Badania BMPMleko, serwatka i odpady mleczarskie

Przeterminowane produkty mleczarskie (sery, śmietana, lody) — BMP: 5 badań, średnia ważona 504 m³ CH₄/t s.m.o.

Przeterminowane sery, śmietana, twarożek i lody to substrat tłuszczowo-białkowy o wysokim potencjale, ale z ryzykiem inhibicji LKT i amoniaku.

ocena: neutralny CH₄ ≈ 66 % (szacunek)

Opublikowano 22 maja 2021Zaktualizowano 29 października 20263 min czytaniaRedakcja Substraty.pl

Ilustracja: Substraty.pl (AI, Google Gemini)

Średnia ważona: 504m³ CH₄/t s.m.o.
Zakres: 350–714m³ CH₄/t s.m.o.
Rekordy: 5badań
Publikacje: 3źródła
Temperatury: 35 °C, 36 °Ctestu

Metan w biogazie

≈60–69% CH₄

Wysoka zawartość metanu · ≈ 6,6 kWh/m³ biogazu

szacunek z typu substratu W zebranych badaniach brak pomiaru. Przedział wynika z przybliżonego składu (bogaty w białko (klasyfikacja procesowa); bogaty w tłuszcz (klasyfikacja procesowa)) 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 bardzo wysoki (198 m³ CH₄/t); ryzyko procesu: tłuszcze, białko / azot, sól / sód. Koszty obsługi: UPPZ kat. 3.

Dlaczego? Czynniki oceny

Potencjał na tonę +3

+3potencjał 198 m³ CH₄/t masy świeżej (BMP 504 × s.m. 41 % × s.m.o. 96 %)

Stabilność procesu −2,5

−1tłuszcze: ryzyko kumulacji długołańcuchowych kwasów tłuszczowych (LCFA), flotacji i przeciążenia
−0,5białko / azot: ryzyko inhibicji amoniakiem przy wyższym udziale
−0,5sól / sód: inhibicja przy wysokim udziale
−0,25pienienie: skłonność do tworzenia piany w komorze
−0,25zakwaszenie: szybki rozkład / kwaśny odczyn, ryzyko kumulacji LKT, wymaga buforu

Obsługa i koszty −0,5

−0,5UPPZ kat. 3: higienizacja 70 °C / 60 min (produkty mleczne — możliwe odstępstwa)

Suma punktów: 0 · 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 5 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 (504); 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
Alkanok i in. (2014) DOI	350	36 °C · mezofilowy	odpady mleczarskie z supermarketu (oryg.: „dairy product waste”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Labatut i in. (2011) DOI	502	35 °C · mezofilowy	lody (oryg.: „Ice cream”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Luna-delRisco i in. (2011) · 1	602	36 °C · mezofilowy	twarożek (oryg.: „cottage cheese”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Luna-delRisco i in. (2011) · 2	659	36 °C · mezofilowy	ser (oryg.: „cheese”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Luna-delRisco i in. (2011) · 3	714	36 °C · mezofilowy	śmietana (oryg.: „sour cream”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Średnia ważona	504	średnia arytmetyczna 566, SD 144

Typowy skład

Sucha masa (s.m.): 41% (zakres 26,5–56,2)
Sucha masa organiczna (s.m.o.): 96 % s.m. (zakres 48,6–99,2)

Mediana i zakres oznaczeń podanych w publikacjach źródłowych rekordów BMP tego substratu (źródło odczytu: MY-D); sucha masa: 3 oznaczenia, sucha masa organiczna: 5 oznaczeń.

Źródła: Alkanok i in. (2014); Labatut i in. (2011); Luna-delRisco i in. (2011).

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

Właściwości procesowe

bogaty w tłuszcze
bogaty w białko
łatwo rozkładalny
UPPZ kat. 3
skłonność do pienienia
zasolony
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 503.5 m³ CH₄/t s.m.o. (SD 143.7; 5 rekordów, 3 źródeł).
Łatwo dostępne laktoza i tłuszcz mleczny (Prazeres i in. 2012; Long i in. 2012).
Mleko i produkty mleczne w kofermentacji z gnojowicą opisywane jako substrat o dużym potencjale (Hagos i in. 2017).

Wady i ryzyka

Nadmiar tłuszczu mlecznego daje LCFA i pienienie (Long i in. 2012).
Białko mleka uwalnia amoniak (Rajagopal i in. 2013).
Laktoza szybko zakwasza (Prazeres i in. 2012).

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 jako bufor.^[1]
uważaj
substraty: bogaty w tłuszcze — np. Odpady żywności (resztki jedzenia, odpady kuchenne), Fusy kawowe (zużyta kawa), Osad wstępny (pierwotny), Nasiona słonecznika, Wytłoki z oliwek (pomace, alperujo)
Tłuszcz mleczny + inny tłuszcz: kumulacja LCFA.^[2]

Dawkowanie

Brak źródłowego progu. Zaczynać od niskiego udziału w mieszance z gnojowicą; wspólny limit dla lipidów.

Wprowadzaj stopniowo, zaczynając od małej dawki i obserwując proces (np. FOS/TAC, pH, skład gazu).

Wymagania praktyczne

UPPZ kat. 3 (art. 10 rozp. 1069/2009; do biogazowni dopuszczone art. 14): przed komorą higienizacja w nieomijalnym węźle — rozdrobnienie do maks. 12 mm, temperatura w całej masie min. 70 °C przez min. 60 min bez przerwy (rozp. 142/2011, zał. V rozdz. I sekcja 1 i rozdz. III sekcja 1); instalacja wymaga zatwierdzenia przez właściwy organ (art. 24 ust. 1 lit. g rozp. 1069/2009).
Mleko, produkty mleczne i siara mogą być użyte bez higienizacji, jeśli organ nie uzna ryzyka rozprzestrzeniania poważnej choroby zakaźnej (rozp. 142/2011, zał. V rozdz. III sekcja 1 pkt 1).
Higienizowanego substratu nie podawać do komory na gorąco (FNR 2010, rozdz. 3 — higienizacja).
Usuwać zanieczyszczenia obce przed dozowaniem: materiał z bioodpadów może zawierać substancje zakłócające, a współsubstrat powinien być od nich wolny (FNR 2010, rozdz. 3).

Źródła danych procesowych

Ocenę konkretnej mieszanki z tym substratem pokaże kalkulator kofermentacji.

Czym jest i skąd się bierze

Przeterminowane produkty mleczarskie to sery, śmietana, twarożek, jogurty, lody i desery mleczne, wycofane ze sprzedaży z powodu przekroczenia terminu przydatności, uszkodzenia opakowania lub błędów produkcyjnych. Powstają w supermarketach, centrach dystrybucyjnych i zakładach mleczarskich. W zbiorze są próbki odpadów mleczarskich z supermarketu oraz poszczególne produkty: lody, twarożek, ser i śmietana. Materiał często trafia do biogazowni razem z opakowaniami, które trzeba oddzielić w separatorze opakowań.

Właściwości istotne dla fermentacji

Skład zależy od produktu: sery i śmietana mają dużo tłuszczu, twarożek dużo białka, lody sporo cukru i tłuszczu. Tłuszcze dają wysoki potencjał metanowy, ale w nadmiarze hamują fermentację przez długołańcuchowe kwasy tłuszczowe i pienienie. Białko uwalnia amoniak. Produkty fermentowane są już zakwaszone, a duży udział cukrów w lodach i deserach grozi szybkim spadkiem pH. Sól w serach i konserwanty (np. sorbiniany) mogą hamować mikroorganizmy, zwłaszcza w większych dawkach.

Jak czytać rozrzut wyników

Rozrzut jest duży, bo pozycja obejmuje produkty o radykalnie różnym składzie: od tłustej śmietany po słodkie lody. Wynik zależy także od proporcji tłuszczu, białka i cukru, zawartości soli, obecności opakowań, rozdrobnienia i stopnia zepsucia. Znaczenie mają ponadto stosunek substratu do inokulum, adaptacja inokulum do tłuszczu i amoniaku, temperatura oraz długość testu. Wyniki z pojedynczych produktów nie opisują mieszanki odpadów z supermarketu.

W praktyce biogazowni

Takie odpady są cennym kosubstratem w biogazowniach utylizacyjnych i rolniczych o odpowiedniej infrastrukturze, jednak dozowanie powinno być ostrożne, z kontrolą kwasów lotnych, amoniaku i pienienia. Konieczne jest oddzielenie opakowań i rozdrobnienie. Produkty mleczarskie są ubocznymi produktami zwierzęcymi w rozumieniu rozporządzenia (WE) nr 1069/2009, więc instalacja musi być zatwierdzona do ich przetwarzania i stosować wymagane procedury, w tym higienizację, chyba że organ dopuści odstępstwo. Szczegóły warto potwierdzić z powiatowym lekarzem weterynarii.

Dla operatora ważne jest też, że partie takich odpadów są nieregularne i niejednorodne, więc najlepiej magazynować je w zbiorniku buforowym i dozować jako stały, niewielki udział, zamiast wprowadzać jednorazowo duże ilości.

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 = 0,270 d⁻¹ (mediana z: dopasowanie B(t)=B0(1−e^(−kt)) do średnich krzywych mierzonych: Serwatka k=0.27 d⁻¹ (R²=0.999, 5 krzywych)).

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.