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Ensayos BMPPajas y residuos de cosecha

Barley straw — BMP: 8 estudios, media ponderada 238 m³ CH₄/t SV

Barley straw: 8 registros de datos BMP procedentes de 4 publicaciones, media ponderada 238 m³ CH₄/t SV, rango 189–370.

valoración: buenaCH₄ ≈ 52 % (estimación)

Publicado Actualizado 2 min de lecturaRedacción FeedstockData

Foto M J Richardson / Wikimedia Commons, licencia CC BY-SA 2.0, archivo de origen; cambios: recorte

Media ponderada
238m³ CH₄/t SV
Rango
189–370m³ CH₄/t SV
Registros
8estudios
Publicaciones
4fuentes
Temperaturas
38 °C, 40 °Cdel ensayo

Metano en el biogás

Contenido medio de metano · ≈ 5,2 kWh/m³ de biogás

estimación según el tipo de sustrato Los estudios recopilados no contienen ninguna medición. El intervalo se deduce de la composición aproximada (proteína a partir del nitrógeno total (N 1 % MS × 6,25)) y de los rendimientos de los grupos de compuestos según la FNR.

Cómo lo calculamos y qué significan las zonas

Valoración para plantas de biogás

buena — valoración editorial para plantas de biogásEstable, normalmente se acepta sin tarifa

Potencial por tonelada de materia fresca: muy alto (203 m³ CH₄/t); sin amenazas particulares para la estabilidad. Costes de manipulación: fibras, capa flotante, degradación lenta.

¿Por qué? Factores de la valoración

Potencial por tonelada +3

  • +3potencial 203 m³ CH₄/t de materia fresca (BMP 238 × MS 90,5 % × SV 94,3 %)

Estabilidad del proceso 0

  • 0sin factores

Manipulación y costes −1

  • −0,5fibras, capa flotante: trituración y mezcla intensiva
  • −0,5degradación lenta: largo tiempo de retención

Puntos totales: 2 · umbrales: ≥ 2,5 muy buena, ≥ 1 buena, por debajo: neutra; negativa si hay riesgo acumulado para el proceso.

Valoración editorial según la metodología · fiabilidad de la valoración: alta · sin tener en cuenta los precios de mercado

Añadir a la calculadora de codigestión Datos CSV

Curvas BMP de 8 estudios

Media ponderada Registros individuales

Curvas BMP: Barley strawProducción acumulada de metano a lo largo del tiempo para 8 registros y la media ponderada de 238 m³ CH₄/t SV. 8 de las curvas son curvas de modelo (cinética de primer orden).0100200300400051015202530tiempo [d]m³ CH₄/t SVAmon et al. (2007): 189 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Dinuccio et al. (2010): 229 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Menardo et al. (2012) · 1: 240 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Menardo et al. (2012) · 2: 286 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Menardo et al. (2012) · 3: 339 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Menardo et al. (2012) · 4: 370 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Schumacher et al. (2014) · 1: 224 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Schumacher et al. (2014) · 2: 228 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)media238

Las líneas discontinuas son una curva de modelo (cinética de primer orden, B(t) = B₀·(1 − e−kt)); el punto final procede de la publicación. Todas las curvas son curvas de modelo.

Producción acumulada de metano a lo largo del ensayo [m³ CH₄/t SV]. La línea gruesa es la media ponderada de todos los registros (238); los puntos marcan los valores finales indicados en las publicaciones. Sitúe el cursor sobre el gráfico para leer los valores; haga clic en un elemento de la leyenda para ocultar o mostrar un registro.

Registros y fuentes

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FuenteBMP
m³ CH₄/t SV		TemperaturaMuestraCurva
Amon et al. (2007) DOI18938 °C · mesófiloBarley Strawpunto final (curva de modelo)
Dinuccio et al. (2010) DOI22940 °C · mesófilobarley strawpunto final (curva de modelo)
Menardo et al. (2012) · 1 DOI24040 °C · mesófiloBarley Strawpunto final (curva de modelo)
Menardo et al. (2012) · 2 DOI28640 °C · mesófiloBarley Strawpunto final (curva de modelo)
Menardo et al. (2012) · 3 DOI33940 °C · mesófiloBarley Strawpunto final (curva de modelo)
Menardo et al. (2012) · 4 DOI37040 °C · mesófiloBarley Strawpunto final (curva de modelo)
Schumacher et al. (2014) · 1 DOI22438 °C · mesófilo—punto final (curva de modelo)
Schumacher et al. (2014) · 2 DOI22838 °C · mesófilo—punto final (curva de modelo)
Media ponderada238media aritmética 263, SD 63

Composición típica

Materia seca (MS)
90,5% (rango 89,2–90,5)
Sólidos volátiles (SV)
94,3 % MS (rango 94,3–97,6)
Nitrógeno
1 % MS

Mediana y rango de las determinaciones indicadas en las publicaciones en que se basan los registros BMP de este sustrato (leídas de: MY-D); materia seca: 3 determinaciones, sólidos volátiles: 3 determinaciones. Las muestras se ensayaron secas o secadas al aire: la MS se refiere al material del ensayo, no al material fresco.

Fuentes: Dinuccio et al. (2010); Menardo et al. (2012); Schumacher et al. (2014).

La composición de la materia prima varía entre lotes: para los cálculos de la planta utilice un análisis de su propia muestra. La calculadora inserta automáticamente valores típicos.

Propiedades del proceso

  • fibroso
  • degradación lenta
  • rico en carbono
  • pobre en nitrógeno
  • forma una capa flotante
  • alta materia seca
  • clasificación editorial

Codigestión: con qué combinarlo y qué vigilar

Dosificación

Fuentes de los datos del proceso

  1. 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
  2. Weiland, P. (2010) Biogas production: current state and perspectives. Applied Microbiology and Biotechnology
  3. Menardo, S.; Airoldi, G.; Balsari, P. (2012) The effect of particle size and thermal pre-treatment on the methane yield of four agricultural by-products. Bioresource Technology 104, 708–714
  4. Amon, T.; Amon, B.; Kryvoruchko, V.; Machmüller, A.; Hopfner-Sixt, K.; Bodiroza, V.; Hrbek, R.; Friedel, J.; Pötsch, E.; Wagentristl, H.; Schreiner, M.; Zollitsch, W. (2007) Methane production through anaerobic digestion of various energy crops grown in sustainable crop rotations. Bioresource Technology 98(17), 3204–3212
  5. Dahunsi, S. (2019) Mechanical pretreatment of lignocelluloses for enhanced biogas production: Methane yield prediction from biomass structural components. Bioresource Technology 280, 18–26
  6. Hendriks, A.T.W.M.; Zeeman, G. (2009) Pretreatments to enhance the digestibility of lignocellulosic biomass. Bioresource Technology
  7. Schumacher, B.; Wedwitschka, H.; Hofmann, J.; Denysenko, V.; Lorenz, H.; Liebetrau, J. (2014) Disintegration in the biogas sector – Technologies and effects. Bioresource Technology 168, 2–6
  8. FNR (2010). Guía sobre el Biogás – Desde la producción hasta el uso (hiszp. wydanie „Leitfaden Biogas”, GIZ 2013)

La calculadora de codigestión evaluará una mezcla concreta que contenga este sustrato.

Qué muestra la compilación

La compilación reúne 8 registros del potencial de metano (BMP) del sustrato «Barley straw» procedentes de 4 publicaciones publicados en 2007–2014. Los resultados van de 189 a 370 m³ CH₄/t SV y la media ponderada es de 238 m³ CH₄/t SV (media aritmética 263, desviación típica 63).

Los ensayos se realizaron a 38, 40 °C (régimen: mesófilo). Las diferencias de temperatura, inóculo, duración del ensayo y preparación de la muestra son causas habituales de la dispersión de resultados entre laboratorios.

En 8 registros la publicación solo indica el valor final. La línea del gráfico es entonces una curva de modelo (cinética de primer orden) y sirve únicamente para comparar formas: solo el punto final procede de la publicación.

Cómo utilizar estos datos

El BMP describe el potencial obtenido en un ensayo discontinuo en condiciones de laboratorio. En una planta a escala real, el rendimiento depende además del tiempo de retención, la carga del digestor, la mezcla y la composición de la alimentación. Para los cálculos preliminares conviene utilizar la media ponderada y, para evaluar el riesgo, todo el rango de resultados. Al planificar una alimentación concreta, merece la pena encargar un ensayo BMP propio con una muestra representativa.

La metodología en breve

El BMP es la cantidad de metano obtenida a partir de los sólidos volátiles (SV) en un ensayo discontinuo, expresada en m³ de CH₄ por tonelada de SV (numéricamente igual a NmL CH₄/g SV en las publicaciones) y convertida a condiciones normales (0 °C, 101,325 kPa). La media ponderada asigna a cada publicación un peso total de 1, repartido a partes iguales entre sus resultados para el sustrato: un artículo que ensaya veinte variedades no pesa más que uno con una sola muestra. En los programas interlaboratorio la unidad es el laboratorio (peso total 1) y, dentro de él, el peso de un ensayo crece con el número de botellas (réplicas). Los resultados posteriores a un pretratamiento (p. ej. térmico, químico o enzimático) se muestran por separado y no se incluyen en la media.

Las líneas continuas son curvas medidas en los ensayos. Cuando una publicación solo indica el resultado final, dibujamos un modelo cinético de primer orden, B(t) = B₀·(1 − e−kt): solo el punto final procede de la publicación y la forma de la curva es una mera visualización; no debe leerse en ella la producción de un día concreto. Para este sustrato se supuso k = 0,136 d−1 (mediana de las constantes de velocidad k indicadas en las fuentes y/o ajustadas a las curvas medias medidas).

Las estadísticas describen la dispersión de los resultados publicados: una compilación descriptiva, no un metaanálisis ni una garantía del rendimiento de la planta.

Metodología completa y política de correcciones

Resultados tras pretratamiento (8): excluidos de la media
FuenteBMP
m³ CH₄/t SV		PretratamientoMuestra
Schumacher et al. (2014)247unspecifiedBarley Straw
Schumacher et al. (2014)242unspecifiedBarley Straw
Schumacher et al. (2014)216unspecifiedBarley Straw
Schumacher et al. (2014)237unspecifiedBarley Straw
Schumacher et al. (2014)251unspecifiedBarley Straw
Schumacher et al. (2014)251unspecifiedBarley Straw
Menardo et al. (2012)340unspecifiedBarley Straw
Menardo et al. (2012)338unspecifiedBarley Straw

Bibliografía

  1. Amon, T.; Amon, B.; Kryvoruchko, V.; Machmüller, A.; Hopfner-Sixt, K.; Bodiroza, V.; Hrbek, R.; Friedel, J.; Pötsch, E.; Wagentristl, H.; Schreiner, M.; Zollitsch, W. (2007). Methane production through anaerobic digestion of various energy crops grown in sustainable crop rotations. Bioresource Technology 98(17), 3204–3212. DOI: 10.1016/j.biortech.2006.07.007 DOI
  2. 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
  3. Menardo, S.; Airoldi, G.; Balsari, P. (2012). The effect of particle size and thermal pre-treatment on the methane yield of four agricultural by-products. Bioresource Technology 104, 708–714. DOI: 10.1016/j.biortech.2011.10.061 DOI
  4. Schumacher, B.; Wedwitschka, H.; Hofmann, J.; Denysenko, V.; Lorenz, H.; Liebetrau, J. (2014). Disintegration in the biogas sector – Technologies and effects. Bioresource Technology 168, 2–6. DOI: 10.1016/j.biortech.2014.02.027 DOI

Todas las fuentes del sitio: bibliografía.

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