BMP-UntersuchungenNebenprodukte der Agrar- und Lebensmittelindustrie
Distillery stillage and vinasse — BMP: 5 Studien, gewichteter Mittelwert 326 m³ CH₄/t oTS
Distillery stillage and vinasse: 5 Datensätze an BMP-Daten aus 3 Publikationen, gewichteter Mittelwert 326 m³ CH₄/t oTS, Spanne 247–381.
Foto The U.S. Food and Drug Administration / Wikimedia Commons, gemeinfrei, Quelldatei; Änderungen: Zuschnitt
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- Gewichteter Mittelwert
- 326m³ CH₄/t oTS
- Spanne
- 247–381m³ CH₄/t oTS
- Datensätze
- 5Studien
- Publikationen
- 3Quellen
- Temperaturen
- 36 °C, 37 °C, 38 °Cdes Tests
Methan im Biogas
Mittlerer Methangehalt · ≈ 5,8 kWh/m³ Biogas
gemessen Mittelwert aus 1 Studie BMP; im Batch-Test fällt der CH₄-Anteil tendenziell höher aus als in einer Anlage.
Bewertung für Biogasanlagen
neutral — redaktionelle Bewertung für BiogasanlagenKeine klaren Vorteile — für die Annahme sollte eine Gebühr erhoben werden
Potenzial je Tonne Frischmasse: mäßig (29 m³ CH₄/t); Prozessrisiko: Salz / Natrium, Versäuerung, Schwefel. Kein zusätzlicher Handhabungsaufwand.
Warum? Bewertungsfaktoren
Potenzial je Tonne +1
- +1Potenzial 29 m³ CH₄/t Frischmasse (BMP 326 × TS 9,6 % × oTS 91,3 %)
Prozessstabilität −1,75
- −1Salz / Natrium: Hemmung bei hohen Anteilen
- −0,5Versäuerung: schneller Abbau / saurer pH-Wert, Risiko der Anreicherung flüchtiger Fettsäuren (FOS), erfordert Pufferung
- −0,25Schwefel: H₂S im Biogas (Toxizität für Bakterien, Korrosion, Entschwefelung)
Handhabung und Kosten 0
- 0keine Faktoren
Punkte insgesamt: −0,75 · Schwellen: ≥ 2,5 sehr gut, ≥ 1 gut, darunter — neutral; negativ bei kumuliertem Prozessrisiko.
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BMP-Kurven aus 5 Studien
Gewichteter Mittelwert Einzelne Datensätze
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 (326); 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.
Datensätze und Quellen
CSV herunterladen| Quelle | BMP m³ CH₄/t oTS | CH₄ im Biogas Vol.-%, gemessen | Temperatur | Probe | Kurve |
|---|---|---|---|---|---|
| Dubrovskis i Plume (2017) DOI | 360 | 58,5 % | 38 °C · mesophil | Distillery stillage (Kalsnava) | Endpunkt (Modellkurve) |
| Fu et al. (2017) · 1 DOI | 247 | — | 37 °C · mesophil | vinasse | Endpunkt (Modellkurve) |
| Fu et al. (2017) · 2 DOI | 274 | — | 37 °C · mesophil | vinasse | Endpunkt (Modellkurve) |
| Luna-delRisco et al. (2011) · 1 | 335 | — | 36 °C · mesophil | distillery slop | Endpunkt (Modellkurve) |
| Luna-delRisco et al. (2011) · 2 | 381 | — | 36 °C · mesophil | distillery slop | Endpunkt (Modellkurve) |
| Gewichteter Mittelwert | 326 | 58,5 % | arithmetischer Mittelwert 320, SD 57 | ||
Typische Zusammensetzung
- Trockensubstanz (TS)
- 9,6% (Spanne 5,5–42,6)
- Organische Trockensubstanz (oTS)
- 91,3 % TS (Spanne 86,5–93,1)
- Stickstoff
- 3,5 % TS
- C/N-Verhältnis
- 13
Median und Spanne der Bestimmungen, die in den Publikationen zu den BMP-Datensätzen dieses Substrats angegeben sind (abgelesen aus: MY-D); Trockensubstanz: 3 Bestimmungen, organische Trockensubstanz: 3 Bestimmungen. Das C/N-Verhältnis wurde als Quotient aus C- und N-Gehalt (% TS) aus derselben Quelle berechnet.
Quellen: Fu et al. (2017); Luna-delRisco et al. (2011).
Die Zusammensetzung des Rohstoffs schwankt zwischen Chargen — für Anlagenberechnungen verwenden Sie die Analyse Ihrer eigenen Probe. Der Rechner trägt typische Werte automatisch ein.
Prozesseigenschaften
Kofermentation — womit kombinieren, worauf achten
- gut kombinierbar
Substrate: hohe Alkalinität (Puffer) — z. B. Cattle manure, Pig slurry, Cattle slurry, Duck slurry, Rumen and digestive tract content
- gut kombinierbar
Substrate: stickstoffreich — z. B. Pig slurry, Poultry manure, Waste activated sludge (secondary sludge), Chlorella vulgaris, Nannochloropsis salina
Dosierung
Richtgrenzwert aus der Literaturbis zu 60% Frischmasse der Einsatzstoffe[1]
Schrittweise einführen, mit einer kleinen Dosis beginnen und den Prozess überwachen (z. B. FOS/TAC, pH-Wert, Gaszusammensetzung).
Quellen der Prozessdaten
- Sharma et al. (2013). Thermophilic anaerobic co-digestion of poultry litter and thin stillage. Bioresour. Technol.
- Wilkie, Riedesel, Owens (2000). Stillage characterization and anaerobic treatment of ethanol stillage from conventional and cellulosic feedstocks. Biomass Bioenergy
- Hilton, Archer (1988). Anaerobic digestion of a sulfate-rich molasses wastewater: inhibition of hydrogen sulfide production. Biotechnol. Bioeng.
Der Kofermentationsrechner bewertet eine konkrete Mischung mit diesem Substrat.
Was die Zusammenstellung zeigt
Die Zusammenstellung umfasst 5 Datensätze zum Methanpotenzial (BMP) des Substrats „Distillery stillage and vinasse“ aus 3 Publikationen, veröffentlicht 2011–2017. Die Ergebnisse reichen von 247 bis 381 m³ CH₄/t oTS, der gewichtete Mittelwert beträgt 326 m³ CH₄/t oTS (arithmetischer Mittelwert 320, Standardabweichung 57).
Die Tests wurden bei 36, 37, 38 °C (Temperaturbereich: mesophil) durchgeführt. Unterschiede bei Temperatur, Impfschlamm, Testdauer und Probenvorbereitung sind typische Ursachen für die Streuung der Ergebnisse zwischen Laboren.
Für 5 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 = 0,091 d−1 angenommen (keine kinetischen Daten für die Gruppe – verwendet wurde der Median aller verfügbaren Geschwindigkeitskonstanten k (93 Werte)).
Die Statistiken beschreiben die Streuung veröffentlichter Ergebnisse — eine deskriptive Zusammenstellung, keine Metaanalyse und keine Garantie für den Anlagenertrag.
Literaturverzeichnis
- Dubrovskis, V.; Plume, I. (2017). Methane production from stillage. Engineering for Rural Development. DOI: 10.22616/erdev2017.16.n086 DOI
- Fu, S.F.; Xu, X.H.; Dai, M.; Yuan, X.Z.; Guo, R.B. (2017). Hydrogen and methane production from vinasse using two-stage anaerobic digestion. Process Safety and Environmental Protection 107, 81–86. DOI: 10.1016/j.psep.2017.01.024 DOI
- Luna-delRisco, M.; Normak, A.; Orupõld, K. (2011). Biochemical methane potential of different organic wastes and energy crops from Estonia. Agronomy Research 9(1–2), 331–342. https://www.semanticscholar.org/paper/25cf2d7bba4758136830a9a02caf3ecd997173bb Quelle
Alle Quellen des Portals: Literaturverzeichnis.
Weitere Substrate in der Gruppe „Nebenprodukte der Agrar- und Lebensmittelindustrie“
Molasses — BMP: 2 Studien, gewichteter Mittelwert 410 m³ CH₄/t oTS
410 m³ CH₄/t oTS gewichteter Mittelwert aus 2 Studien
gut — redaktionelle Bewertung für Biogasanlagen≈52 %
Stone-fruit stones (plum, cherry, apricot) — BMP: 3 Studien, gewichteter Mittelwert 84 m³ CH₄/t oTS
84 m³ CH₄/t oTS gewichteter Mittelwert aus 3 Studien
negativ — redaktionelle Bewertung für Biogasanlagen≈52 %
Grape stalks — BMP: 3 Studien, gewichteter Mittelwert 137 m³ CH₄/t oTS
137 m³ CH₄/t oTS gewichteter Mittelwert aus 3 Studien
≈53 %
Green coffee processing residues — BMP: 2 Studien, gewichteter Mittelwert 138 m³ CH₄/t oTS
138 m³ CH₄/t oTS gewichteter Mittelwert aus 2 Studien
neutral — redaktionelle Bewertung für Biogasanlagen≈52 %