Badania BMPOwoce, warzywa i ich odpady

Rzepa (bulwy, rzepa ścierniskowa) — BMP: 2 badania, średnia ważona 304 m³ CH₄/t s.m.o.

Rzepa (bulwy i rzepa pastewna) to wodnisty korzeń kapustnych, łatwo fermentujący i bogaty w cukry, z typowym dla Brassica ryzykiem podwyższonego H₂S.

ocena: neutralny CH₄ ≈ 53 % (szacunek)

Opublikowano 25 lipca 2022Zaktualizowano 29 października 20263 min czytaniaRedakcja Substraty.pl

Fot. thebittenword.com / Wikimedia Commons, licencja CC BY 2.0, plik źródłowy; zmiany: kadrowanie

Średnia ważona: 304m³ CH₄/t s.m.o.
Zakres: 237–372m³ CH₄/t s.m.o.
Rekordy: 2badania
Publikacje: 2źródła
Temperatury: 38 °Ctestu

Metan w biogazie

≈52–55% CH₄

Średnia zawartość metanu · ≈ 5,3 kWh/m³ biogazu

szacunek z typu substratu W zebranych badaniach brak pomiaru. Przedział wynika z przybliżonego składu (białko z azotu ogólnego (N 2 % 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 (29 m³ CH₄/t); ryzyko procesu: zakwaszenie. Koszty obsługi: włókna, kożuch.

Dlaczego? Czynniki oceny

Potencjał na tonę +1

+1potencjał 29 m³ CH₄/t masy świeżej (BMP 304 × s.m. 10,3 % × s.m.o. 92,1 %)

Stabilność procesu −0,5

−0,5zakwaszenie: szybki rozkład / kwaśny odczyn, ryzyko kumulacji LKT, wymaga buforu

Obsługa i koszty −0,5

−0,5włókna, kożuch — rozdrabnianie i intensywne mieszanie

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

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

Dodaj do kalkulatora kofermentacji Dane CSV

Krzywe BMP z 2 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 (304); 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
Yan i in. (2021) DOI	237	—	(oryg.: „Turnip (Brassica rapa) – Whole”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Kolbl i in. (2014) DOI	372	38 °C · mezofilowy	rzepa pastewna (oryg.: „Forage Turnips”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Średnia ważona	304	średnia arytmetyczna 304, SD 96

Typowy skład

Sucha masa (s.m.): 10,3% (zakres 10,3–10,3)
Sucha masa organiczna (s.m.o.): 92,1 % s.m. (zakres 91,6–92,7)
Azot: 2 % s.m.
Stosunek C/N: 20,4

Mediana i zakres oznaczeń podanych w publikacjach źródłowych rekordów BMP tego substratu (źródło odczytu: BCBPD, MY-D); sucha masa: 1 oznaczenie, sucha masa organiczna: 2 oznaczenia. S.m. z jednego oznaczenia – wartość orientacyjna. C/N obliczono jako iloraz zawartości C i N (% s.m.) z tego samego źródła.

Źródła: Yan i in. (2021); Kolbl i in. (2014).

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

Właściwości procesowe

Niska pewność: opis oparty na ogólnych cechach grupy substratów, a nie na badaniach tego materiału. Traktuj go jako wskazówkę do weryfikacji.

Brak opublikowanych badań procesowych

Literatura, z której korzystamy, nie opisuje zalet ani wad fermentacji tego substratu poza wynikami testów BMP. Poniżej cechy procesowe przypisane na podstawie rodzaju materiału — klasyfikacja redakcji, nie wynik badań.

łatwo rozkładalny: cukry, skrobia, glicerol → szybka hydroliza i zakwaszenie (LKT), wymaga buforu
bogaty w węgiel: wysoki C/N → niedobór azotu; dobrze łączyć z substratami bogatymi w azot
ubogi w azot: wysoki C/N → niedobór azotu; dobrze łączyć z substratami bogatymi w azot
ubogi w mikroelementy: ubogi w mikroelementy — monofermentacja wymaga suplementacji
sezonowy: dostępność sezonowa — wymaga magazynowania
włóknisty: lignoceluloza, długie włókna → kożuch, trudniejsze mieszanie, wolny rozkład

Kofermentacja — z czym łączyć, na co uważać

dobrze łączyć
substraty: bogaty w azot — np. Gnojowica świńska, Pomiot drobiowy (kurzy, indyczy), Osad nadmierny (wtórny, czynny), Glon Chlorella vulgaris, Glon Nannochloropsis salina
Kosubstrat bogaty w azot wyrównuje niskie C/N odpadów owocowo-warzywnych (Bouallagui i in. 2009).^[1]
dobrze łączyć
substraty: wysoka zasadowość (bufor) — np. Obornik i odchody bydlęce, Gnojowica świńska, Gnojowica bydlęca, Gnojowica kacza, Treść przewodu pokarmowego (żwacza, jelit)
Kofermentacja łatwo rozkładalnych substratów z gnojowicą mleczną zwiększała wydajność metanu względem samej gnojowicy.^[2]

Dawkowanie

Brak źródłowych limitów dawki dla tego substratu.

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

Źródła danych procesowych

Ocenę konkretnej mieszanki z tym substratem pokaże kalkulator kofermentacji.

Czym jest i skąd się bierze

Rzepa (Brassica rapa subsp. rapa) to roślina korzeniowa z rodziny kapustowatych, uprawiana dawniej szeroko jako warzywo i roślina pastewna. Rzepa pastewna i rzepa ścierniskowa bywają siane jako poplon, czyli roślina uprawiana po zbiorze zbóż, służąca do pozyskania zielonki i korzeni. W Polsce jest to uprawa o małym znaczeniu produkcyjnym, więc jako substrat biogazowy występuje głównie w gospodarstwach, które same ją uprawiają, lub jako nadwyżka warzywna.

Właściwości istotne dla fermentacji

Bulwy rzepy zawierają bardzo dużo wody, a w suchej masie przeważają cukry rozpuszczalne, pektyny i hemiceluloza, przy niskiej zawartości ligniny i tłuszczu. Dzięki temu materiał szybko ulega hydrolizie, co przy wysokiej dawce może zakwasić fermentor. Podobnie jak inne kapustowate, rzepa zawiera glukozynolany i związki siarki, które przechodzą w siarkowodór, więc instalacje bez sprawnego odsiarczania powinny kontrolować jego stężenie w biogazie. Korzenie wyrwane z ziemi niosą też piasek, który odkłada się w fermentorze. Zielona nać ma inny skład niż korzeń: więcej włókna i białka.

Jak czytać rozrzut wyników

W zbiorze jest kilka rekordów z kilku źródeł, w tym rekordy bez podanej temperatury testu oraz mezofilowe (m.in. z rzepy pastewnej). Różnice wynikają z odmiany, terminu zbioru i wielkości korzeni, a także z tego, czy próbka obejmowała nać. Rozdrobnienie i sposób przygotowania próbki (świeża, mrożona, suszona), inokulum oraz stosunek substratu do inokulum dopełniają obraz. Przy tak niewielkiej liczbie danych rozrzut jest informacją o ostrożności, a nie o precyzji szacunku.

W praktyce biogazowni

Rzepę stosuje się jako sezonowe uzupełnienie wsadu, po umyciu i rozdrobnieniu korzeni, aby ograniczyć piasek i uniknąć zapychania pomp. Najlepiej łączyć ją z gnojowicą lub kiszonką kukurydzy, które zapewniają bufor i strukturę. Dawkowanie powinno być równomierne, a stężenie siarkowodoru kontrolowane. Przechowywanie w pryzmach jest możliwe przez ograniczony czas, ale zgniłe korzenie wydzielają uciążliwe zapachy. Jeżeli rzepa pochodzi z własnych upraw, jest traktowana jak produkt rolny; odpady z przetwórstwa i handlu podlegają przepisom o odpadach.

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 = 0,245 d⁻¹ (mediana z: stałe k podane w źródłach: Chynoweth i in. (1993): 4× (mediana 0.231 d⁻¹); Nogueira i in. (2026): 1× (mediana 0.445 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.