BMP-UntersuchungenBiokunststoffe und kompostierbare Verpackungen
Starch-based bioplastics — BMP: 10 Studien, gewichteter Mittelwert 266 m³ CH₄/t oTS
Starch-based bioplastics: 10 Datensätze an BMP-Daten aus 5 Publikationen, gewichteter Mittelwert 266 m³ CH₄/t oTS, Spanne 69–554.
Bewertung: gutCH₄ ≈ 52 % (Schätzung)
Illustration: FeedstockData (KI, Google Gemini)
- Gewichteter Mittelwert
- 266m³ CH₄/t oTS
- Spanne
- 69–554m³ CH₄/t oTS
- Datensätze
- 10Studien
- Publikationen
- 5Quellen
- Temperaturen
- 35 °C, 37 °C, 55 °Cdes Tests
Methan im Biogas
Mittlerer Methangehalt · ≈ 5,2 kWh/m³ Biogas
Schätzung anhand der Substratart Die erfassten Studien enthalten keine Messung. Das Intervall ergibt sich aus der ungefähren Zusammensetzung (kohlenhydratdominiert (ohne Protein- oder Fettmerkmale)) und den Erträgen der Stoffgruppen nach FNR.
Bewertung für Biogasanlagen
gut — redaktionelle Bewertung für BiogasanlagenStabil, wird in der Regel ohne Gebühr angenommen
Potenzial je Tonne Frischmasse: sehr hoch (246 m³ CH₄/t); Prozessrisiko: Versäuerung. Handhabungskosten: physische Störstoffe (Verpackungen, Kunststoffe), langsamer Abbau.
Warum? Bewertungsfaktoren
Potenzial je Tonne +3
- +3Potenzial 246 m³ CH₄/t Frischmasse (BMP 266 × TS 93,3 % × oTS 98,9 %)
Prozessstabilität −0,5
- −0,5Versäuerung: schneller Abbau / saurer pH-Wert, Risiko der Anreicherung flüchtiger Fettsäuren (FOS), erfordert Pufferung
Handhabung und Kosten −1,5
- −1physische Störstoffe (Verpackungen, Kunststoffe) — Entpackung und Abtrennung
- −0,5langsamer Abbau — lange Verweilzeit
Punkte insgesamt: 1 · Schwellen: ≥ 2,5 sehr gut, ≥ 1 gut, darunter — neutral; negativ bei kumuliertem Prozessrisiko.
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BMP-Kurven aus 10 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 (266); 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 | Temperatur | Probe | Kurve |
|---|---|---|---|---|
| Cho et al. (2011) DOI | 554 | 35 °C · mesophil | PCL-starch blend | Endpunkt (Modellkurve) |
| Guo et al. (2011) · 1 DOI | 264 | — | potato starch based foam | Endpunkt (Modellkurve) |
| Guo et al. (2011) · 2 DOI | 281 | — | maize starch based foam | Endpunkt (Modellkurve) |
| Guo et al. (2011) · 3 DOI | 294 | — | wheat based foam | Endpunkt (Modellkurve) |
| Mohee et al. (2008) DOI | 221 | — | Mater-bi (Novamont) | Endpunkt (Modellkurve) |
| Zhang et al. (2018) · 1 DOI | 69 | 37 °C · mesophil | Starch-based film blend 2 | Endpunkt (Modellkurve) |
| Zhang et al. (2018) · 2 DOI | 113 | 37 °C · mesophil | Starch-based film blend 1 | Endpunkt (Modellkurve) |
| Cucina et al. (2022) · 1 DOI | 142 | 55 °C · thermophil | starch based shoppers | Endpunkt (Modellkurve) |
| Cucina et al. (2022) · 2 DOI | 194 | 55 °C · thermophil | starch based shoppers | Endpunkt (Modellkurve) |
| Cucina et al. (2022) · 3 DOI | 224 | 55 °C · thermophil | starch based shoppers | Endpunkt (Modellkurve) |
| Gewichteter Mittelwert | 266 | arithmetischer Mittelwert 236, SD 134 | ||
Typische Zusammensetzung
- Trockensubstanz (TS)
- 93,3% (Spanne 92,7–97,6)
- Organische Trockensubstanz (oTS)
- 98,9 % TS (Spanne 94,1–99,5)
Median und Spanne der Bestimmungen, die in den Publikationen zu den BMP-Datensätzen dieses Substrats angegeben sind (abgelesen aus: MY-D); Trockensubstanz: 5 Bestimmungen, organische Trockensubstanz: 5 Bestimmungen. Die Proben wurden getrocknet bzw. lufttrocken getestet – die TS bezieht sich auf das Material im Test, nicht auf Frischmaterial.
Quellen: Guo et al. (2011); Zhang 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
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
- gut kombinierbar
Substrate: hohe Alkalinität (Puffer) — z. B. Cattle manure, Pig slurry, Cattle slurry, Duck slurry, Rumen and digestive tract content
Dosierung
Schrittweise einführen, mit einer kleinen Dosis beginnen und den Prozess überwachen (z. B. FOS/TAC, pH-Wert, Gaszusammensetzung).
Quellen der Prozessdaten
- Benn, Zitomer (2018). Pretreatment and anaerobic co-digestion of selected PHB and PLA bioplastics. Front. Environ. Sci.
- Narancic et al. (2018). Biodegradable plastic blends create new possibilities for end-of-life management of plastics but they are not a panacea for plastic pollution. Environ. Sci. Technol.
- 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 10 Datensätze zum Methanpotenzial (BMP) des Substrats „Starch-based bioplastics“ aus 5 Publikationen, veröffentlicht 2008–2022. Die Ergebnisse reichen von 69 bis 554 m³ CH₄/t oTS, der gewichtete Mittelwert beträgt 266 m³ CH₄/t oTS (arithmetischer Mittelwert 236, Standardabweichung 134).
Die Tests wurden bei 35, 37, 55 °C (Temperaturbereich: mesophil, thermophil) durchgeführt. Unterschiede bei Temperatur, Impfschlamm, Testdauer und Probenvorbereitung sind typische Ursachen für die Streuung der Ergebnisse zwischen Laboren.
Für 10 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
- Cho, H.; Moon, H.; Kim, M.; Nam, K.; Kim, J. (2011). Biodegradability and biodegradation rate of poly(caprolactone)-starch blend and poly(butylene succinate) biodegradable polymer under aerobic and anaerobic environment. Waste Management 31(3), 475–480. DOI: 10.1016/j.wasman.2010.10.029 DOI
- 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
- Mohee, R.; Unmar, G.; Mudhoo, A.; Khadoo, P. (2008). Biodegradability of biodegradable/degradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions. Waste Management 28(9), 1624–1629. DOI: 10.1016/j.wasman.2007.07.003 DOI
- Zhang, W.; Heaven, S.; Banks, C.J. (2018). Degradation of some EN13432 compliant plastics in simulated mesophilic anaerobic digestion of food waste. Polymer Degradation and Stability 147, 76–88. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2017.11.005 DOI
- Cucina, M.; Soggia, G.; De Nisi, P.; Giordano, A.; Adani, F. (2022). Assessing the anaerobic degradability and the potential recovery of biomethane from different biodegradable bioplastics in a full-scale approach. Bioresource Technology 354, 127224. DOI: 10.1016/j.biortech.2022.127224 DOI
Alle Quellen des Portals: Literaturverzeichnis.
Weitere Substrate in der Gruppe „Biokunststoffe und kompostierbare Verpackungen“
PLA (polylactic acid) — BMP: 8 Studien, gewichteter Mittelwert 127 m³ CH₄/t oTS
127 m³ CH₄/t oTS gewichteter Mittelwert aus 8 Studien
neutral — redaktionelle Bewertung für Biogasanlagen≈51 %
PHA (polyhydroxyalkanoates) — BMP: 3 Studien, gewichteter Mittelwert 341 m³ CH₄/t oTS
341 m³ CH₄/t oTS gewichteter Mittelwert aus 3 Studien
≈52 %
Compostable bags — BMP: 8 Studien, gewichteter Mittelwert 119 m³ CH₄/t oTS
119 m³ CH₄/t oTS gewichteter Mittelwert aus 8 Studien
neutral — redaktionelle Bewertung für Biogasanlagen≈52 %
Cellulose-based films and packaging — BMP: 10 Studien, gewichteter Mittelwert 355 m³ CH₄/t oTS
355 m³ CH₄/t oTS gewichteter Mittelwert aus 10 Studien
gut — redaktionelle Bewertung für Biogasanlagen≈51 %