Ensayos BMPExcrementos animales (purín, estiércol, gallinaza)

Cattle slurry — BMP: 14 estudios, media ponderada 236 m³ CH₄/t SV

Cattle slurry: 14 registros de datos BMP procedentes de 5 publicaciones, media ponderada 236 m³ CH₄/t SV, rango 156–481.

valoración: muy buenaCH₄ ≈ 54 % (estimación)

Publicado Actualizado 2 min de lecturaRedacción FeedstockData

Foto Ulita / Wikimedia Commons, licencia CC BY-SA 3.0, archivo de origen; cambios: recorte

Media ponderada
236m³ CH₄/t SV
Rango
156–481m³ CH₄/t SV
Registros
14estudios
Publicaciones
5fuentes
Temperaturas
30 °C, 35 °C, 36 °C, 38 °Cdel ensayo

Metano en el biogás

Contenido medio de metano · ≈ 5,4 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 2,2 % MS × 6,25; en el estiércol, parte del N es nitrógeno amoniacal)) 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

muy buena — valoración editorial para plantas de biogásMerece la pena aceptarlo incluso gratis o pagando al proveedor

Potencial por tonelada de materia fresca: bajo (14 m³ CH₄/t); estabiliza el proceso (alta alcalinidad: estabiliza el pH de la mezcla, aporta oligoelementos). Costes de manipulación: arena, piedras, conchas.

corrección editorial resultado del algoritmo: buena;

¿Por qué? Factores de la valoración

Potencial por tonelada 0

  • ±0potencial 14 m³ CH₄/t de materia fresca (BMP 236 × MS 7,8 % × SV 78,1 %)

Estabilidad del proceso +2

  • +1,5alta alcalinidad: estabiliza el pH de la mezcla
  • +0,5aporta oligoelementos (Co, Ni, Se, Fe)

Manipulación y costes −0,5

  • −0,5arena, piedras, conchas: sedimentos en el digestor

Puntos totales: 1,5 · 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 14 estudios

Media ponderada Registros individuales

Curvas BMP: Cattle slurryProducción acumulada de metano a lo largo del tiempo para 14 registros y la media ponderada de 236 m³ CH₄/t SV. 14 de las curvas son curvas de modelo (cinética de primer orden).0200400600051015202530tiempo [d]m³ CH₄/t SVLallement et al. (2023) · 1: 224 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Lallement et al. (2023) · 2: 291 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Lallement et al. (2023) · 3: 481 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Luna-delRisco et al. (2011) · 1: 196 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Luna-delRisco et al. (2011) · 2: 238 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Luna-delRisco et al. (2011) · 3: 280 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Luste i Luostarinen (2011): 210 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Vedrenne et al. (2008) · 1: 190 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Vedrenne et al. (2008) · 2: 210 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Vedrenne et al. (2008) · 3: 228 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Vedrenne et al. (2008) · 4: 230 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Vedrenne et al. (2008) · 5: 233 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Vedrenne et al. (2008) · 6: 385 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Pham et al. (2013): 156 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)media236

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 (236); 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.

  • Mostrar los registros restantes en la leyenda (2)

Registros y fuentes

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FuenteBMP
m³ CH₄/t SV
TemperaturaMuestraCurva
Lallement et al. (2023) · 1 DOI22438 °C · mesófilocattle slurrypunto final (curva de modelo)
Lallement et al. (2023) · 2 DOI29138 °C · mesófilocattle slurrypunto final (curva de modelo)
Lallement et al. (2023) · 3 DOI48138 °C · mesófilocattle slurrypunto final (curva de modelo)
Luna-delRisco et al. (2011) · 119636 °C · mesófilocattle slurrypunto final (curva de modelo)
Luna-delRisco et al. (2011) · 223836 °C · mesófilocattle slurrypunto final (curva de modelo)
Luna-delRisco et al. (2011) · 328036 °C · mesófilocattle slurrypunto final (curva de modelo)
Luste i Luostarinen (2011) DOI21035 °C · mesófiloslurrypunto final (curva de modelo)
Vedrenne et al. (2008) · 1 DOI19030 °C · mesófilocow slurrypunto final (curva de modelo)
Vedrenne et al. (2008) · 2 DOI21030 °C · mesófilocow slurrypunto final (curva de modelo)
Vedrenne et al. (2008) · 3 DOI22830 °C · mesófilocow slurrypunto final (curva de modelo)
Vedrenne et al. (2008) · 4 DOI23030 °C · mesófilocow slurrypunto final (curva de modelo)
Vedrenne et al. (2008) · 5 DOI23330 °C · mesófilocow slurrypunto final (curva de modelo)
Vedrenne et al. (2008) · 6 DOI38530 °C · mesófilocalve slurrypunto final (curva de modelo)
Pham et al. (2013) DOI15635 °C · mesófiloCow manure (VDI 4630)punto final (curva de modelo)
Media ponderada236media aritmética 254, SD 85

Composición típica

Materia seca (MS)
7,8% (rango 4,7–26,3)
Sólidos volátiles (SV)
78,1 % MS (rango 74–92)
Nitrógeno
2,2 % MS
Relación C/N
16,3

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: 5 determinaciones, sólidos volátiles: 4 determinaciones. La relación C/N se calculó como cociente entre los contenidos de C y N (% MS) de la misma fuente.

Fuentes: Lallement et al. (2023); Luna-delRisco et al. (2011); Luste et al. (2011).

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

  • alta alcalinidad (tampón)
  • diluye la alimentación (baja MS)
  • fuente de oligoelementos
  • arena y sedimentos
  • clasificación editorial

Codigestión: con qué combinarlo y qué vigilar

Dosificación

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

Qué muestra la compilación

La compilación reúne 14 registros del potencial de metano (BMP) del sustrato «Cattle slurry» procedentes de 5 publicaciones publicados en 2008–2023. Los resultados van de 156 a 481 m³ CH₄/t SV y la media ponderada es de 236 m³ CH₄/t SV (media aritmética 254, desviación típica 85).

Los ensayos se realizaron a 30, 35, 36, 38 °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 14 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 = 0,393 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 (2): excluidos de la media
FuenteBMP
m³ CH₄/t SV
PretratamientoMuestra
Luste i Luostarinen (2011)250physicalslurry
Luste i Luostarinen (2011)280unspecifiedslurry

Bibliografía

  1. Lallement, A.; Peyrelasse, C.; Lagnet, C.; Barakat, A.; Schraauwers, B.; Maunas, S.; Monlau, F. (2023). A Detailed Database of the Chemical Properties and Methane Potential of Biomasses Covering a Large Range of Common Agricultural Biogas Plant Feedstocks. Waste 1(1), 195–227. DOI: 10.3390/waste1010014 DOI
  2. 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 fuente
  3. Luste, S.; Luostarinen, S. (2011). Enhanced methane production from ultrasound pre-treated and hygienized dairy cattle slurry. Waste Management 31(9-10), 2174–2179. DOI: 10.1016/j.wasman.2011.04.012 DOI
  4. Vedrenne, F.; Béline, F.; Dabert, P.; Bernet, N. (2008). The effect of incubation conditions on the laboratory measurement of the methane producing capacity of livestock wastes. Bioresource Technology 99(1), 146–155. DOI: 10.1016/j.biortech.2006.11.043 DOI
  5. Pham, C.H.; Triolo, J.M.; Cu, T.T.T.; Pedersen, L.; Sommer, S.G. (2013). Validation and Recommendation of Methods to Measure Biogas Production Potential of Animal Manure. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences 26(6), 864–873. DOI: 10.5713/ajas.2012.12623 DOI

Todas las fuentes del sitio: bibliografía.