Metodologia Kontakt
Szalka Petriego z pociętą, złocistą słomą owsianą i kilkoma pustymi plewami owsa na jasnym blacie laboratorium.

Badania BMPSłomy i resztki pożniwne

Słoma owsiana — BMP: 2 badania, średnia ważona 275 m³ CH₄/t s.m.o.

Słoma owsiana to lignocelulozowy odpad pożniwny o wysokim C/N, dostępny w niewielkich ilościach. Zestawienie opiera się na niewielkiej liczbie rekordów, więc wynik jest orientacyjny.

CH₄ ≈ 52 % (szacunek)

Opublikowano Zaktualizowano 3 min czytaniaRedakcja Substraty.pl

Ilustracja: Substraty.pl (AI, Google Gemini)

Średnia ważona
275m³ CH₄/t s.m.o.
Zakres
230–320m³ CH₄/t s.m.o.
Rekordy
2badania
Publikacje
2źródła
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 (przewaga węglowodanów (brak cech białka i tłuszczu)) i wydajności grup związków wg FNR.

Jak liczymy i co oznaczają strefy

Ocena dla biogazowni

brak oceny — ocena redakcji dla biogazowni

Brak oceny: brak suchej masy lub suchej masy organicznej w danych. Ocenę liczymy, gdy znamy suchą masę i suchą masę organiczną materiału.

Ocena redakcji wg metodyki

Dodaj do kalkulatora kofermentacji Dane CSV

Krzywe BMP z 2 badań

Średnia ważona Pojedyncze rekordy

Krzywe BMP: Słoma owsianaSkumulowana produkcja metanu w czasie dla 2 rekordów oraz średnia ważona 275 m³ CH₄/t s.m.o.. 2 krzywych to przebiegi modelowe (kinetyka I rzędu).0100200300400051015202530czas [d]m³ CH₄/t s.m.o.Lehtomaki (2006): 320 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Lehtomaki (2004): 230 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)średnia275

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 (275); 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
ŹródłoBMP
m³ CH₄/t s.m.o.		TemperaturaPróbkaKrzywa
Lehtomaki (2006)32035 °C · mezofilowy(oryg.: „Straw of oats”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Lehtomaki (2004)23035 °C · mezofilowy(oryg.: „Straw of Oats”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Średnia ważona275średnia arytmetyczna 275, SD 64

Typowy skład

Sucha masa (s.m.)
76,5% (zakres 63,4–89,6)
Azot
0,7 % s.m.
Stosunek C/N
95

Mediana i zakres oznaczeń podanych w publikacjach źródłowych rekordów BMP tego substratu (źródło odczytu: CROPGEN D4); sucha masa: 2 oznaczenia, sucha masa organiczna: 0 oznaczeń.

Źródła: Lehtomaki (2006); Lehtomaki (2004).

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

Właściwości procesowe

  • włóknisty
  • wolny rozkład
  • bogaty w węgiel
  • ubogi w azot
  • sezonowy
  • tworzy kożuch
  • klasyfikacja redakcji

Zalety

  • Potencjał metanowy w bazie: średnia ważona 275 m³ CH₄/t s.m.o. (mediana 275; zakres 230–320; 2 rekordów z 2 źródeł).

Wady i ryzyka

  • Lignina ogranicza rozkład; kożuch (przegląd Hendriks 2009).

Dawkowanie

Brak źródłowych limitów dawki; jak inne słomy zbożowe.

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

  1. Lehtomaki, A. Viinikainen, T.A. Rintala, J.A (2006) Screening boreal energy crops and crop residues for methane biofuel production. Submitted to Biomass and Bioenergy
  2. Lehtomaki, A. Viinikainen, T.A. Ronkainen, O.M. Alen, R. Rintala, J.A. (2004) Effect of pretreatments on methane production potential of energy crops and crop residues. Proceedings Anaerobic Digestion Conference 1016-1021
  3. Dahunsi, S. (2019) Mechanical pretreatment of lignocelluloses for enhanced biogas production: Methane yield prediction from biomass structural components. Bioresource Technology 280, 18–26
  4. Hendriks, A.T.W.M.; Zeeman, G. (2009) Pretreatments to enhance the digestibility of lignocellulosic biomass. Bioresource Technology
  5. Weiland, P. (2010) Biogas production: current state and perspectives. Applied Microbiology and Biotechnology
  6. FNR (2010). Guía sobre el Biogás – Desde la producción hasta el uso (hiszp. wydanie „Leitfaden Biogas”, GIZ 2013)

Ocenę konkretnej mieszanki z tym substratem pokaże kalkulator kofermentacji.

Czym jest i skąd się bierze

Słoma owsiana jest pozostałością po omłocie owsa zwyczajnego (Avena sativa). Owies uprawia się w Polsce na mniejszą skalę niż pszenicę czy żyto, dlatego i słomy jest mniej. Jest ceniona jako ściółka i pasza objętościowa, co ogranicza jej dostępność dla biogazowni. Zestawienie opiera się na niewielkiej liczbie rekordów z kilku publikacji, wykonanych w warunkach mezofilowych.

Właściwości istotne dla fermentacji

Podobnie jak inne słomy, słoma owsiana składa się głównie z celulozy, hemiceluloz i ligniny, z niską zawartością białka i wysokim stosunkiem C do N. Rozkład biologiczny jest powolny, szczególnie w początkowej fazie hydrolizy. Materiał jest łatwy do przechowywania na sucho, ale podatny na zawilgocenie i pleśnie. W fermentorze skłonny jest do tworzenia kożucha, więc wymaga rozdrobnienia i skutecznego mieszania. Wpływ odmiany i warunków uprawy na strawność jest istotny, ale nie da się go ocenić na podstawie tak małej liczby rekordów.

Jak czytać rozrzut wyników

Zestawienie zawiera niewiele rekordów, zatem rozrzut nie oddaje pełnej zmienności materiału. Na wynik wpływają odmiana owsa, rok i warunki wegetacji, termin zbioru i wilgotność słomy, sposób przygotowania próbki (cięcie, mielenie, suszenie) oraz parametry testu: inokulum, stosunek substratu do inokulum i czas inkubacji. Przy wolno rozkładalnych słomach długość testu bywa kluczowa, a rezultaty z różnych badań nie zawsze są porównywalne.

W praktyce biogazowni

W instalacjach rolniczych słoma owsiana może być okazjonalnym składnikiem miksu, gdy gospodarstwo ma jej nadwyżkę. Jej udział w dawce powinien być umiarkowany z powodu kożucha i zapotrzebowania na mieszanie. Przed użyciem należy ją rozdrobnić, a składowanie zapewnić w suchych warunkach. Z uwagi na konkurencyjne zastosowania, takie jak ściółka, bilans ekonomiczny często wypada na korzyść innych kierunków. Dane o wydajności należy uzupełnić testem własnej partii. W razie wątpliwości co do jakości partii, na przykład zawilgocenia lub pleśni, lepiej jej nie używać, bo materiał zepsuty biologicznie obniża stabilność procesu i bywa źródłem problemów ze spienianiem. Pomaga prosty przegląd wzrokowy i pomiar wilgotności przy każdej dostawie.

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 = 0,136 d−1 (mediana z: dopasowanie B(t)=B0(1−e^(−kt)) do średnich krzywych mierzonych: Słoma pszenna k=0.079 d⁻¹ (R²=0.998, 67 krzywych) | stałe k podane w źródłach: Tong i in. (1990): 3× (mediana 0.088 d⁻¹); Li i in. (2018): 5× (mediana 0.157 d⁻¹)).

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

Pełna metodyka i zasady korekt

Wyniki po obróbce wstępnej (24) — poza średnią
ŹródłoBMP
m³ CH₄/t s.m.o.		ObróbkaPróbka
Lehtomaki (2004)150obróbka/dodatek: Active enzyme 24h(oryg.: „Straw of Oats”)
Lehtomaki (2004)190obróbka/dodatek: Inactive enzyme 24h(oryg.: „Straw of Oats”)
Lehtomaki (2004)150obróbka/dodatek: Incubation at 35oC 24h(oryg.: „Straw of Oats”)
Lehtomaki (2004)70obróbka/dodatek: Composting 7d(oryg.: „Straw of Oats”)
Lehtomaki (2004)200obróbka/dodatek: Composting 14d(oryg.: „Straw of Oats”)
Lehtomaki (2004)200obróbka/dodatek: Active fungi on sterilised substrate 21d(oryg.: „Straw of Oats”)
Lehtomaki (2004)210obróbka/dodatek: Inactive fungi on sterilised substrate 21 d.(oryg.: „Straw of Oats”)
Lehtomaki (2004)140obróbka/dodatek: Active fungi on unsterilised substrate 21 d.(oryg.: „Straw of Oats”)
Lehtomaki (2004)90obróbka/dodatek: Inactive fungi on unsterilised substrate 21 d.(oryg.: „Straw of Oats”)
Lehtomaki (2004)140obróbka/dodatek: Autoclaving 30 min(oryg.: „Straw of Oats”)
Lehtomaki (2004)190obróbka/dodatek: NaOH 2% w/w 24h(oryg.: „Straw of Oats”)
Lehtomaki (2004)110obróbka/dodatek: NaOH 2% 72h(oryg.: „Straw of Oats”)
Lehtomaki (2004)220obróbka/dodatek: NaOH 4% 24h(oryg.: „Straw of Oats”)
Lehtomaki (2004)170obróbka/dodatek: NaOH 4% 72h(oryg.: „Straw of Oats”)
Lehtomaki (2004)160obróbka/dodatek: 1,5% Ca(OH)2 + 2%Na2CO3 24 h.(oryg.: „Straw of Oats”)
Lehtomaki (2004)160obróbka/dodatek: 1,5% Ca(OH)2 + 2%Na2CO3 72 h.(oryg.: „Straw of Oats”)
Lehtomaki (2004)120obróbka/dodatek: 3% Ca(OH)2 + 4%Na2CO3 24 h.(oryg.: „Straw of Oats”)
Lehtomaki (2004)180obróbka/dodatek: 3% Ca(OH)2 + 4%Na2CO3 72 h.(oryg.: „Straw of Oats”)
Lehtomaki (2004)160obróbka/dodatek: 10% PAA 24h(oryg.: „Straw of Oats”)
Lehtomaki (2004)160obróbka/dodatek: 10% PAA 72h(oryg.: „Straw of Oats”)
Lehtomaki (2004)200obróbka/dodatek: 20% PAA 24h(oryg.: „Straw of Oats”)
Lehtomaki (2004)240obróbka/dodatek: 20% PAA 72h(oryg.: „Straw of Oats”)
Lehtomaki (2004)210obróbka/dodatek: incubation in water(oryg.: „Straw of Oats”)
Lehtomaki (2004)210obróbka/dodatek: urea addition(oryg.: „Straw of Oats”)

Bibliografia

  1. Lehtomaki, A. Viinikainen, T.A. Rintala, J.A (2006). Screening boreal energy crops and crop residues for methane biofuel production. Submitted to Biomass and Bioenergy.
  2. Lehtomaki, A. Viinikainen, T.A. Ronkainen, O.M. Alen, R. Rintala, J.A. (2004). Effect of pretreatments on methane production potential of energy crops and crop residues. Proceedings Anaerobic Digestion Conference 1016-1021.

Wszystkie źródła serwisu: bibliografia.

Inne substraty z grupy „Słomy i resztki pożniwne”