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Ensayos BMPCultivos energéticos y plantas enteras (WCS)

Napier grass — BMP: 35 estudios, media ponderada 253 m³ CH₄/t SV

Napier grass: 35 registros de datos BMP procedentes de 6 publicaciones, media ponderada 253 m³ CH₄/t SV, rango 98–372.

valoración: buenaCH₄ ≈ 54 % (estimación)

Publicado Actualizado 2 min de lecturaRedacción FeedstockData

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

Media ponderada
253m³ CH₄/t SV
Rango
98–372m³ CH₄/t SV
Registros
35estudios
Publicaciones
6fuentes
Temperaturas
35 °C, 37 °Cdel ensayo

Metano en el biogás

Contenido medio de metano · ≈ 5,3 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 2,1 % 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: alto (83 m³ CH₄/t); sin amenazas particulares para la estabilidad. Costes de manipulación: fibras, capa flotante.

¿Por qué? Factores de la valoración

Potencial por tonelada +2

  • +2potencial 83 m³ CH₄/t de materia fresca (BMP 253 × MS 37,8 % × SV 87,2 %)

Estabilidad del proceso 0

  • 0sin factores

Manipulación y costes −0,5

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

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 35 estudios

Media ponderada Registros individuales

Curvas BMP: Napier grassProducción acumulada de metano a lo largo del tiempo para 35 registros y la media ponderada de 253 m³ CH₄/t SV. 35 de las curvas son curvas de modelo (cinética de primer orden).01002003004000510152025303540tiempo [d]m³ CH₄/t SVTong et al. (1990): 288 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Chynoweth et al. (1993) · 1: 191 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Chynoweth et al. (1993) · 2: 221 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Chynoweth et al. (1993) · 3: 231 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Chynoweth et al. (1993) · 4: 238 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Chynoweth et al. (1993) · 5: 247 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Chynoweth et al. (1993) · 6: 248 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Chynoweth et al. (1993) · 7: 249 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Chynoweth et al. (1993) · 8: 251 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Chynoweth et al. (1993) · 9: 255 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Chynoweth et al. (1993) · 10: 257 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Chynoweth et al. (1993) · 11: 258 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Chynoweth et al. (1993) · 12: 260 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Chynoweth et al. (1993) · 13: 264 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Chynoweth et al. (1993) · 14: 274 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Chynoweth et al. (1993) · 15: 291 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Chynoweth et al. (1993) · 16: 294 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Chynoweth et al. (1993) · 17: 310 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Dahunsi (2019) · 1: 200 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Dahunsi (2019) · 2: 202 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Gunaseelan (2004) · 1: 342 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Gunaseelan (2004) · 2: 372 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Kouas et al. (2017): 255 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Surendra i Khanal (2015) · 1: 98 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Surendra i Khanal (2015) · 2: 103 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Surendra i Khanal (2015) · 3: 112 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Surendra i Khanal (2015) · 4: 121 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Surendra i Khanal (2015) · 5: 123 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Surendra i Khanal (2015) · 6: 150 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Surendra i Khanal (2015) · 7: 181 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Surendra i Khanal (2015) · 8: 189 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Surendra i Khanal (2015) · 9: 203 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Surendra i Khanal (2015) · 10: 217 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Surendra i Khanal (2015) · 11: 218 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Surendra i Khanal (2015) · 12: 236 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)media253

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 (253); 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 (23)

Registros y fuentes

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FuenteBMP
m³ CH₄/t SV		TemperaturaMuestraCurva
Tong et al. (1990) DOI28835 °C · mesófiloNapier grass · pretratamiento: air driedpunto final (curva de modelo)
Chynoweth et al. (1993) · 1 DOI19135 °C · mesófiloNapier grasspunto final (curva de modelo)
Chynoweth et al. (1993) · 2 DOI22135 °C · mesófiloNapier grasspunto final (curva de modelo)
Chynoweth et al. (1993) · 3 DOI23135 °C · mesófiloNapier grass · pretratamiento: Dried to 20% moisture R9punto final (curva de modelo)
Chynoweth et al. (1993) · 4 DOI23835 °C · mesófiloNapier grasspunto final (curva de modelo)
Chynoweth et al. (1993) · 5 DOI24735 °C · mesófiloNapier grass · pretratamiento: Dried to 20% moisture R5punto final (curva de modelo)
Chynoweth et al. (1993) · 6 DOI24835 °C · mesófiloNapier grasspunto final (curva de modelo)
Chynoweth et al. (1993) · 7 DOI24935 °C · mesófiloNapier grasspunto final (curva de modelo)
Chynoweth et al. (1993) · 8 DOI25135 °C · mesófiloNapier grass · pretratamiento: Dried 40% moisture -R8punto final (curva de modelo)
Chynoweth et al. (1993) · 9 DOI25535 °C · mesófiloNapier grass · pretratamiento: Dried 40% moisture -R3punto final (curva de modelo)
Chynoweth et al. (1993) · 10 DOI25735 °C · mesófiloNapier grasspunto final (curva de modelo)
Chynoweth et al. (1993) · 11 DOI25835 °C · mesófiloNapier grasspunto final (curva de modelo)
Chynoweth et al. (1993) · 12 DOI26035 °C · mesófiloNapier grasspunto final (curva de modelo)
Chynoweth et al. (1993) · 13 DOI26435 °C · mesófiloNapier grass · pretratamiento: Ensiledpunto final (curva de modelo)
Chynoweth et al. (1993) · 14 DOI27435 °C · mesófiloNapier grasspunto final (curva de modelo)
Chynoweth et al. (1993) · 15 DOI29135 °C · mesófiloNapier grasspunto final (curva de modelo)
Chynoweth et al. (1993) · 16 DOI29435 °C · mesófiloNapier grasspunto final (curva de modelo)
Chynoweth et al. (1993) · 17 DOI31035 °C · mesófiloNapier grass · pretratamiento: Ensiledpunto final (curva de modelo)
Dahunsi (2019) · 1 DOI20037 °C · mesófilograss silage Pennisetum puroureumpunto final (curva de modelo)
Dahunsi (2019) · 2 DOI20237 °C · mesófilograss silage Pennisetum puroureumpunto final (curva de modelo)
Gunaseelan (2004) · 1 DOI34235 °C · mesófiloNapierGrass Sheathpunto final (curva de modelo)
Gunaseelan (2004) · 2 DOI37235 °C · mesófiloNapierGrass Laminapunto final (curva de modelo)
Kouas et al. (2017) DOI25535 °C · mesófilonapier grasspunto final (curva de modelo)
Surendra i Khanal (2015) · 1 DOI9837 °C · mesófiloNapier Grass growth stage 8punto final (curva de modelo)
Surendra i Khanal (2015) · 2 DOI10337 °C · mesófiloNapier Grass growth stage 8punto final (curva de modelo)
Surendra i Khanal (2015) · 3 DOI11237 °C · mesófiloNapier Grass growth stage 8punto final (curva de modelo)
Surendra i Khanal (2015) · 4 DOI12137 °C · mesófiloNapier Grass growth stage 6punto final (curva de modelo)
Surendra i Khanal (2015) · 5 DOI12337 °C · mesófiloNapier Grass growth stage 6punto final (curva de modelo)
Surendra i Khanal (2015) · 6 DOI15037 °C · mesófiloNapier Grass growth stage 6punto final (curva de modelo)
Surendra i Khanal (2015) · 7 DOI18137 °C · mesófiloNapier Grass growth stage 4punto final (curva de modelo)
Surendra i Khanal (2015) · 8 DOI18937 °C · mesófiloNapier Grass growth stage 4punto final (curva de modelo)
Surendra i Khanal (2015) · 9 DOI20337 °C · mesófiloNapier Grass growth stage 2punto final (curva de modelo)
Surendra i Khanal (2015) · 10 DOI21737 °C · mesófiloNapier Grass growth stage 4punto final (curva de modelo)
Surendra i Khanal (2015) · 11 DOI21837 °C · mesófiloNapier Grass growth stage 2punto final (curva de modelo)
Surendra i Khanal (2015) · 12 DOI23637 °C · mesófiloNapier Grass growth stage 2punto final (curva de modelo)
Media ponderada253media aritmética 227, SD 65

Composición típica

Materia seca (MS)
37,8% (rango 16,1–81,5)
Sólidos volátiles (SV)
87,2 % MS (rango 80,2–94,9)
Nitrógeno
2,1 % MS
Relación C/N
16,4

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: 8 determinaciones, sólidos volátiles: 9 determinaciones. La relación C/N se calculó como cociente entre los contenidos de C y N (% MS) de la misma fuente. 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: Tong et al. (1990); Dahunsi (2019); Gunaseelan (2004); Surendra et al. (2015).

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
  • clasificación editorial

Codigestión: con qué combinarlo y qué vigilar

Dosificación

Fuentes de los datos del proceso

  1. Surendra, K.; Khanal, S.K. (2015) Effects of crop maturity and size reduction on digestibility and methane yield of dedicated energy crop. Bioresource Technology 178, 187–193
  2. Weiland, P. (2010) Biogas production: current state and perspectives. Applied Microbiology and Biotechnology
  3. Tong, X.; Smith, L.H.; McCarty, P.L. (1990) Methane fermentation of selected lignocellulosic materials. Biomass 21(4), 239–255
  4. 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
  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. Gunaseelan, V. (2004) Biochemical methane potential of fruits and vegetable solid waste feedstocks. Biomass and Bioenergy 26(4), 389–399
  7. Hendriks, A.T.W.M.; Zeeman, G. (2009) Pretreatments to enhance the digestibility of lignocellulosic biomass. Bioresource Technology
  8. Kouas, M.; Torrijos, M.; Sousbie, P.; Steyer, J.P.; Sayadi, S.; Harmand, J. (2017) Robust assessment of both biochemical methane potential and degradation kinetics of solid residues in successive batches. Waste Management 70, 59–70

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

Qué muestra la compilación

La compilación reúne 35 registros del potencial de metano (BMP) del sustrato «Napier grass» procedentes de 6 publicaciones publicados en 1990–2019. Los resultados van de 98 a 372 m³ CH₄/t SV y la media ponderada es de 253 m³ CH₄/t SV (media aritmética 227, desviación típica 65).

Los ensayos se realizaron a 35, 37 °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 35 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

Resultados tras pretratamiento (4): excluidos de la media
FuenteBMP
m³ CH₄/t SV		PretratamientoMuestra
Dahunsi (2019)312physicalgrass silage Pennisetum puroureum
Dahunsi (2019)320physicalgrass silage Pennisetum puroureum
Dahunsi (2019)387physicalgrass silage Pennisetum puroureum
Dahunsi (2019)366physicalgrass silage Pennisetum puroureum

Bibliografía

  1. Tong, X.; Smith, L.H.; McCarty, P.L. (1990). Methane fermentation of selected lignocellulosic materials. Biomass 21(4), 239–255. DOI: 10.1016/0144-4565(90)90075-u DOI
  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. DOI: 10.1016/0961-9534(93)90010-2 DOI
  3. Dahunsi, S. (2019). Mechanical pretreatment of lignocelluloses for enhanced biogas production: Methane yield prediction from biomass structural components. Bioresource Technology 280, 18–26. DOI: 10.1016/j.biortech.2019.02.006 DOI
  4. Gunaseelan, V. (2004). Biochemical methane potential of fruits and vegetable solid waste feedstocks. Biomass and Bioenergy 26(4), 389–399. DOI: 10.1016/j.biombioe.2003.08.006 DOI
  5. Kouas, M.; Torrijos, M.; Sousbie, P.; Steyer, J.P.; Sayadi, S.; Harmand, J. (2017). Robust assessment of both biochemical methane potential and degradation kinetics of solid residues in successive batches. Waste Management 70, 59–70. DOI: 10.1016/j.wasman.2017.09.001 DOI
  6. Surendra, K.; Khanal, S.K. (2015). Effects of crop maturity and size reduction on digestibility and methane yield of dedicated energy crop. Bioresource Technology 178, 187–193. DOI: 10.1016/j.biortech.2014.09.055 DOI

Todas las fuentes del sitio: bibliografía.

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