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BMP-UntersuchungenKommunal- und Grünabfälle, Papier und Textilien

Cardboard and paperboard — BMP: 14 Studien, gewichteter Mittelwert 278 m³ CH₄/t oTS

Cardboard and paperboard: 14 Datensätze an BMP-Daten aus 7 Publikationen, gewichteter Mittelwert 278 m³ CH₄/t oTS, Spanne 172–388.

Bewertung: gutCH₄ ≈ 51 % (Schätzung)

Veröffentlicht Aktualisiert 2 Min. LesezeitRedaktion FeedstockData

Foto Romy2702 / Wikimedia Commons, Lizenz CC BY-SA 3.0, Quelldatei; Änderungen: Zuschnitt

Gewichteter Mittelwert
278m³ CH₄/t oTS
Spanne
172–388m³ CH₄/t oTS
Datensätze
14Studien
Publikationen
7Quellen
Temperaturen
35 °C, 38 °C, 55 °Cdes Tests

Methan im Biogas

Niedriger Methangehalt · ≈ 5,1 kWh/m³ Biogas

Schätzung anhand der Substratart Die erfassten Studien enthalten keine Messung. Das Intervall ergibt sich aus der ungefähren Zusammensetzung (Protein aus Gesamtstickstoff (N 0,1 % TS × 6,25)) und den Erträgen der Stoffgruppen nach FNR.

Wie wir rechnen und was die Zonen bedeuten

Bewertung für Biogasanlagen

gut — redaktionelle Bewertung für BiogasanlagenStabil, wird in der Regel ohne Gebühr angenommen

Potenzial je Tonne Frischmasse: sehr hoch (258 m³ CH₄/t); keine besonderen Gefahren für die Stabilität. Handhabungskosten: Fasern, Schwimmschicht, langsamer Abbau.

Warum? Bewertungsfaktoren

Potenzial je Tonne +3

  • +3Potenzial 258 m³ CH₄/t Frischmasse (BMP 278 × TS 95,2 % × oTS 97,7 %)

Prozessstabilität 0

  • 0keine Faktoren

Handhabung und Kosten −1

  • −0,5Fasern, Schwimmschicht — Zerkleinerung und intensive Durchmischung
  • −0,5langsamer Abbau — lange Verweilzeit

Punkte insgesamt: 2 · Schwellen: ≥ 2,5 sehr gut, ≥ 1 gut, darunter — neutral; negativ bei kumuliertem Prozessrisiko.

Redaktionelle Bewertung gemäß der Methodik · Zuverlässigkeit der Bewertung: mittel · ohne Marktpreise

Zum Kofermentationsrechner hinzufügen CSV-Daten

BMP-Kurven aus 14 Studien

Gewichteter Mittelwert Einzelne Datensätze

BMP-Kurven: Cardboard and paperboardKumulierte Methanproduktion im Zeitverlauf für 14 Datensätze und den gewichteten Mittelwert von 278 m³ CH₄/t oTS. 14 der Kurven sind Modellkurven (Kinetik erster Ordnung).01002003004005000510152025303540Zeit [d]m³ CH₄/t oTSLi et al. (2020): 244 m³ CH₄/t oTS (Modellkurve)Guo et al. (2011): 273 m³ CH₄/t oTS (Modellkurve)Dubrovskis et al. (2019): 388 m³ CH₄/t oTS (Modellkurve)Nallathambi Gunaseelan (1997): 278 m³ CH₄/t oTS (Modellkurve)Krause et al. (2018) · 1: 172 m³ CH₄/t oTS (Modellkurve)Krause et al. (2018) · 2: 190 m³ CH₄/t oTS (Modellkurve)Krause et al. (2018) · 3: 220 m³ CH₄/t oTS (Modellkurve)Krause et al. (2018) · 4: 235 m³ CH₄/t oTS (Modellkurve)Krause et al. (2018) · 5: 240 m³ CH₄/t oTS (Modellkurve)Krause et al. (2018) · 6: 255 m³ CH₄/t oTS (Modellkurve)Krause et al. (2018) · 7: 275 m³ CH₄/t oTS (Modellkurve)Llanos-Lizcano et al. (2024) · 1: 250 m³ CH₄/t oTS (Modellkurve)Llanos-Lizcano et al. (2024) · 2: 271 m³ CH₄/t oTS (Modellkurve)Zhang et al. (2019): 274 m³ CH₄/t oTS (Modellkurve)Mittelwert278

Gestrichelte Linien sind eine Modellkurve (Kinetik erster Ordnung, B(t) = B₀·(1 − e−kt)); der Endpunkt stammt aus der Publikation. Alle Kurven sind Modellkurven.

Kumulierte Methanproduktion im Testverlauf [m³ CH₄/t oTS]. Die dicke Linie ist der gewichtete Mittelwert aller Datensätze (278); Punkte markieren die in den Publikationen angegebenen Endwerte. Fahren Sie mit der Maus über das Diagramm, um Werte abzulesen; ein Klick auf einen Legendeneintrag blendet einen Datensatz aus oder ein.

  • Übrige Datensätze in der Legende anzeigen (2)

Datensätze und Quellen

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QuelleBMP
m³ CH₄/t oTS		TemperaturProbeKurve
Li et al. (2020) DOI244—Corrugated board ()Endpunkt (Modellkurve)
Guo et al. (2011) DOI273—cardboardEndpunkt (Modellkurve)
Dubrovskis et al. (2019) DOI38838 °C · mesophilCardboard (unprinted)Endpunkt (Modellkurve)
Nallathambi Gunaseelan (1997) DOI27835 °C · mesophil—Endpunkt (Modellkurve)
Krause et al. (2018) · 1 DOI17255 °C · thermophilcardboardEndpunkt (Modellkurve)
Krause et al. (2018) · 2 DOI19055 °C · thermophilcardboardEndpunkt (Modellkurve)
Krause et al. (2018) · 3 DOI22035 °C · mesophilcardboardEndpunkt (Modellkurve)
Krause et al. (2018) · 4 DOI23555 °C · thermophilpaperboardEndpunkt (Modellkurve)
Krause et al. (2018) · 5 DOI24035 °C · mesophilpaperboardEndpunkt (Modellkurve)
Krause et al. (2018) · 6 DOI25555 °C · thermophilpaperboardEndpunkt (Modellkurve)
Krause et al. (2018) · 7 DOI27535 °C · mesophilcardboardEndpunkt (Modellkurve)
Llanos-Lizcano et al. (2024) · 1 DOI250—Cardboard waste (CBW), ISR 1Endpunkt (Modellkurve)
Llanos-Lizcano et al. (2024) · 2 DOI271—Cardboard waste (CBW), ISR 2Endpunkt (Modellkurve)
Zhang et al. (2019) DOI274—Card packaging (CP)Endpunkt (Modellkurve)
Gewichteter Mittelwert278arithmetischer Mittelwert 255, SD 50

Typische Zusammensetzung

Trockensubstanz (TS)
95,2% (Spanne 92,8–95,8)
Organische Trockensubstanz (oTS)
97,7 % TS (Spanne 89,5–98,5)
Stickstoff
0,1 % TS
C/N-Verhältnis
455

Median und Spanne der Bestimmungen, die in den Publikationen zu den BMP-Datensätzen dieses Substrats angegeben sind (abgelesen aus: BCBPD, MY-D); Trockensubstanz: 3 Bestimmungen, organische Trockensubstanz: 5 Bestimmungen. Das C/N-Verhältnis wurde als Quotient aus C- und N-Gehalt (% TS) aus derselben Quelle berechnet. Die Proben wurden getrocknet bzw. lufttrocken getestet – die TS bezieht sich auf das Material im Test, nicht auf Frischmaterial.

Quellen: Li et al. (2020); Guo et al. (2011); Nallathambi Gunaseelan (1997); Krause et al. (2018).

Die Zusammensetzung des Rohstoffs schwankt zwischen Chargen — für Anlagenberechnungen verwenden Sie die Analyse Ihrer eigenen Probe. Der Rechner trägt typische Werte automatisch ein.

Prozesseigenschaften

  • faserig
  • kohlenstoffreich
  • stickstoffarm
  • langsam abbaubar
  • arm an Spurenelementen
  • redaktionelle Einstufung

Geringe Zuverlässigkeit: Die Beschreibung beruht auf allgemeinen Merkmalen der Substratgruppe, nicht auf Studien zu diesem Material. Betrachten Sie sie als zu überprüfenden Hinweis.

Kofermentation — womit kombinieren, worauf achten

Dosierung

Schrittweise einführen, mit einer kleinen Dosis beginnen und den Prozess überwachen (z. B. FOS/TAC, pH-Wert, Gaszusammensetzung).

Quellen der Prozessdaten

  1. Hagos et al. (2017). Anaerobic co-digestion process for biogas production: progress, challenges and perspectives. Renew. Sustain. Energy Rev.
  2. Weiland (2010). Biogas production: current state and perspectives. Appl. Microbiol. Biotechnol.
  3. Hendriks, Zeeman (2009). Pretreatments to enhance the digestibility of lignocellulosic biomass. Bioresour. Technol.
  4. FNR (2010). Guía sobre el Biogás – Desde la producción hasta el uso (hiszp. wydanie „Leitfaden Biogas”, GIZ 2013)

Der Kofermentationsrechner bewertet eine konkrete Mischung mit diesem Substrat.

Was die Zusammenstellung zeigt

Die Zusammenstellung umfasst 14 Datensätze zum Methanpotenzial (BMP) des Substrats „Cardboard and paperboard“ aus 7 Publikationen, veröffentlicht 1997–2024. Die Ergebnisse reichen von 172 bis 388 m³ CH₄/t oTS, der gewichtete Mittelwert beträgt 278 m³ CH₄/t oTS (arithmetischer Mittelwert 255, Standardabweichung 50).

Die Tests wurden bei 35, 38, 55 °C (Temperaturbereich: mesophil, thermophil) durchgeführt. Unterschiede bei Temperatur, Impfschlamm, Testdauer und Probenvorbereitung sind typische Ursachen für die Streuung der Ergebnisse zwischen Laboren.

Für 14 Datensätze gibt die Publikation nur den Endwert an. Die Linie im Diagramm ist dann eine Modellkurve (Kinetik erster Ordnung) und dient nur dem Vergleich der Kurvenformen — nur der Endpunkt stammt aus der Publikation.

So nutzen Sie diese Daten

BMP beschreibt das Potenzial, das im Batch-Test unter Laborbedingungen erzielt wird. In einer großtechnischen Anlage hängt der Ertrag zusätzlich von Verweilzeit, Fermenterbelastung, Durchmischung und Zusammensetzung der Einsatzstoffe ab. Für Vorberechnungen empfiehlt sich der gewichtete Mittelwert, für die Risikobewertung die gesamte Spanne der Ergebnisse. Bei der Planung eines konkreten Einsatzstoffs lohnt es sich, einen eigenen BMP-Test an einer repräsentativen Probe zu beauftragen.

Methodik in Kürze

BMP ist die Methanmenge, die im Batch-Test aus der organischen Trockensubstanz (oTS) gewonnen wird, angegeben in m³ CH₄ pro Tonne oTS (numerisch identisch mit NmL CH₄/g oTS in den Publikationen) und auf Normbedingungen (0 °C, 101,325 kPa) umgerechnet. Der gewichtete Mittelwert gibt jeder Publikation ein Gesamtgewicht von 1, das gleichmäßig auf ihre Ergebnisse für das Substrat verteilt wird — eine Arbeit, die zwanzig Sorten testet, wiegt also nicht schwerer als eine Arbeit mit einer einzigen Probe. Bei Ringversuchen ist die Einheit das Labor (Gesamtgewicht 1), und innerhalb des Labors steigt das Gewicht eines Tests mit der Zahl der Flaschen (Replikate). Ergebnisse nach einer Vorbehandlung (z. B. thermisch, chemisch, enzymatisch) werden gesondert ausgewiesen und gehen nicht in den Mittelwert ein.

Durchgezogene Linien sind in den Tests gemessene Kurven. Gibt eine Publikation nur das Endergebnis an, zeichnen wir ein kinetisches Modell erster Ordnung, B(t) = B₀·(1 − e−kt): Nur der Endpunkt stammt aus der Publikation, die Kurvenform dient ausschließlich der Visualisierung — die Produktion an einem bestimmten Tag lässt sich daraus nicht ablesen. Für dieses Substrat wurde k = 0,110 d−1 angenommen (Median der in den Quellen angegebenen und/oder an die mittleren gemessenen Kurven angepassten Geschwindigkeitskonstanten k).

Die Statistiken beschreiben die Streuung veröffentlichter Ergebnisse — eine deskriptive Zusammenstellung, keine Metaanalyse und keine Garantie für den Anlagenertrag.

Vollständige Methodik und Korrekturpolitik

Literaturverzeichnis

  1. Li, W.; Khalid, H.; Amin, F.R.; Zhang, H.; Dai, Z.; Chen, C.; Liu, G. (2020). Biomethane production characteristics, kinetic analysis, and energy potential of different paper wastes in anaerobic digestion. Renewable Energy 157, 1081–1088. DOI: 10.1016/j.renene.2020.04.035 DOI
  2. Guo, M.; Trzcinski, A.; Stuckey, D.; Murphy, R. (2011). Anaerobic digestion of starch–polyvinyl alcohol biopolymer packaging: Biodegradability and environmental impact assessment. Bioresource Technology 102(24), 11137–11146. DOI: 10.1016/j.biortech.2011.09.061 DOI
  3. Dubrovskis, V.; Plume, I.; Straume, I. (2019). Methane production potential from variety of unprinted papers. Engineering for Rural Development. DOI: 10.22616/erdev2019.18.n112 DOI
  4. Nallathambi Gunaseelan, V. (1997). Anaerobic digestion of biomass for methane production: A review. Biomass and Bioenergy 13(1-2), 83–114. DOI: 10.1016/s0961-9534(97)00020-2 DOI
  5. Krause, M.J.; Chickering, G.W.; Townsend, T.G.; Pullammanappallil, P. (2018). Effects of temperature and particle size on the biochemical methane potential of municipal solid waste components. Waste Management 71, 25–30. DOI: 10.1016/j.wasman.2017.11.015 DOI
  6. Llanos-Lizcano, R.; Senila, L.; Modoi, O.C. (2024). Evaluation of Biochemical Methane Potential and Kinetics of Organic Waste Streams for Enhanced Biogas Production. Agronomy 14(11), 2546. DOI: 10.3390/agronomy14112546 DOI
  7. Zhang, W.; Torrella, F.; Banks, C.J.; Heaven, S. (2019). Data related to anaerobic digestion of bioplastics: Images and properties of digested bioplastics and digestate, synthetic food waste recipe and packaging information. Data in Brief 25, 103990. DOI: 10.1016/j.dib.2019.103990 DOI

Alle Quellen des Portals: Literaturverzeichnis.

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