachowuje się jak materiał prawie obojętny i może pozostawać w pofermencie w postaci widocznych fragmentów. W instalacjach termofilowych lub z wstępną hydrolizą termiczną rozkład jest pełniejszy. Dlatego nie należy opierać dawkowania na założeniu pełnej konwersji. Praktyczne środki ostrożności to rozdrobnienie przed wprowadzeniem do komory i kontrola jakości pofermentu. Wymagania prawne wynikają z kwalifikacji odpadu opakowaniowego i zezwoleń instalacji.

Dla porównania: PLA jest powszechniej spotykane w odpadach niż PHA, więc to ono częściej stanowi praktyczny problem w instalacjach przyjmujących bioodpady. Producenci instalacji coraz częściej wymagają, aby opakowania tego typu były wysortowywane, właśnie ze względu na wolny rozkład w typowych warunkach mezofilowych.

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 = 0,091 d⁻¹ (brak danych kinetycznych dla grupy – przyjęto medianę wszystkich dostępnych stałych k (93 wartości) = 0.091 d⁻¹).

Statystyki opisują rozrzut opublikowanych wyników — to zestawienie opisowe, a nie metaanaliza ani gwarancja uzysku w instalacji.

Pełna metodyka i zasady korekt

Bibliografia

Wszystkie źródła serwisu: bibliografia.