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Ensayos BMPMadera y biomasa leñosa

Hardwood — BMP: 8 estudios, media ponderada 153 m³ CH₄/t SV

Hardwood: 8 registros de datos BMP procedentes de 4 publicaciones, media ponderada 153 m³ CH₄/t SV, rango 45–270.

valoración: neutraCH₄ ≈ 52 % (estimación)

Publicado Actualizado 2 min de lecturaRedacción FeedstockData

Foto Anne LaBastille / Wikimedia Commons, dominio público, archivo de origen; cambios: recorte

Media ponderada
153m³ CH₄/t SV
Rango
45–270m³ CH₄/t SV
Registros
8estudios
Publicaciones
4fuentes
Temperaturas
35 °C, 55 °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 (predominio de carbohidratos (sin características de proteína ni de grasa)) 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

neutra — valoración editorial para plantas de biogásSin ventajas claras: conviene cobrar una tarifa por aceptarlo

Potencial por tonelada de materia fresca: moderado, pero limitado por la mala degradabilidad de la materia orgánica (128 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 +1

  • +1potencial 128 m³ CH₄/t de materia fresca (BMP 153 × MS 92,7 % × SV 89,8 %); baja degradabilidad de los SV (BMP 153 m³ CH₄/t SV): puntuación limitada

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: 0 · 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: media · 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: HardwoodProducción acumulada de metano a lo largo del tiempo para 8 registros y la media ponderada de 153 m³ CH₄/t SV. 8 de las curvas son curvas de modelo (cinética de primer orden).01002003000510152025303540tiempo [d]m³ CH₄/t SVChynoweth et al. (1993) · 1: 210 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Chynoweth et al. (1993) · 2: 240 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Nallathambi Gunaseelan (1997): 134 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Krause et al. (2018) · 1: 45 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Krause et al. (2018) · 2: 49 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Krause et al. (2018) · 3: 170 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Krause et al. (2018) · 4: 270 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Costa et al. (2019): 121 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)media153

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 (153); 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
Chynoweth et al. (1993) · 1 DOI21035 °C · mesófiloSweetgumpunto final (curva de modelo)
Chynoweth et al. (1993) · 2 DOI24035 °C · mesófiloBlack Locustpunto final (curva de modelo)
Nallathambi Gunaseelan (1997) DOI13435 °C · mesófilo—punto final (curva de modelo)
Krause et al. (2018) · 1 DOI4535 °C · mesófilohardwoodpunto final (curva de modelo)
Krause et al. (2018) · 2 DOI4955 °C · termófilohardwoodpunto final (curva de modelo)
Krause et al. (2018) · 3 DOI17055 °C · termófilohardwoodpunto final (curva de modelo)
Krause et al. (2018) · 4 DOI27035 °C · mesófilohardwoodpunto final (curva de modelo)
Costa et al. (2019) DOI121—Birch (milled wood)punto final (curva de modelo)
Media ponderada153media aritmética 155, SD 83

Composición típica

Materia seca (MS)
92,7% (rango 92,7–92,7)
Sólidos volátiles (SV)
89,8 % MS (rango 85,8–93,9)

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: 1 determinación, sólidos volátiles: 2 determinaciones. Las muestras se ensayaron secas o secadas al aire: la MS se refiere al material del ensayo, no al material fresco.

Fuentes: Nallathambi Gunaseelan (1997); Krause et al. (2018).

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
  • composición variable
  • clasificación editorial

Codigestión: con qué combinarlo y qué vigilar

Dosificación

Fuentes de los datos del proceso

  1. 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
  2. Chynoweth, D.; Turick, C.; Owens, J.; Jerger, D.; Peck, M. (1993) Biochemical methane potential of biomass and waste feedstocks. Biomass and Bioenergy 5(1), 95–111
  3. Dahunsi, S. (2019) Mechanical pretreatment of lignocelluloses for enhanced biogas production: Methane yield prediction from biomass structural components. Bioresource Technology 280, 18–26
  4. Nallathambi Gunaseelan, V. (1997) Anaerobic digestion of biomass for methane production: A review. Biomass and Bioenergy 13(1-2), 83–114
  5. Hendriks, A.T.W.M.; Zeeman, G. (2009) Pretreatments to enhance the digestibility of lignocellulosic biomass. Bioresource Technology
  6. Costa, T.H.F.; Eijsink, V.G.H.; Horn, S.J. (2019) The use of lytic polysaccharide monooxygenases in anaerobic digestion of lignocellulosic materials. Biotechnology for Biofuels 12(1), 270
  7. Weiland, P. (2010) Biogas production: current state and perspectives. Applied Microbiology and Biotechnology
  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 «Hardwood» procedentes de 4 publicaciones publicados en 1993–2019. Los resultados van de 45 a 270 m³ CH₄/t SV y la media ponderada es de 153 m³ CH₄/t SV (media aritmética 155, desviación típica 83).

Los ensayos se realizaron a 35, 55 °C (régimen: mesófilo, termófilo). 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 = 0,039 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

Bibliografía

  1. Chynoweth, D.; Turick, C.; Owens, J.; Jerger, D.; Peck, M. (1993). Biochemical methane potential of biomass and waste feedstocks. Biomass and Bioenergy 5(1), 95–111. DOI: 10.1016/0961-9534(93)90010-2 DOI
  2. 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
  3. 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
  4. Costa, T.H.F.; Eijsink, V.G.H.; Horn, S.J. (2019). The use of lytic polysaccharide monooxygenases in anaerobic digestion of lignocellulosic materials. Biotechnology for Biofuels 12(1), 270. DOI: 10.1186/s13068-019-1611-8 DOI

Todas las fuentes del sitio: bibliografía.

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