Badania BMPOwoce, warzywa i ich odpady

Szpinak — BMP: 2 badania, średnia ważona 227 m³ CH₄/t s.m.o.

Szpinak to delikatny, wodnisty odpad liściasty, bogaty w białko i azotany; fermentuje łatwo, lecz w większym udziale zwiększa ryzyko amoniaku we wsadzie.

CH₄ ≈ 58 % (szacunek)

Opublikowano 20 maja 2023Zaktualizowano 29 października 20263 min czytaniaRedakcja Substraty.pl

Fot. Nillerdk / Wikimedia Commons, licencja CC BY 3.0, plik źródłowy; zmiany: kadrowanie

Średnia ważona: 227m³ CH₄/t s.m.o.
Zakres: 158–296m³ CH₄/t s.m.o.
Rekordy: 2badania
Publikacje: 2źródła
Temperatury: 37 °Ctestu

Metan w biogazie

≈56–61% CH₄

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

szacunek z typu substratu W zebranych badaniach brak pomiaru. Przedział wynika z przybliżonego składu (białko z azotu ogólnego (N 4,7 % s.m. × 6,25)) 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

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 (227); 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
Cai i in. (2019) DOI	296	—	(oryg.: „Spinach (Spinacia oleracea)”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Yan i in. (2017) DOI	158	37 °C · mezofilowy	liściaste odpady warzywne z Chin, kod V12 w pracy = Spinach, EMY = doświadczalna wydajność metanu, 5 g VS/L (oryg.: „Spinach”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Średnia ważona	227	średnia arytmetyczna 227, SD 98

Typowy skład

Sucha masa organiczna (s.m.o.): 76,7 % s.m. (zakres 76,7–76,7)
Azot: 4,7 % s.m.
Stosunek C/N: 8

Mediana i zakres oznaczeń podanych w publikacjach źródłowych rekordów BMP tego substratu (źródło odczytu: BCBPD); sucha masa: 0 oznaczeń, sucha masa organiczna: 1 oznaczenie. Brak s.m. w źródłach – kalkulator musi poprosić o wartość. C/N obliczono jako iloraz zawartości C i N (% s.m.) z tego samego źródła.

Źródła: Cai i in. (2019).

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.

rozcieńcza wsad (mała s.m.): mała sucha masa, rozcieńcza wsad
sezonowy: dostępność sezonowa — wymaga magazynowania
ubogi w mikroelementy: ubogi w mikroelementy — monofermentacja wymaga suplementacji
zmienny skład: duża zmienność składu między partiami

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]

Dawkowanie

Brak źródłowych limitów dawki dla tego substratu.

Źródła danych procesowych

Ocenę konkretnej mieszanki z tym substratem pokaże kalkulator kofermentacji.

Czym jest i skąd się bierze

Szpinak (Spinacia oleracea) jest uprawiany w Polsce głównie jako surowiec dla przemysłu mrożonkowego oraz jako warzywo świeże. Odpad powstaje przy sortowaniu, blanszowaniu, czyszczeniu liści i produkcji sałatek, a także w postaci nadwyżek polowych. Strumień jest sezonowy i zwykle skoncentrowany przy zakładach przetwórczych.

Właściwości istotne dla fermentacji

Liście szpinaku zawierają ponad dziewięćdziesiąt procent wody. W suchej masie jest wysoki udział białka, co oznacza niższy stosunek C/N niż w większości odpadów warzywnych, oraz cukry, pektyny i włókno z niską ligniną. Szpinak kumuluje azotany i zawiera kwas szczawiowy, ale w typowych udziałach we wsadzie nie są one istotnym problemem. Wyższe białko zwiększa potencjał uwalniania amoniaku, więc przy wysokim udziale szpinaku warto pilnować stężenia azotu amonowego. Hydroliza przebiega szybko, a materiał szybko się psuje.

Jak czytać rozrzut wyników

W zbiorze jest kilka rekordów z kilku źródeł, w tym rekord bez podanej temperatury oraz mezofilowy, opisany jako liściaste odpady warzywne z Chin (kod próbki z pracy odpowiada szpinakowi). Różnice mogą wynikać z odmiany, wieku liści, zawartości białka zależnej od nawożenia, rozdrobnienia, sposobu przygotowania próbki i inokulum. W materiale bardzo wodnistym duże znaczenie ma także dokładność oznaczenia suchej masy organicznej.

W praktyce biogazowni

Szpinak jest uzupełnieniem wsadu najlepiej w mieszaninie z materiałem o większej suchej masie i wyższym C/N, jak kiszonka kukurydzy lub słoma. Rozdrobnienie nie jest problemem, ale wsad szybko się psuje i wydziela zapachy, więc powinien być wykorzystany w ciągu doby lub dwóch. Odpady z przetwórstwa i handlu należą do odpadów i wymagają odpowiednich zapisów w pozwoleniu instalacji. Własne resztki z gospodarstwa traktuje się jak produkty rolne.

Ostrożność ma sens zwłaszcza w instalacjach wrażliwych na amoniak, na przykład pracujących w temperaturach termofilowych lub z wsadem bogatym w gnojowicę drobiową; tam nawet umiarkowany dodatek materiałów białkowych podnosi stężenie azotu amonowego.

W przypadku szpinaku z przetwórstwa mrożonek należy pamiętać, że liście blanszowane mają inny skład niż świeże, ponieważ część cukrów i soli mineralnych zostaje wypłukana, a komórki są częściowo zniszczone, co przyspiesza hydrolizę.

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.