Badania BMPTłuszcze, oleje i uboczne produkty pochodzenia zwierzęcegojedno badanie (3 próby)

Wełna owcza (surowa) — BMP: 3 badania, średnia ważona 37 m³ CH₄/t s.m.o.

Surowa wełna owcza to trudno rozkładalny materiał białkowy (keratyna) o wolnym tempie hydrolizy. Zestawienie opiera się na jednej pracy, w której porównano trzy rasy owiec.

CH₄ ≈ 58 % (szacunek)

Opublikowano 28 października 2020Zaktualizowano 29 października 20263 min czytaniaRedakcja Substraty.pl

Fot. Paul / Wikimedia Commons, licencja CC BY 2.0, plik źródłowy; zmiany: kadrowanie

Średnia ważona: 37m³ CH₄/t s.m.o.
Zakres: 34–41m³ CH₄/t s.m.o.
Rekordy: 3jedno badanie (3 próby)
Publikacje: 1źródło
Temperatury: —testu

Metan w biogazie

≈55–62% CH₄

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

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 (37); 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
Kuzmanova i in. (2018) · 1 DOI	34	—	rasa Texel (oryg.: „Texel wool (raw)”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Kuzmanova i in. (2018) · 2 DOI	35	—	Scotch mule (oryg.: „Scotch mule wool (raw)”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Kuzmanova i in. (2018) · 3 DOI	41	—	rasa Blackface (oryg.: „Blackface handcleaned wool (raw)”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Średnia ważona	37	średnia arytmetyczna 37, SD 4

Właściwości procesowe

bogaty w białko
wolny rozkład
włóknisty
bogaty w siarkę
UPPZ kat. 3
klasyfikacja redakcji

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

Zalety

Potencjał metanowy w zbiorze BMP Substraty.pl: średnia ważona 36.6 m³ CH₄/t s.m.o. (SD 4.1; 3 rekordów, 1 źródeł).
Keratyna i lanolina dostarczają węgla i azotu, ale tylko po rozbiciu struktury (Salminen i Rintala 2002).

Wady i ryzyka

Mostki dwusiarczkowe keratyny - bardzo wolna hydroliza (Salminen i Rintala 2002).
Rozkład uwalnia amoniak i związki siarki (Chen i in. 2008).

Kofermentacja — z czym łączyć, na co uważać

dobrze łączyć
substraty: wysoka zasadowość (bufor) — np. Obornik i odchody bydlęce, Gnojowica świńska, Gnojowica bydlęca, Gnojowica kacza, Treść przewodu pokarmowego (żwacza, jelit)
Gnojowica jako baza stabilizuje mieszankę keratynową (analogicznie do piór).^[1]

Dawkowanie

Brak źródłowego progu. Stosować tylko w niskim udziale i po obróbce wstępnej.

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

Wymagania praktyczne

UPPZ kat. 3 (art. 10 rozp. 1069/2009; do biogazowni dopuszczone art. 14): przed komorą higienizacja w nieomijalnym węźle — rozdrobnienie do maks. 12 mm, temperatura w całej masie min. 70 °C przez min. 60 min bez przerwy (rozp. 142/2011, zał. V rozdz. I sekcja 1 i rozdz. III sekcja 1); instalacja wymaga zatwierdzenia przez właściwy organ (art. 24 ust. 1 lit. g rozp. 1069/2009).
Higienizowanego substratu nie podawać do komory na gorąco (FNR 2010, rozdz. 3 — higienizacja).
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

Wełna owcza jest produktem strzyży owiec. Dobrej jakości runo trafia do przemysłu włókienniczego, ale wełna gorsza, zanieczyszczona lub z ras o grubym włosie bywa trudna do sprzedaży i staje się kłopotliwym odpadem, szczególnie w regionach hodowli owiec. W zestawieniu znalazły się rekordy z jednej pracy, dotyczące wełny surowej ras Texel, Scotch mule i Blackface.

Właściwości istotne dla fermentacji

Wełna to w przeważającej części keratyna, białko o dużej liczbie mostków dwusiarczkowych, bardzo odporne na hydrolizę enzymatyczną. Surowa wełna zawiera ponadto lanolinę (tłuszcz wełniany), zanieczyszczenia mineralne, pot i resztki odchodów. W fermentorze rozkład keratyny jest bardzo wolny, a jej mikrobiologiczny rozkład uwalnia amoniak i związki siarki, w tym siarkowodór. Dlatego wełnę zwykle łączy się z innymi substratami i stosuje różne obróbki wstępne, które poprawiają dostępność. Materiał jest włóknisty, może się splątywać wokół mieszadeł i zatykać rurociągi.

Jak czytać rozrzut wyników

Wszystkie rekordy pochodzą z jednej publikacji, więc różnice między nimi wynikają głównie z rasy owiec, a nie z odmiennej metody. Rasy mają wełnę o różnej grubości włókna, zawartości lanoliny i zanieczyszczeń. W rzeczywistych partiach dochodzą jeszcze stopień oczyszczenia (surowa, mytą, odtłuszczona), sposób rozdrobnienia i wilgotność. Brak podanej temperatury w opisie rekordów utrudnia porównanie z innymi substratami. Ze względu na wolną kinetykę długość testu ma szczególne znaczenie.

W praktyce biogazowni

Wełna nie jest typowym substratem biogazowni. Jej praktyczne użycie ograniczają trudności techniczne (włókna na mieszadłach), wolny rozkład i emisje związków siarki i azotu. Jeśli jest rozważana, to w małym udziale, po rozdrobnieniu i w mieszance z substratem płynnym. Wełna jest ubocznym produktem zwierzęcym, więc obowiązują przepisy dotyczące klasyfikacji i postępowania z takim materiałem; szczegóły należy sprawdzić dla swojej instalacji. Zanim zacznie się planować dawki, wynik warto potwierdzić własnym testem BMP. Gdyby wełna była rozważana jako stały składnik dawki, należy najpierw sprawdzić, jak zachowuje się w układzie mieszania na małej skali, bo problemy mechaniczne bywają ważniejsze niż sam potencjał gazowy, a koszt przestoju przewyższa zysk z dodatkowego biogazu.

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 = 0,091 d⁻¹ (brak danych kinetycznych dla grupy – przyjęto medianę wszystkich dostępnych stałych k (93 wartości) = 0.091 d⁻¹).

Statystyki opisują rozrzut opublikowanych wyników — to zestawienie opisowe, a nie metaanaliza ani gwarancja uzysku w instalacji.

Pełna metodyka i zasady korekt

Bibliografia

Kuzmanova, E.; Zhelev, N.; Akunna, J.C. (2018). Effect of liquid nitrogen pre-treatment on various types of wool waste fibres for biogas production. Heliyon 4(5), e00619. DOI: 10.1016/j.heliyon.2018.e00619 DOI

Wszystkie źródła serwisu: bibliografia.