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Ensayos BMPCultivos energéticos y plantas enteras (WCS)

Jerusalem artichoke biomass — BMP: 11 estudios, media ponderada 384 m³ CH₄/t SV

Jerusalem artichoke biomass: 11 registros de datos BMP procedentes de 5 publicaciones, media ponderada 384 m³ CH₄/t SV, rango 252–680.

valoración: buenaCH₄ 65 %

Publicado Actualizado 2 min de lecturaRedacción FeedstockData

Foto JackyM59 / Wikimedia Commons, licencia CC BY-SA 4.0, archivo de origen; cambios: recorte

Media ponderada
384m³ CH₄/t SV
Rango
252–680m³ CH₄/t SV
Registros
11estudios
Publicaciones
5fuentes
Temperaturas
35 °C, 36 °C, 37 °C, 38 °Cdel ensayo

Metano en el biogás

Alto contenido de metano · ≈ 6,5 kWh/m³ de biogás

medido media de 2 estudios BMP, rango 61,1–68,4 %; en un ensayo discontinuo la proporción de CH₄ suele ser mayor que en una planta.

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: alto (94 m³ CH₄/t); riesgo para el proceso: acidificación. Sin requisitos adicionales de manipulación.

¿Por qué? Factores de la valoración

Potencial por tonelada +2

  • +2potencial 94 m³ CH₄/t de materia fresca (BMP 384 × MS 27,1 % × SV 90 %)

Estabilidad del proceso −0,5

  • −0,5acidificación: degradación rápida / pH ácido, riesgo de acumulación de AGV, requiere tamponamiento

Manipulación y costes 0

  • 0sin factores

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 11 estudios

Media ponderada Registros individuales

Curvas BMP: Jerusalem artichoke biomassProducción acumulada de metano a lo largo del tiempo para 11 registros y la media ponderada de 384 m³ CH₄/t SV. 11 de las curvas son curvas de modelo (cinética de primer orden).02004006008000510152025303540tiempo [d]m³ CH₄/t SVLehtomaki (2006) · 1: 360 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Lehtomaki (2006) · 2: 370 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Zubr (1986) · 1: 301 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Zubr (1986) · 2: 309 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Gunnarson et al. (1985) · 1: 650 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Gunnarson et al. (1985) · 2: 680 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Luna-delRisco et al. (2011): 310 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Ruf i Emmerling (2018) · 1: 252 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Ruf i Emmerling (2018) · 2: 269 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Ruf i Emmerling (2018) · 3: 278 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Ruf i Emmerling (2018) · 4: 301 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)media384

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 (384); 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

Descargar CSV
FuenteBMP
m³ CH₄/t SV		CH₄ en el biogás
% vol., medido		TemperaturaMuestraCurva
Lehtomaki (2006) · 1360—35 °C · mesófiloJerusalem Artichokepunto final (curva de modelo)
Lehtomaki (2006) · 2370—35 °C · mesófiloJerusalem Artichokepunto final (curva de modelo)
Zubr (1986) · 1 DOI30168,4 %35 °C · mesófiloJerusalem artichoke · pretratamiento: Silage: Air tight glass jars , fermented 30-40 days at 20 oC.punto final (curva de modelo)
Zubr (1986) · 2 DOI30961,1 %35 °C · mesófiloJerusalem artichokepunto final (curva de modelo)
Gunnarson et al. (1985) · 1 DOI650—37 °C · mesófiloJerusalem artichoke · pretratamiento: Ensiledpunto final (curva de modelo)
Gunnarson et al. (1985) · 2 DOI680—37 °C · mesófiloJerusalem artichoke · pretratamiento: Ensiledpunto final (curva de modelo)
Luna-delRisco et al. (2011)310—36 °C · mesófiloJerusalem Artichokepunto final (curva de modelo)
Ruf i Emmerling (2018) · 1 DOI252—38 °C · mesófiloJerusalem Artichokepunto final (curva de modelo)
Ruf i Emmerling (2018) · 2 DOI269—38 °C · mesófiloJerusalem Artichokepunto final (curva de modelo)
Ruf i Emmerling (2018) · 3 DOI278—38 °C · mesófiloJerusalem Artichokepunto final (curva de modelo)
Ruf i Emmerling (2018) · 4 DOI301—38 °C · mesófiloJerusalem Artichokepunto final (curva de modelo)
Media ponderada38464,8 %media aritmética 371, SD 150

Composición típica

Materia seca (MS)
27,1% (rango 13,6–91,1)
Sólidos volátiles (SV)
90 % MS (rango 83–95,2)
Nitrógeno
0,7 % MS
Relación C/N
49

Mediana y rango de las determinaciones indicadas en las publicaciones en que se basan los registros BMP de este sustrato (leídas de: CROPGEN D4, MY-D); materia seca: 10 determinaciones, sólidos volátiles: 6 determinaciones. El rango de MS incluye tanto muestras frescas como muestras parcialmente secadas o secadas antes del ensayo; para el material fresco corresponde la parte inferior del rango, idealmente una medición propia.

Fuentes: Lehtomaki (2006); Zubr (1986); Gunnarson et al. (1985); Luna-delRisco et al. (2011); Ruf 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

  • estacional
  • fácilmente degradable
  • clasificación editorial

Codigestión: con qué combinarlo y qué vigilar

Dosificación

Introduzca el sustrato gradualmente, empezando con una dosis pequeña y vigilando el proceso (p. ej. FOS/TAC, pH, composición del gas).

Fuentes de los datos del proceso

  1. Chen, Y.; Cheng, J.J.; Creamer, K.S. (2008) Inhibition of anaerobic digestion process: A review. Bioresource Technology
  2. Weiland, P. (2010) Biogas production: current state and perspectives. Applied Microbiology and Biotechnology
  3. Lehtomaki, A. Viinikainen, T.A. Rintala, J.A (2006) Screening boreal energy crops and crop residues for methane biofuel production. Submitted to Biomass and Bioenergy
  4. Zubr, J. (1986) Methanogenic fermentation of fresh and ensiled plant materials. Biomass 11(3), 159–171
  5. Gunnarson, S.; Malmberg, A.; Mathisen, B.; Theander, O.; Thyselius, L.; Wünsche, U. (1985) Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.) for biogas production. Biomass 7(2), 85–97
  6. 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
  7. Ruf, T.; Emmerling, C. (2018) Site-adapted production of bioenergy feedstocks on poorly drained cropland through the cultivation of perennial crops. A feasibility study on biomass yield and biochemical methane potential. Biomass and Bioenergy 119, 429–435
  8. FNR (2010). Guía sobre el Biogás – Desde la producción hasta el uso (hiszp. wydanie „Leitfaden Biogas”, GIZ 2013)
  9. Herrmann et al. (2011). Effects of ensiling, silage additives and storage period on methane formation of biogas crops. Bioresour. Technol.

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

Qué muestra la compilación

La compilación reúne 11 registros del potencial de metano (BMP) del sustrato «Jerusalem artichoke biomass» procedentes de 5 publicaciones publicados en 1985–2018. Los resultados van de 252 a 680 m³ CH₄/t SV y la media ponderada es de 384 m³ CH₄/t SV (media aritmética 371, desviación típica 150).

Los ensayos se realizaron a 35, 36, 37, 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 11 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 = 0,085 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. Lehtomaki, A. Viinikainen, T.A. Rintala, J.A (2006). Screening boreal energy crops and crop residues for methane biofuel production. Submitted to Biomass and Bioenergy.
  2. Zubr, J. (1986). Methanogenic fermentation of fresh and ensiled plant materials. Biomass 11(3), 159–171. DOI: 10.1016/0144-4565(86)90064-8 DOI
  3. Gunnarson, S.; Malmberg, A.; Mathisen, B.; Theander, O.; Thyselius, L.; Wünsche, U. (1985). Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.) for biogas production. Biomass 7(2), 85–97. DOI: 10.1016/0144-4565(85)90036-8 DOI
  4. 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
  5. Ruf, T.; Emmerling, C. (2018). Site-adapted production of bioenergy feedstocks on poorly drained cropland through the cultivation of perennial crops. A feasibility study on biomass yield and biochemical methane potential. Biomass and Bioenergy 119, 429–435. DOI: 10.1016/j.biombioe.2018.10.007 DOI

Todas las fuentes del sitio: bibliografía.

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