Metodologia Kontakt
Ściernisko po zbiorze rzepaku z wysokimi, jasnymi resztkami łodyg sterczącymi z ziemi pod pochmurnym niebem.

Badania BMPSłomy i resztki pożniwne

Słoma rzepakowa — BMP: 2 badania, średnia ważona 241 m³ CH₄/t s.m.o.

Słoma rzepakowa to zdrewniała, ciężko rozkładalna pozostałość po omłocie rzepaku. W zestawieniu opiera się na niewielkiej liczbie rekordów, dlatego jej opis należy traktować orientacyjnie.

ocena: dobryCH₄ ≈ 53 % (szacunek)

Opublikowano Zaktualizowano 3 min czytaniaRedakcja Substraty.pl

Fot. Richard Humphrey / Wikimedia Commons, licencja CC BY-SA 2.0, plik źródłowy; zmiany: kadrowanie

Średnia ważona
241m³ CH₄/t s.m.o.
Zakres
240–241m³ CH₄/t s.m.o.
Rekordy
2badania
Publikacje
2źródła
Temperatury
35 °C, 38 °Ctestu

Metan w biogazie

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 1,5 % s.m. × 6,25)) i wydajności grup związków wg FNR.

Jak liczymy i co oznaczają strefy

Ocena dla biogazowni

dobry — ocena redakcji dla biogazowniStabilny, zwykle przyjmowany bez opłat

Potencjał na tonę masy świeżej bardzo wysoki (170 m³ CH₄/t); bez szczególnych zagrożeń dla stabilności. Koszty obsługi: włókna, kożuch, powolny rozkład.

Dlaczego? Czynniki oceny

Potencjał na tonę +3

  • +3potencjał 170 m³ CH₄/t masy świeżej (BMP 241 × s.m. 81 % × s.m.o. 87 %)

Stabilność procesu 0

  • 0brak czynników

Obsługa i koszty −1

  • −0,5włókna, kożuch — rozdrabnianie i intensywne mieszanie
  • −0,5powolny rozkład — długi czas retencji

Suma punktów: 2 · 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 2 badań

Średnia ważona Pojedyncze rekordy

Krzywe BMP: Słoma rzepakowaSkumulowana produkcja metanu w czasie dla 2 rekordów oraz średnia ważona 241 m³ CH₄/t s.m.o.. 2 krzywych to przebiegi modelowe (kinetyka I rzędu).0100200300051015202530czas [d]m³ CH₄/t s.m.o.Lehtomaki (2006): 240 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Lallement i in. (2023): 241 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)średnia241

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 (241); 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)24035 °C · mezofilowy(oryg.: „Straw of rapeseeds”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Lallement i in. (2023) DOI24138 °C · mezofilowyodpady słomy rzepakowej (oryg.: „straw rapeseed waste”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Średnia ważona241średnia arytmetyczna 241, SD 1

Typowy skład

Sucha masa (s.m.)
81% (zakres 71,9–90)
Sucha masa organiczna (s.m.o.)
87 % s.m. (zakres 87–87)
Azot
1,5 % s.m.
Stosunek C/N
29,4

Mediana i zakres oznaczeń podanych w publikacjach źródłowych rekordów BMP tego substratu (źródło odczytu: CROPGEN D4, MY-D); sucha masa: 2 oznaczenia, sucha masa organiczna: 1 oznaczenie. C/N obliczono jako iloraz zawartości C i N (% s.m.) z tego samego źródła.

Źródła: Lehtomaki (2006); Lallement i in. (2023).

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
  • sezonowy
  • tworzy kożuch
  • klasyfikacja redakcji

Zalety

  • Potencjał metanowy w bazie: średnia ważona 241 m³ CH₄/t s.m.o. (mediana 241; zakres 240–241; 2 rekordów z 2 źródeł).

Wady i ryzyka

  • Lignina; długi HRT; kożuch (przegląd Hendriks 2009).

Kofermentacja — z czym łączyć, na co uważać

Dawkowanie

Brak źródłowych limitów dawki; jak inne słomy.

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. Weiland, P. (2010) Biogas production: current state and perspectives. Applied Microbiology and Biotechnology
  2. 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
  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. Lallement, A.; Peyrelasse, C.; Lagnet, C.; Barakat, A.; Schraauwers, B.; Maunas, S.; Monlau, F. (2023) A Detailed Database of the Chemical Properties and Methane Potential of Biomasses Covering a Large Range of Common Agricultural Biogas Plant Feedstocks. Waste 1(1), 195–227
  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 rzepakowa to pozostałość po omłocie rzepaku, jednej z najważniejszych roślin oleistych w Polsce. Składa się z grubych, zdrewniałych łodyg, resztek łuszczyn i drobnych elementów rozgałęzień. W gospodarstwach jest zwykle rozdrabniana i przyorywana, ponieważ jest sztywna i mało przydatna jako ściółka lub pasza. Zestawienie opiera się na niewielkiej liczbie rekordów z kilku publikacji, wykonanych w warunkach mezofilowych.

Właściwości istotne dla fermentacji

Słoma rzepakowa jest typowym materiałem lignocelulozowym: ma dużo ligniny i celulozy, mało białka i bardzo wysoki stosunek C do N. Łodygi są twarde i sztywne, więc bez dokładnego rozdrobnienia słabo się zwilżają i tworzą w fermentorze luźną strukturę podatną na pływanie. Rozkład biologiczny jest powolny, a zawartość suchej masy wysoka. W porównaniu z biomasą zieloną, taką jak trawy czy kiszonki, słoma wnosi niewiele łatwo dostępnych związków, a jej główną rolą w mieszance może być wnoszenie struktury i suchej masy. Z racji składu wymaga uzupełnienia azotu, na przykład z gnojowicy.

Jak czytać rozrzut wyników

Przy niewielkiej liczbie rekordów nie da się mówić o pełnym obrazie zmienności. Rzeczywiste różnice między partiami wynikają z odmiany rzepaku (ozimy, jary), terminu i techniki zbioru, wilgotności oraz udziału łuszczyn, które są łatwiej strawne niż łodygi. Duże znaczenie ma rozdrobnienie próbki: drobno zmielona słoma zachowuje się w teście inaczej niż cięta na kilkucentymetrowe fragmenty. Dochodzą parametry testu: inokulum, stosunek substratu do inokulum, czas inkubacji i temperatura. Rekordy w tym zestawieniu dotyczą materiału bez obróbki wstępnej.

W praktyce biogazowni

Słoma rzepakowa nie jest typowym substratem biogazowni rolniczych. Gdy się ją rozważa, konieczne jest dokładne rozdrobnienie i dawka ograniczona do niewielkiego udziału, aby nie pogarszać mieszania i nie tworzyć kożucha. Ponieważ po przyoraniu słoma uzupełnia glebę w materię organiczną, jej zebranie ma koszt agronomiczny, który trzeba zestawić z zyskiem energetycznym. Przechowywanie powinno odbywać się w suchych warunkach. Przed zakontraktowaniem partii warto wykonać test BMP, ponieważ dane z literatury opisują tylko ułamek możliwych materiałów i warunków.

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

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. Lallement, A.; Peyrelasse, C.; Lagnet, C.; Barakat, A.; Schraauwers, B.; Maunas, S.; Monlau, F. (2023). A Detailed Database of the Chemical Properties and Methane Potential of Biomasses Covering a Large Range of Common Agricultural Biogas Plant Feedstocks. Waste 1(1), 195–227. DOI: 10.3390/waste1010014 DOI

Wszystkie źródła serwisu: bibliografia.

Inne substraty z grupy „Słomy i resztki pożniwne”