Badania BMPUprawy energetyczne i całe rośliny (GPS)

Słonecznik – cała roślina — BMP: 15 badań, średnia ważona 287 m³ CH₄/t s.m.o.

Słonecznik jako cała roślina to wysoka uprawa energetyczna zbierana na kiszonkę, o dużym plonie, lecz zmiennym składzie. Zestawienie obejmuje wiele terminów zbioru i odmian.

ocena: bardzo dobry CH₄ ≈ 52 % (szacunek)

Opublikowano 17 stycznia 2024Zaktualizowano 29 października 20263 min czytaniaRedakcja Substraty.pl

Fot. Björn S. / Wikimedia Commons, licencja CC BY-SA 3.0, plik źródłowy; zmiany: kadrowanie

Średnia ważona: 287m³ CH₄/t s.m.o.
Zakres: 154–454m³ CH₄/t s.m.o.
Rekordy: 15badań
Publikacje: 3źródła
Temperatury: 36 °C, 38 °Ctestu

Metan w biogazie

≈51–53% CH₄

Średnia zawartość metanu · ≈ 5,2 kWh/m³ biogazu

szacunek z typu substratu W zebranych badaniach brak pomiaru. Przedział wynika z przybliżonego składu (białko z azotu ogólnego (N 0,9 % s.m. × 6,25)) i wydajności grup związków wg FNR.

Jak liczymy i co oznaczają strefy

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 (136 m³ CH₄/t); bez szczególnych zagrożeń dla stabilności. Koszty obsługi: włókna, kożuch.

Dlaczego? Czynniki oceny

Potencjał na tonę +3

+3potencjał 136 m³ CH₄/t masy świeżej (BMP 287 × s.m. 53,3 % × s.m.o. 89,2 %)

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.

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

Dodaj do kalkulatora kofermentacji Dane CSV

Krzywe BMP z 15 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 (287); 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 (3)

Rekordy i źródła

Pobierz CSV

Źródło	BMP m³ CH₄/t s.m.o.	Temperatura	Próbka	Krzywa
Amon i in. (2007) · 1 DOI	154	38 °C · mezofilowy	cała roślina (oryg.: „Sunflower”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Amon i in. (2007) · 2 DOI	190	38 °C · mezofilowy	cała roślina (oryg.: „Sunflower”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Amon i in. (2007) · 3 DOI	194	38 °C · mezofilowy	cała roślina (oryg.: „Sunflower”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Amon i in. (2007) · 4 DOI	206	38 °C · mezofilowy	cała roślina (oryg.: „Sunflower”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Amon i in. (2007) · 5 DOI	220	38 °C · mezofilowy	cała roślina (oryg.: „Sunflower”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Amon i in. (2007) · 6 DOI	252	38 °C · mezofilowy	cała roślina (oryg.: „Sunflower”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Amon i in. (2007) · 7 DOI	271	38 °C · mezofilowy	cała roślina (oryg.: „Sunflower”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Amon i in. (2007) · 8 DOI	272	38 °C · mezofilowy	cała roślina (oryg.: „Sunflower”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Amon i in. (2007) · 9 DOI	291	38 °C · mezofilowy	cała roślina (oryg.: „Sunflower”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Amon i in. (2007) · 10 DOI	300	38 °C · mezofilowy	kiszonka z całych roślin (oryg.: „Sunflower whole crop Silage”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Amon i in. (2007) · 11 DOI	335	38 °C · mezofilowy	cała roślina (oryg.: „Sunflower”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Amon i in. (2007) · 12 DOI	428	38 °C · mezofilowy	cała roślina (oryg.: „Sunflower”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Amon i in. (2007) · 13 DOI	454	38 °C · mezofilowy	cała roślina (oryg.: „Sunflower”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Lallement i in. (2023) DOI	291	38 °C · mezofilowy	cała roślina (oryg.: „Sunflower”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Luna-delRisco i in. (2011)	296	36 °C · mezofilowy	roślina wysuszona (s.m. 91%) (oryg.: „sunflower”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Średnia ważona	287	średnia arytmetyczna 277, SD 83

Typowy skład

Sucha masa (s.m.): 53,3% (zakres 15,6–91)
Sucha masa organiczna (s.m.o.): 89,2 % s.m. (zakres 88,5–90)
Azot: 0,9 % s.m.
Stosunek C/N: 46,3

Mediana i zakres oznaczeń podanych w publikacjach źródłowych rekordów BMP tego substratu (źródło odczytu: MY-D); sucha masa: 2 oznaczenia, sucha masa organiczna: 2 oznaczenia. Zakres s.m. obejmuje próbki świeże oraz podsuszone/suszone przed testem – dla materiału świeżego właściwa jest dolna część zakresu, najlepiej pomiar własny. C/N obliczono jako iloraz zawartości C i N (% s.m.) z tego samego źródła.

Źródła: Lallement i in. (2023); 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

sezonowy
włóknisty
klasyfikacja redakcji

Zalety

Potencjał metanowy w bazie: średnia ważona 287 m³ CH₄/t s.m.o. (mediana 272; zakres 154–454; 15 rekordów z 3 źródeł).
Całe rośliny słonecznika opisane w Amon 2007, Lunadelrisco 2011, Lallement 2023.

Wady i ryzyka

Rozrzut dużych wartości (15 rekordów).

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

Rozdrabniać: rozdrobnienie zwiększa powierzchnię dostępną dla rozkładu i przyspiesza go, ale niekoniecznie podnosi końcowy uzysk gazu (FNR 2010, rozdz. 3 „Triturado”).

Źródła danych procesowych

Ocenę konkretnej mieszanki z tym substratem pokaże kalkulator kofermentacji.

Czym jest i skąd się bierze

Słonecznik zwyczajny (Helianthus annuus) uprawia się głównie dla nasion oleistych, ale bada się go także jako roślinę energetyczną w postaci całej rośliny zbieranej przed dojrzałością nasion. Jest wysoki, ma silny system korzeniowy i dobrze znosi okresowe niedobory wody, co wyróżnia go na tle kukurydzy. Zestawienie obejmuje rekordy z kilku prac: kilkanaście wartości z doświadczenia, w którym słonecznik uprawiano w płodozmianie energetycznym i zbierano w różnych terminach, oraz pojedyncze wartości dla kiszonki i rośliny wysuszonej.

Właściwości istotne dla fermentacji

Skład zmienia się w trakcie sezonu. Młoda roślina jest wilgotna i stosunkowo dobrze strawna, a w miarę dojrzewania rośnie udział zdrewniałej łodygi oraz, od kwitnienia, oleistych nasion w koszyczkach, które wnoszą lipidy. Tłuszcze zwiększają potencjał energetyczny, ale w dużych ilościach mogą być uciążliwe dla procesu; w typowej kiszonce z całej rośliny ich udział jest umiarkowany. Zakiszanie słonecznika jest trudniejsze niż kukurydzy z powodu mniejszej zawartości cukrów i dużej pojemności buforowej, więc wymaga uwagi przy doborze fazy zbioru i suchej masy. Łodyga jest gruba i wymaga dokładnego rozdrobnienia.

Jak czytać rozrzut wyników

Najważniejszy czynnik to termin zbioru, a więc proporcja łodygi, liści i koszyczków z nasionami. Dalej wpływają odmiana (oleista, cukrowa), nawożenie, zagęszczenie, rok i forma materiału: świeży, kiszonka lub susz. Znaczna liczba rekordów pochodzi z jednej serii doświadczeń, więc nie są to niezależne obserwacje. Do tego dochodzą różnice w rozdrobnieniu, inokulum, stosunku substratu do inokulum i temperaturze testu (36 do 38 °C w poszczególnych pracach).

W praktyce biogazowni

Słonecznik jest uzupełnieniem kiszonki kukurydzy w rejonach suchszych i na słabszych glebach. Zbiór sieczkarnią w fazie początku kwitnienia lub wczesnego zawiązywania nasion daje najlepszy kompromis między plonem a jakością. Kiszonkę należy szczelnie przykryć i ubić, a w miksie traktować jak inne kiszonki roślinne, kontrolując lotne kwasy tłuszczowe. Opłacalność zależy od plonów w danym regionie. Przed wprowadzeniem do dawki warto wykonać test BMP, wiążąc go z fazą zbioru.

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.

Pełna metodyka i zasady korekt

Bibliografia

Wszystkie źródła serwisu: bibliografia.