Badania BMPUprawy energetyczne i całe rośliny (GPS)
Pszenica – cała roślina (GPS) — BMP: 13 badań, średnia ważona 332 m³ CH₄/t s.m.o.
Pszenica jako cała roślina (GPS) to zielonka lub kiszonka zbierana przed dojrzałością ziarna. Rekordy obejmują różne terminy zbioru w ramach uprawy energetycznej w płodozmianie.
Fot. Vyacheslav Argenberg / Wikimedia Commons, licencja CC BY 4.0, plik źródłowy; zmiany: kadrowanie
- Średnia ważona
- 332m³ CH₄/t s.m.o.
- Zakres
- 228–418m³ CH₄/t s.m.o.
- Rekordy
- 13badań
- Publikacje
- 2źródła
- Temperatury
- 38 °C, 40 °Ctestu
Metan w biogazie
Średnia zawartość metanu · ≈ 5,9 kWh/m³ biogazu
pomiar średnia z 3 badań BMP, zakres 57,1–60,5 %; w teście okresowym udział CH₄ bywa wyższy niż w instalacji.
Ocena dla biogazowni
bardzo dobry — ocena redakcji dla biogazowniWarto go przyjąć nawet za darmo lub z dopłatą dla oddającego
Potencjał na tonę masy świeżej bardzo wysoki (123 m³ CH₄/t); bez szczególnych zagrożeń dla stabilności. Koszty obsługi: włókna, kożuch.
Dlaczego? Czynniki oceny
Potencjał na tonę +3
- +3potencjał 123 m³ CH₄/t masy świeżej (BMP 332 × s.m. 37,7 % × s.m.o. 97,9 %)
Stabilność procesu 0
- 0brak czynników
Obsługa i koszty −0,5
- −0,5włókna, kożuch — rozdrabnianie i intensywne mieszanie
Suma punktów: 2,5 · progi: ≥ 2,5 bardzo dobry, ≥ 1 dobry, poniżej — neutralny; negatywny przy skumulowanym ryzyku procesu.
Dodaj do kalkulatora kofermentacji Dane CSV
Krzywe BMP z 13 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 (332); 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 (1)
Rekordy i źródła
Pobierz CSV| Źródło | BMP m³ CH₄/t s.m.o. | CH₄ w biogazie % obj., pomiar | Temperatura | Próbka | Krzywa |
|---|---|---|---|---|---|
| Amon i in. (2007) · 1 DOI | 228 | — | 38 °C · mezofilowy | uprawa energetyczna w płodozmianie (cała roślina, różne terminy zbioru) (oryg.: „Wheat”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Amon i in. (2007) · 2 DOI | 229 | — | 38 °C · mezofilowy | uprawa energetyczna w płodozmianie (cała roślina, różne terminy zbioru) (oryg.: „Wheat”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Amon i in. (2007) · 3 DOI | 243 | — | 38 °C · mezofilowy | uprawa energetyczna w płodozmianie (cała roślina, różne terminy zbioru) (oryg.: „Wheat”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Amon i in. (2007) · 4 DOI | 244 | — | 38 °C · mezofilowy | uprawa energetyczna w płodozmianie (cała roślina, różne terminy zbioru) (oryg.: „Wheat”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Amon i in. (2007) · 5 DOI | 245 | — | 38 °C · mezofilowy | uprawa energetyczna w płodozmianie (cała roślina, różne terminy zbioru) (oryg.: „Wheat”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Amon i in. (2007) · 6 DOI | 251 | — | 38 °C · mezofilowy | uprawa energetyczna w płodozmianie (cała roślina, różne terminy zbioru) (oryg.: „Wheat”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Amon i in. (2007) · 7 DOI | 254 | — | 38 °C · mezofilowy | uprawa energetyczna w płodozmianie (cała roślina, różne terminy zbioru) (oryg.: „Wheat”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Amon i in. (2007) · 8 DOI | 307 | — | 38 °C · mezofilowy | uprawa energetyczna w płodozmianie (cała roślina, różne terminy zbioru) (oryg.: „Wheat”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Amon i in. (2007) · 9 DOI | 342 | — | 38 °C · mezofilowy | uprawa energetyczna w płodozmianie (cała roślina, różne terminy zbioru) (oryg.: „Wheat”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Amon i in. (2007) · 10 DOI | 343 | — | 38 °C · mezofilowy | uprawa energetyczna w płodozmianie (cała roślina, różne terminy zbioru) (oryg.: „Wheat”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Pouech (b.r.) · 1 | 384 | 59,4 % | 40 °C · mezofilowy | (oryg.: „Wheat”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Pouech (b.r.) · 2 | 387 | 60,5 % | 40 °C · mezofilowy | (oryg.: „Wheat”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Pouech (b.r.) · 3 | 418 | 57,1 % | 40 °C · mezofilowy | (oryg.: „Wheat”) | punkt końcowy (krzywa modelowa) |
| Średnia ważona | 332 | 59,0 % | średnia arytmetyczna 298, SD 68 | ||
Typowy skład
- Sucha masa (s.m.)
- 37,7% (zakres 37,7–37,7)
- Sucha masa organiczna (s.m.o.)
- 97,9 % s.m. (zakres 97,9–97,9)
- Azot
- 2,4 % s.m.
Mediana i zakres oznaczeń podanych w publikacjach źródłowych rekordów BMP tego substratu (źródło odczytu: CROPGEN D4); sucha masa: 1 oznaczenie, sucha masa organiczna: 1 oznaczenie. S.m. z jednego oznaczenia – wartość orientacyjna.
Źródła: Pouech, P. Fruteau, H. Bewa, H.. Agricultural crops for….
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 332 m³ CH₄/t s.m.o. (mediana 254; zakres 228–418; 13 rekordów z 2 źródeł).
Wady i ryzyka
- Rozrzut wyników w bazie: odchylenie standardowe 68 przy średniej 298 m³ CH₄/t s.m.o. (13 rekordów z 2 źródeł).
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 źródłowych limitów dawki.
Wymagania praktyczne
- Zakiszanie umożliwia magazynowanie biomasy sezonowej; prawidłowo zakiszone rośliny (w badaniu kukurydza, sorgo, żyto pastewne, pszenżyto) można przechowywać do roku bez strat produkcji metanu (Herrmann i in. 2011).
Źródła danych procesowych
- Amon, T.; Amon, B.; Kryvoruchko, V.; Machmüller, A.; Hopfner-Sixt, K.; Bodiroza, V.; Hrbek, R.; Friedel, J.; Pötsch, E.; Wagentristl, H.; Schreiner, M.; Zollitsch, W. (2007) Methane production through anaerobic digestion of various energy crops grown in sustainable crop rotations. Bioresource Technology 98(17), 3204–3212
- Weiland, P. (2010) Biogas production: current state and perspectives. Applied Microbiology and Biotechnology
- Pouech, P. Fruteau, H. Bewa, H. (None) Agricultural crops for biogas production on anaerobic digestion plants. Biomass for energy and industry 163-165
- Hendriks, A.T.W.M.; Zeeman, G. (2009) Pretreatments to enhance the digestibility of lignocellulosic biomass. Bioresource Technology
- Herrmann, C. i in. (2011) Effects of ensiling, silage additives and storage period on methane formation of biogas crops. Bioresource Technology
Ocenę konkretnej mieszanki z tym substratem pokaże kalkulator kofermentacji.
Czym jest i skąd się bierze
Skrót GPS oznacza całą roślinę zbieraną na kiszonkę. Pszenica zbierana w ten sposób jest koszona i zakiszana, zamiast być omłócona na ziarno. Rozwiązanie jest rozważane jako uzupełnienie kukurydzy w płodozmianie, ponieważ zbiór następuje wcześniej i można wysiać poplon. W zestawieniu znajdują się rekordy z kilku prac, w tym z doświadczenia, w którym pszenicę uprawiano jako roślinę energetyczną w płodozmianie i zbierano w różnych terminach, w warunkach mezofilowych.
Właściwości istotne dla fermentacji
Skład zmienia się wraz z fazą rozwojową. We wczesnej fazie roślina ma więcej białka i łatwo dostępnych związków, w dojrzałości mlecznej i woskowej rośnie udział skrobi w ziarnie, a po jej przekroczeniu zwiększa się udział zdrewniałej słomy. Zbiór we właściwej fazie daje kompromis między plonem a strawnością. Zakiszanie zbóż jest zwykle łatwe, ale zbyt sucha masa utrudnia ubijanie. Niezmielone ziarno zmniejsza wykorzystanie skrobi, więc istotne jest rozdrobnienie. Pszenica ma niższe C/N niż słoma, dlatego łatwiej komponuje się z innymi substratami.
Jak czytać rozrzut wyników
Rozrzut wynika głównie z terminu zbioru, który wpływa na proporcję skrobi do włókna, oraz z odmiany, nawożenia i roku. Część rekordów pochodzi z jednej serii, więc nie są niezależne. W teście wpływ mają dodatkowo rozdrobnienie, inokulum, stosunek substratu do inokulum i długość inkubacji. Dane pozwalają ocenić przedział możliwych wartości, ale nie zastępują pomiaru dla własnej uprawy.
W praktyce biogazowni
GPS z pszenicy jest atrakcyjny tam, gdzie kukurydza jest ryzykowna lub gdzie chce się rozłożyć prace żniwne w czasie. Zbiera się go sieczkarnią, zakisza w silosie i podaje w miksie z innymi substratami. Ważne są szybkie ubicie i szczelne przykrycie, aby ograniczyć straty. Plon i opłacalność zależą od klasy gleby i warunków, więc przed planowaniem upraw warto je porównać z innymi roślinami. Test BMP z określeniem fazy zbioru pomaga dobrać dawkę. Dobrą praktyką jest zapisywanie terminu koszenia i stadium rozwojowego dla każdej partii, bo bez tej informacji nie da się sensownie porównać wyników produkcji biogazu z różnych lat. Pomaga też krótka analiza suchej masy kiszonki przy wyłożeniu z silosu.
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
- Amon, T.; Amon, B.; Kryvoruchko, V.; Machmüller, A.; Hopfner-Sixt, K.; Bodiroza, V.; Hrbek, R.; Friedel, J.; Pötsch, E.; Wagentristl, H.; Schreiner, M.; Zollitsch, W. (2007). Methane production through anaerobic digestion of various energy crops grown in sustainable crop rotations. Bioresource Technology 98(17), 3204–3212. DOI: 10.1016/j.biortech.2006.07.007 DOI
- Pouech, P. Fruteau, H. Bewa, H.. Agricultural crops for biogas production on anaerobic digestion plants. Biomass for energy and industry 163-165.
Wszystkie źródła serwisu: bibliografia.
Inne substraty z grupy „Uprawy energetyczne i całe rośliny (GPS)”
Proso rózgowate (switchgrass) — BMP: 3 badania, średnia ważona 180 m³ CH₄/t s.m.o.
180 m³ CH₄/t s.m.o. średnia ważona z 3 badań
≈52 %
Miskant (trawa chińska) — BMP: 8 badań, średnia ważona 229 m³ CH₄/t s.m.o.
229 m³ CH₄/t s.m.o. średnia ważona z 8 badań
dobry — ocena redakcji dla biogazowni≈52 %
Topinambur (słonecznik bulwiasty) – biomasa — BMP: 11 badań, średnia ważona 384 m³ CH₄/t s.m.o.
384 m³ CH₄/t s.m.o. średnia ważona z 11 badań
dobry — ocena redakcji dla biogazowni65 %
Rdestowiec sachaliński (m.in. odm. Igniscum) — BMP: 10 badań, średnia ważona 192 m³ CH₄/t s.m.o.
192 m³ CH₄/t s.m.o. średnia ważona z 10 badań
neutralny — ocena redakcji dla biogazowni≈53 %