Metodologia Kontakt
Pryzma ciemnofioletowych wytłoków z czerwonych winogron – skórek i pestek – złożona w winnicy po tłoczeniu.

Badania BMPProdukty uboczne przemysłu rolno-spożywczego

Wytłoki winogronowe — BMP: 6 badań, średnia ważona 221 m³ CH₄/t s.m.o.

Wytłoki winogronowe to skórki, pestki i resztki miąższu po tłoczeniu; zawierają polifenole i ligninę z pestek, a wyniki z niewielkiej liczby rekordów są mocno zróżnicowane.

CH₄ ≈ 54 % (szacunek)

Opublikowano Zaktualizowano 3 min czytaniaRedakcja Substraty.pl

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

Średnia ważona
221m³ CH₄/t s.m.o.
Zakres
116–360m³ CH₄/t s.m.o.
Rekordy
6badań
Publikacje
5źródeł
Temperatury
35 °C, 40 °C, 55 °Ctestu

Metan w biogazie

Średnia zawartość metanu · ≈ 5,4 kWh/m³ biogazu

szacunek z typu substratu W zebranych badaniach brak pomiaru. Przedział wynika z przybliżonego składu (białko z azotu ogólnego (N 2,3 % 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: sucha masa w danych dotyczy próbki wysuszonej do testu, a nie materiału w stanie dostarczanym. Ocenę liczymy, gdy znamy suchą masę i suchą masę organiczną materiału.

Ocena redakcji wg metodyki

Dodaj do kalkulatora kofermentacji Dane CSV

Krzywe BMP z 6 badań

Średnia ważona Pojedyncze rekordy

Krzywe BMP: Wytłoki winogronoweSkumulowana produkcja metanu w czasie dla 6 rekordów oraz średnia ważona 221 m³ CH₄/t s.m.o.. 6 krzywych to przebiegi modelowe (kinetyka I rzędu).01002003004000510152025303540czas [d]m³ CH₄/t s.m.o.Kassongo i in. (2021): 144 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Da Ros i in. (2016) · 1: 347 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Da Ros i in. (2016) · 2: 360 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Dinuccio i in. (2010): 116 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Gunaseelan (2004): 283 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)Kouas i in. (2017): 208 m³ CH₄/t s.m.o. (przebieg modelowy)średnia221

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 (221); 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
Kassongo i in. (2021) DOI14435 °C · mezofilowyWytłoki winogronowe (winnica, Australia), fermentacja okresowa 42 dni, SIR 10:3 (oryg.: „grape marc”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Da Ros i in. (2016) · 1 DOI34755 °C · termofilowyświeże (oryg.: „fresh grape marcs”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Da Ros i in. (2016) · 2 DOI36055 °C · termofilowyprzefermentowane (oryg.: „fermented grape marcs”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Dinuccio i in. (2010) DOI11640 °C · mezofilowy(oryg.: „Grape marcs”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Gunaseelan (2004) DOI28335 °C · mezofilowywytłoki winogronowe (oryg.: „gRape vine pressings”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Kouas i in. (2017) DOI20835 °C · mezofilowy(oryg.: „Grape marcs”)punkt końcowy (krzywa modelowa)
Średnia ważona221średnia arytmetyczna 243, SD 103

Typowy skład

Sucha masa (s.m.)
61,4% (zakres 61,4–61,4)
Sucha masa organiczna (s.m.o.)
92 % s.m. (zakres 90,7–93,2)
Azot
2,3 % s.m.

Mediana i zakres oznaczeń podanych w publikacjach źródłowych rekordów BMP tego substratu (źródło odczytu: MY-D); sucha masa: 1 oznaczenie, sucha masa organiczna: 2 oznaczenia. S.m. z jednego oznaczenia – wartość orientacyjna.

Źródła: Dinuccio i in. (2010); Gunaseelan (2004).

Skład surowca zmienia się między partiami — do obliczeń instalacji użyj analizy własnej próbki. Wartości typowe kalkulator wstawia automatycznie.

Właściwości procesowe

  • zawiera inhibitory
  • włóknisty
  • kwaśny
  • sezonowy
  • 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 220.9 m³ CH₄/t s.m.o. (SD 103.2; 6 rekordów, 5 źródeł).
  • Mieszanka skórek, pestek i szypułek o zmiennym potencjale.

Wady i ryzyka

  • Taniny i polifenole wiążą białka i hamują mikroorganizmy (Chen i in. 2008).
  • Świeże wytłoki zakwaszają.

Kofermentacja — z czym łączyć, na co uważać

Dawkowanie

Brak źródłowego progu.

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

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

  1. Hagos i in. (2017). Anaerobic co-digestion process for biogas production: progress, challenges and perspectives. Renew. Sustain. Energy Rev.
  2. Weiland, P. (2010) Biogas production: current state and perspectives. Applied Microbiology and Biotechnology
  3. Chen, Cheng, Creamer (2008). Inhibition of anaerobic digestion process: A review. Bioresour. Technol.
  4. Hendriks, Zeeman (2009). Pretreatments to enhance the digestibility of lignocellulosic biomass. Bioresour. Technol.
  5. FNR (2010). Guía sobre el Biogás – Desde la producción hasta el uso (hiszp. wydanie „Leitfaden Biogas”, GIZ 2013)

Ocenę konkretnej mieszanki z tym substratem pokaże kalkulator kofermentacji.

Czym jest i skąd się bierze

Wytłoki winogronowe powstają po tłoczeniu moszczu i stanowią znaczną część masy przerabianych winogron. Dla win białych wytłoki są pozyskiwane przed fermentacją i zawierają więcej cukru, a przy winach czerwonych fermentują razem z moszczem, więc są przefermentowane. W krajach śródziemnomorskich wytłoki są poddawane destylacji, a w Polsce, gdzie winiarstwo jest niewielkie, strumień jest niewielki i lokalny.

Właściwości istotne dla fermentacji

W skład wytłoków wchodzą skórki, pestki i szypułki w różnych proporcjach. Zawierają celulozę, hemicelulozę i ligninę (zwłaszcza w pestkach), tłuszcz w pestkach, białko oraz polifenole i taniny. Wytłoki świeże zawierają jeszcze cukry rozpuszczalne, a przefermentowane są ich pozbawione i zawierają etanol oraz kwasy. Taniny i polifenole wiążą białka i mogą hamować mikroorganizmy. Pestki są twarde i słabo rozkładalne bez mielenia. Ryzykiem jest zakwaszenie w przypadku wytłoków świeżych oraz wyższe stężenie fenoli.

Jak czytać rozrzut wyników

W zbiorze jest kilka rekordów z kilku źródeł, o dużym rozrzucie wyników. Obejmują wytłoki świeże i przefermentowane, test okresowy 42-dniowy oraz warunki 35, 40 i 55 °C. Wpływ ma proporcja skórek do pestek, odmiana, stopień przefermentowania, sposób suszenia i przechowywania, rozdrobnienie oraz inokulum. Rozrzut odzwierciedla więc rzeczywistą niejednorodność materiału.

W praktyce biogazowni

Wytłoki można dodawać do kofermentacji po zmieleniu, w niewielkim udziale, z gnojowicą lub innymi odpadami. Ze względu na sezonowość trzeba je przechowywać, zwykle zakiszone, bo świeże szybko pleśnieją. Alternatywne zastosowania (olej z pestek, ekstrakcja polifenoli, kompost, pasza) konkurują z biogazownią. Odpady z winiarni są odpadami lub produktami ubocznymi zależnie od sposobu zagospodarowania, co należy uwzględnić w dokumentacji.

Z powodu dużej zmienności warto każdorazowo oznaczać suchą masę, zawartość cukru i etanolu w partii oraz zakładać, że wytłoki świeże i przefermentowane wymagają odmiennego dozowania, bo pierwsze zakwaszają wsad szybciej, a drugie wnoszą kwasy i alkohol.

Wysoka zawartość polifenoli bywa przedmiotem badań nad ich wydzielaniem przed fermentacją, co poprawia wydajność, lecz podnosi koszt całego procesu.

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

  1. Kassongo, J.; Shahsavari, E.; Ball, A.S. (2021). Dynamic Effect of Operational Regulation on the Mesophilic BioMethanation of Grape Marc. Molecules 26(21), 6692. DOI: 10.3390/molecules26216692 DOI
  2. Da Ros, C.; Cavinato, C.; Bolzonella, D.; Pavan, P. (2016). Renewable energy from thermophilic anaerobic digestion of winery residue: Preliminary evidence from batch and continuous lab-scale trials. Biomass and Bioenergy 91, 150–159. DOI: 10.1016/j.biombioe.2016.05.017 DOI
  3. Dinuccio, E.; Balsari, P.; Gioelli, F.; Menardo, S. (2010). Evaluation of the biogas productivity potential of some Italian agro-industrial biomasses. Bioresource Technology 101(10), 3780–3783. DOI: 10.1016/j.biortech.2009.12.113 DOI
  4. Gunaseelan, V. (2004). Biochemical methane potential of fruits and vegetable solid waste feedstocks. Biomass and Bioenergy 26(4), 389–399. DOI: 10.1016/j.biombioe.2003.08.006 DOI
  5. Kouas, M.; Torrijos, M.; Sousbie, P.; Steyer, J.P.; Sayadi, S.; Harmand, J. (2017). Robust assessment of both biochemical methane potential and degradation kinetics of solid residues in successive batches. Waste Management 70, 59–70. DOI: 10.1016/j.wasman.2017.09.001 DOI

Wszystkie źródła serwisu: bibliografia.

Inne substraty z grupy „Produkty uboczne przemysłu rolno-spożywczego”