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Ensayos BMPGramíneas, forrajes verdes y plantas forrajeras

Lucerne (alfalfa) — BMP: 7 estudios, media ponderada 366 m³ CH₄/t SV

Lucerne (alfalfa): 7 registros de datos BMP procedentes de 4 publicaciones, media ponderada 366 m³ CH₄/t SV, rango 271–560.

valoración: neutraCH₄ 66 %

Publicado Actualizado 2 min de lecturaRedacción FeedstockData

Foto Chris Morgan / Wikimedia Commons, licencia CC BY-SA 2.0, archivo de origen; cambios: recorte

Media ponderada
366m³ CH₄/t SV
Rango
271–560m³ CH₄/t SV
Registros
7estudios
Publicaciones
4fuentes
Temperaturas
37 °C, 38 °C, 40 °Cdel ensayo

Metano en el biogás

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

medido media de 1 estudio BMP; 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

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

Potencial por tonelada de materia fresca: alto (85 m³ CH₄/t); riesgo para el proceso: proteína / nitrógeno. Costes de manipulación: fibras, capa flotante.

¿Por qué? Factores de la valoración

Potencial por tonelada +2

  • +2potencial 85 m³ CH₄/t de materia fresca (BMP 366 × MS 25,8 % × SV 89,9 %)

Estabilidad del proceso −1

  • −1proteína / nitrógeno: riesgo de inhibición por amoníaco con proporciones elevadas

Manipulación y costes −0,5

  • −0,5fibras, capa flotante: trituración y mezcla intensiva

Puntos totales: 0,5 · 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 7 estudios

Media ponderada Registros individuales

Curvas BMP: Lucerne (alfalfa)Producción acumulada de metano a lo largo del tiempo para 7 registros y la media ponderada de 366 m³ CH₄/t SV. 7 de las curvas son curvas de modelo (cinética de primer orden).02004006000510152025303540tiempo [d]m³ CH₄/t SVAmon et al. (2007): 335 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Pouech (b.r.): 340 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Lallement et al. (2023): 271 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Shilpi et al. (2019) · 1: 490 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Shilpi et al. (2019) · 2: 500 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Shilpi et al. (2019) · 3: 530 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Shilpi et al. (2019) · 4: 560 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)media366

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 (366); 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		CH₄ en el biogás
% vol., medido		TemperaturaMuestraCurva
Amon et al. (2007) DOI335—38 °C · mesófiloLucernepunto final (curva de modelo)
Pouech (b.r.)34065,8 %40 °C · mesófiloAlfalfapunto final (curva de modelo)
Lallement et al. (2023) DOI271—38 °C · mesófiloAlfalfapunto final (curva de modelo)
Shilpi et al. (2019) · 1 DOI490—37 °C · mesófiloTW alfalfapunto final (curva de modelo)
Shilpi et al. (2019) · 2 DOI500—37 °C · mesófiloM800punto final (curva de modelo)
Shilpi et al. (2019) · 3 DOI530—37 °C · mesófiloA400punto final (curva de modelo)
Shilpi et al. (2019) · 4 DOI560—37 °C · mesófiloA800punto final (curva de modelo)
Media ponderada36665,8 %media aritmética 432, SD 114

Composición típica

Materia seca (MS)
25,8% (rango 19,9–69)
Sólidos volátiles (SV)
89,9 % MS (rango 87,1–90,9)
Nitrógeno
3,4 % MS
Relación C/N
12,3

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: 6 determinaciones, sólidos volátiles: 6 determinaciones. La relación C/N se calculó como cociente entre los contenidos de C y N (% MS) de la misma fuente.

Fuentes: Pouech, P. Fruteau, H. Bewa, H.. Agricultural crops for…; Lallement et al. (2023); Shilpi et al. (2019).

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
  • fibroso
  • rico en nitrógeno
  • clasificación editorial

Codigestión: con qué combinarlo y qué vigilar

Dosificación

Fuentes de los datos del proceso

  1. Lehtomaki, A.; Huttunen, S.; Rintala, J.A. (2007) Laboratory investigations on co-digestion of energy crops and crop residues with cow manure for methane production: effect of crop to manure ratio. Resources, Conservation and Recycling
  2. 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
  3. Li et al. (2023). Anaerobic co-digestion of grass, alfalfa, and red clover for methane production and the kinetic analysis. BioResources 18(1)
  4. Pouech, P. Fruteau, H. Bewa, H. (None) Agricultural crops for biogas production on anaerobic digestion plants. Biomass for energy and industry 163-165
  5. Hendriks, A.T.W.M.; Zeeman, G. (2009) Pretreatments to enhance the digestibility of lignocellulosic biomass. Bioresource Technology
  6. 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
  7. Shilpi, S.; Lamb, D.; Bolan, N.; Seshadri, B.; Choppala, G.; Naidu, R. (2019) Waste to watt: Anaerobic digestion of wastewater irrigated biomass for energy and fertiliser production. Journal of Environmental Management 239, 73–83
  8. 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 7 registros del potencial de metano (BMP) del sustrato «Lucerne (alfalfa)» procedentes de 4 publicaciones publicados en 2007–2023. Los resultados van de 271 a 560 m³ CH₄/t SV y la media ponderada es de 366 m³ CH₄/t SV (media aritmética 432, desviación típica 114).

Los ensayos se realizaron a 37, 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 7 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 = 0,091 d−1 (no hay datos cinéticos del grupo; se utilizó la mediana de todas las constantes de velocidad k disponibles (93 valores)).

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. 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. Pouech, P. Fruteau, H. Bewa, H.. Agricultural crops for biogas production on anaerobic digestion plants. Biomass for energy and industry 163-165.
  3. 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
  4. Shilpi, S.; Lamb, D.; Bolan, N.; Seshadri, B.; Choppala, G.; Naidu, R. (2019). Waste to watt: Anaerobic digestion of wastewater irrigated biomass for energy and fertiliser production. Journal of Environmental Management 239, 73–83. DOI: 10.1016/j.jenvman.2019.02.122 DOI

Todas las fuentes del sitio: bibliografía.

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