Metodologia Kontakt
Bulwy taro (kolokazji) o brązowej, pierścieniowatej skórce z resztkami korzeni, ułożone na talerzu.

Badania BMPOwoce, warzywa i ich odpady

Taro (kolokazja) – bulwy — BMP: 5 badań, średnia ważona 342 m³ CH₄/t s.m.o.

Bulwy taro (kolokazji) to skrobiowy materiał z dużą ilością wody, łatwo fermentujący; wyniki dla badanych odmian są bardzo zbliżone i stabilne.

ocena: dobryCH₄ ≈ 52 % (szacunek)

Opublikowano Zaktualizowano 3 min czytaniaRedakcja Substraty.pl

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

Średnia ważona
342m³ CH₄/t s.m.o.
Zakres
314–355m³ CH₄/t s.m.o.
Rekordy
5badań
Publikacje
2źródła
Temperatury
35 °C, 37 °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 (białko z azotu ogólnego (N 1 % 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 wysoki (71 m³ CH₄/t); ryzyko procesu: zakwaszenie. Bez dodatkowych wymagań obsługi.

Dlaczego? Czynniki oceny

Potencjał na tonę +2

  • +2potencjał 71 m³ CH₄/t masy świeżej (BMP 342 × s.m. 21,1 % × s.m.o. 98 %)

Stabilność procesu −0,5

  • −0,5zakwaszenie: szybki rozkład / kwaśny odczyn, ryzyko kumulacji LKT, wymaga buforu

Obsługa i koszty 0

  • 0brak czynników

Suma punktów: 1,5 · progi: ≥ 2,5 bardzo dobry, ≥ 1 dobry, poniżej — neutralny; negatywny przy skumulowanym ryzyku procesu.

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

Dodaj do kalkulatora kofermentacji Dane CSV

Krzywe BMP z 5 badań

Średnia ważona Pojedyncze rekordy

Krzywe BMP: Taro (kolokazja) – bulwySkumulowana produkcja metanu w czasie dla 5 rekordów oraz średnia ważona 342 m³ CH₄/t s.m.o.. 5 krzywych to przebiegi modelowe (kinetyka I rzędu).01002003004000510152025303540czas [d]m³ CH₄/t s.m.o.Chynoweth i in. (1993) · 1: 314 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Chynoweth i in. (1993) · 2: 321 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Chynoweth i in. (1993) · 3: 344 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Chynoweth i in. (1993) · 4: 355 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Ge i in. (2014): 350 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)średnia342

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 (342); 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
Chynoweth i in. (1993) · 1 DOI31435 °C · mezofilowyodmiana Bun-long (oryg.: „Bun-long taro”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Chynoweth i in. (1993) · 2 DOI32135 °C · mezofilowyodmiana Chin-Sen (oryg.: „Chin-Sen taro”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Chynoweth i in. (1993) · 3 DOI34435 °C · mezofilowyodmiana Chin-Sen (oryg.: „Chin-Sen taro”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Chynoweth i in. (1993) · 4 DOI35535 °C · mezofilowyodmiana Bun-long (oryg.: „Bun-long taro”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Ge i in. (2014) DOI35037 °C · mezofilowymiąższ bulwy (oryg.: „Taro flesh”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Średnia ważona342średnia arytmetyczna 337, SD 18

Typowy skład

Sucha masa (s.m.)
21,1% (zakres 21,1–21,1)
Sucha masa organiczna (s.m.o.)
98 % s.m. (zakres 98–98)
Azot
1 % s.m.
Stosunek C/N
47,9

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

Źródła: Ge i in. (2014).

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.

łatwo rozkładalny
cukry, skrobia, glicerol → szybka hydroliza i zakwaszenie (LKT), wymaga buforu
bogaty w węgiel
wysoki C/N → niedobór azotu; dobrze łączyć z substratami bogatymi w azot
ubogi w azot
wysoki C/N → niedobór azotu; dobrze łączyć z substratami bogatymi w azot
ubogi w mikroelementy
ubogi w mikroelementy — monofermentacja wymaga suplementacji
sezonowy
dostępność sezonowa — wymaga magazynowania

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).

Źródła danych procesowych

  1. Improvement of fruit and vegetable waste anaerobic digestion performance and stability with co-substrates addition
  2. Biochemical methane potential and biodegradability of complex organic substrates
  3. Biochemical methane potential of biomass and waste feedstocks
  4. Biogas energy production from tropical biomass wastes by anaerobic digestion
  5. Lab-scale anaerobic digestion of cassava peels: the first step of energy recovery from cassava waste and water hyacinth
  6. Effects of size and thermophilic pre-hydrolysis of banana peel during anaerobic digestion, and biomethanation potential of key tropical fruit wastes
  7. Effect of particle size on biogas generation from biomass residues

Ocenę konkretnej mieszanki z tym substratem pokaże kalkulator kofermentacji.

Czym jest i skąd się bierze

Taro (Colocasia esculenta) to tropikalna roślina bulwiasta uprawiana w Azji, Oceanii i Afryce jako podstawowe źródło skrobi. Bulwy są obierane, gotowane i przetwarzane na mąkę, chipsy czy pasty. Odpadem są bulwy niespełniające norm handlowych, uszkodzone lub nadmiarowe, a także pozostałości po obieraniu. W Polsce taro jest rośliną rzadko spotykaną, dlatego dane dotyczą głównie regionów produkcji, a przydatność jest porównawcza dla innych materiałów skrobiowych, jak ziemniaki czy maniok.

Właściwości istotne dla fermentacji

Bulwy zawierają dużo wody, a w suchej masie przeważa skrobia, z niewielkim udziałem białka, tłuszczu i włókna. Ligniny jest niewiele. Skrobia taro ma drobne ziarna, co ułatwia hydrolizę enzymatyczną, a rozkład przebiega szybko. Konsekwencją jest ryzyko akumulacji kwasów tłuszczowych i spadku pH, jeśli dawka jest zbyt wysoka w stosunku do zdolności buforowej wsadu. Taro zawiera kryształy szczawianu wapnia, które powodują podrażnienia przy surowym kontakcie, ale w fermentorze nie stanowią znanej bariery dla metanogenezy. Wysoki stosunek C/N zachęca do mieszania z gnojowicą lub osadem.

Jak czytać rozrzut wyników

W zbiorze jest kilka rekordów z kilku źródeł, dotyczących odmian Bun-long i Chin-Sen, wszystkie w warunkach mezofilowych. Rozrzut jest niewielki, co pasuje do jednorodnego, skrobiowego materiału. Mimo to różnice mogą wynikać z dojrzałości bulw, odmiany, sposobu przygotowania próbki (świeże, gotowane, suszone), rozdrobnienia oraz inokulum. Ponieważ źródeł jest niewiele, nie można wiele powiedzieć o zmienności między laboratoriami.

W praktyce biogazowni

Taro to typowy surowiec skrobiowy, który dobrze znosi rozdrobnienie i może być dozowany razem z gnojowicą lub obornikiem. Ze względu na łatwą hydrolizę dawki powinny być rozłożone w czasie, a pH i kwasy lotne monitorowane. Przechowywanie bulw w warunkach tropikalnych jest ograniczone przez psucie, więc materiał wykorzystuje się szybko. Dla instalacji w Polsce taro nie ma znaczenia praktycznego, ale pomaga ocenić zachowanie podobnych bulw. Jeśli materiał jest importowany jako odpad przetwórczy, podlega przepisom o odpadach.

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

  1. Chynoweth, D.; Turick, C.; Owens, J.; Jerger, D.; Peck, M. (1993). Biochemical methane potential of biomass and waste feedstocks. Biomass and Bioenergy 5(1), 95–111. DOI: 10.1016/0961-9534(93)90010-2 DOI
  2. Ge, X.; Matsumoto, T.; Keith, L.; Li, Y. (2014). Biogas energy production from tropical biomass wastes by anaerobic digestion. Bioresource Technology 169, 38–44. DOI: 10.1016/j.biortech.2014.06.067 DOI

Wszystkie źródła serwisu: bibliografia.

Inne substraty z grupy „Owoce, warzywa i ich odpady”