Metodologia Kontakt
Mikroskopowe zdjęcie spiralnie skręconych nici sinicy z rodzaju Arthrospira, z której pozyskuje się spirulinę.

Badania BMPGlony i rośliny wodne

Spirulina (Arthrospira platensis, A. maxima) — BMP: 3 badania, średnia ważona 257 m³ CH₄/t s.m.o.

Spirulina (Arthrospira) to sinica o bardzo wysokiej zawartości białka; fermentacja samej biomasy grozi amoniakiem, więc lepiej łączyć ją z substratami węglowymi.

CH₄ ≈ 58 % (szacunek)

Opublikowano Zaktualizowano 3 min czytaniaRedakcja Substraty.pl

Fot. David Bird / Wikimedia Commons, licencja CC0 1.0, plik źródłowy; zmiany: kadrowanie

Średnia ważona
257m³ CH₄/t s.m.o.
Zakres
190–293m³ CH₄/t s.m.o.
Rekordy
3badania
Publikacje
3źródła
Temperatury
35 °C, 38 °Ctestu

Metan w biogazie

Średnia zawartość metanu · ≈ 5,8 kWh/m³ biogazu

szacunek z typu substratu W zebranych badaniach brak pomiaru. Przedział wynika z przybliżonego składu (bogaty w białko (klasyfikacja procesowa)) 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 3 badań

Średnia ważona Pojedyncze rekordy

Krzywe BMP: Spirulina (Arthrospira platensis, A. maxima)Skumulowana produkcja metanu w czasie dla 3 rekordów oraz średnia ważona 257 m³ CH₄/t s.m.o.. 3 krzywych to przebiegi modelowe (kinetyka I rzędu).01002003004000510152025303540czas [d]m³ CH₄/t s.m.o.Jankowska i in. (2017): 190 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Mussgnug i in. (2010): 293 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Chegukrishnamurthi i in. (2025): 288 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)średnia257

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 (257); 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
Jankowska i in. (2017) DOI19035 °C · mezofilowyArthrospira (Spirulina) maxima (oryg.: „Spirulina maxima”) — wartość przytoczona w przeglądzie literaturypunkt końcowy (krzywa modelowa)
Mussgnug i in. (2010) DOI29338 °C · mezofilowyArthrospira platensis (oryg.: „Arthrospira platensis”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Chegukrishnamurthi i in. (2025) DOI288—biomasa w stanie dostarczonym (oryg.: „As received Spirulina biomass (experimental Gmax)”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Średnia ważona257średnia arytmetyczna 257, SD 58

Właściwości procesowe

  • bogaty w białko
  • bogaty w azot
  • rozcieńcza wsad (mała s.m.)
  • zmienny skład
  • klasyfikacja redakcji

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

Zalety

  • Wydajność metanowa w kompendium: mediana 288 (zakres 190–293) m³ CH₄/t s.m.o., 3 rekordów z 3 prac (ważona średnia 257).

Wady i ryzyka

  • Wysoka zawartość białka w komórkach powoduje uwalnianie amoniaku, który może być toksyczny dla procesu (Sialve i in. (2009); Rajagopal i in. (2013))

Kofermentacja — z czym łączyć, na co uważać

Dawkowanie

Brak źródłowych limitów dawki dla tego substratu.

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

Wymagania praktyczne

  • Nie suszyć biomasy przed podaniem — suszenie obniżało produkcję biogazu do ok. 80% (Mussgnug i in. (2010))
  • Kontrolować amoniak (wysokie białko) i, dla gatunków morskich, sód (Sialve i in. (2009))

Źródła danych procesowych

  1. Anaerobic co-digestion of algal sludge and waste paper to produce methane
  2. Anaerobic digestion of microalgae as a necessary step to make microalgal biodiesel sustainable
  3. A critical review on inhibition of anaerobic digestion process by excess ammonia
  4. Biogas from microalgae: Review on microalgae's cultivation, harvesting and pretreatment for anaerobic digestion
  5. Microalgae as substrates for fermentative biogas production in a combined biorefinery concept
  6. Hydrodynamic cavitation mediated Spirulina valorisation with insights into phycocyanin extraction and biogas production

Ocenę konkretnej mieszanki z tym substratem pokaże kalkulator kofermentacji.

Czym jest i skąd się bierze

Spirulina to potoczna nazwa sinic z rodzaju Arthrospira, głównie Arthrospira platensis i A. maxima. Uprawia się je w stawach i fotobioreaktorach na całym świecie jako żywność, suplement diety, pasza i źródło barwnika fikocyjaniny. Wbrew nazwie nie jest to glon w ścisłym sensie, tylko cyjanobakteria. W zbiorze połączono oba gatunki, a jeden z rekordów dotyczy biomasy w stanie dostarczonym. Jako odpad lub produkt uboczny pojawia się przy niedoborach jakościowych partii lub po ekstrakcji barwników.

Właściwości istotne dla fermentacji

Biomasa spiruliny zawiera zwykle ponad połowę suchej masy w postaci białka, a także lipidy i węglowodany. Ściana komórkowa jest cienka, zbudowana z mureiny, bez celulozy, dlatego komórki są dobrze dostępne dla enzymów i rozkładają się szybciej niż u wielu zielenic. Wysoka zawartość białka daje niskie C/N, a uwalniany amoniak może hamować archeony metanogenne, szczególnie przy wysokim obciążeniu lub w fermentacji termofilowej. Biomasa jest również bogata w siarkę z aminokwasów, co sprzyja siarkowodorowi. Zasolenie pożywki jest umiarkowane, ale może się kumulować.

Jak czytać rozrzut wyników

Rekordy pochodzą z różnych prac i dotyczą różnych form: A. maxima (wartość z przeglądu), A. platensis i biomasy w stanie dostarczonym. Różnice wynikają ze składu biomasy (białko, lipidy, węglowodany), który zależy od warunków uprawy i suszenia, oraz ze sposobu przygotowania próbki. Wpływ mają także stosunek substratu do inokulum, adaptacja inokulum do amoniaku, temperatura i czas testu. Przy niewielkiej liczbie rekordów nie da się określić zakresu typowego dla całego gatunku.

W praktyce biogazowni

Spirulina nie jest substratem komercyjnych biogazowni. Jeśli odpady pojawiają się w zakładach jej produkcji, najlepiej fermentować je z materiałami o wysokim C/N (słomą, odpadami bogatymi w węglowodany), z umiarkowanym obciążeniem i kontrolą stężenia azotu amonowego. Warto monitorować siarkowodór w biogazie. Status prawny zależy od pochodzenia odpadu i zezwoleń instalacji; biomasa sinic bez składników pochodzenia zwierzęcego nie podlega przepisom o ubocznych produktach zwierzęcych.

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 = 0,102 d−1 (mediana z: stałe k podane w źródłach: Chynoweth i in. (1993): 16× (mediana 0.102 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. Jankowska, E.; Sahu, A.K.; Oleskowicz-Popiel, P. (2017). Biogas from microalgae: Review on microalgae's cultivation, harvesting and pretreatment for anaerobic digestion. Renewable and Sustainable Energy Reviews 75, 692–709. DOI: 10.1016/j.rser.2016.11.045 DOI
  2. Mussgnug, J.; Klassen, V.; Schlüter, A.; Kruse, O. (2010). Microalgae as substrates for fermentative biogas production in a combined biorefinery concept. Journal of Biotechnology 150(1), 51–56. DOI: 10.1016/j.jbiotec.2010.07.030 DOI
  3. Chegukrishnamurthi, M.; Nagarajan, S.; Ravi, S.; Mudliar, S.N.; Ranade, V.V. (2025). Hydrodynamic cavitation mediated Spirulina valorisation with insights into phycocyanin extraction and biogas production. Communications Biology 8(1), 326. DOI: 10.1038/s42003-025-07702-y DOI

Wszystkie źródła serwisu: bibliografia.

Inne substraty z grupy „Glony i rośliny wodne”