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Ensayos BMPBioplásticos y envases compostables

Starch-based bioplastics — BMP: 10 estudios, media ponderada 266 m³ CH₄/t SV

Starch-based bioplastics: 10 registros de datos BMP procedentes de 5 publicaciones, media ponderada 266 m³ CH₄/t SV, rango 69–554.

valoración: buenaCH₄ ≈ 52 % (estimación)

Publicado Actualizado 2 min de lecturaRedacción FeedstockData

Ilustración: FeedstockData (IA, Google Gemini)

Media ponderada
266m³ CH₄/t SV
Rango
69–554m³ CH₄/t SV
Registros
10estudios
Publicaciones
5fuentes
Temperaturas
35 °C, 37 °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

buena — valoración editorial para plantas de biogásEstable, normalmente se acepta sin tarifa

Potencial por tonelada de materia fresca: muy alto (246 m³ CH₄/t); riesgo para el proceso: acidificación. Costes de manipulación: impurezas físicas (envases, plásticos), degradación lenta.

¿Por qué? Factores de la valoración

Potencial por tonelada +3

  • +3potencial 246 m³ CH₄/t de materia fresca (BMP 266 × MS 93,3 % × SV 98,9 %)

Estabilidad del proceso −0,5

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

Manipulación y costes −1,5

  • −1impurezas físicas (envases, plásticos): desenvasado y separación
  • −0,5degradación lenta: largo tiempo de retención

Puntos totales: 1 · 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 10 estudios

Media ponderada Registros individuales

Curvas BMP: Starch-based bioplasticsProducción acumulada de metano a lo largo del tiempo para 10 registros y la media ponderada de 266 m³ CH₄/t SV. 10 de las curvas son curvas de modelo (cinética de primer orden).02004006000510152025303540tiempo [d]m³ CH₄/t SVCho et al. (2011): 554 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Guo et al. (2011) · 1: 264 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Guo et al. (2011) · 2: 281 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Guo et al. (2011) · 3: 294 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Mohee et al. (2008): 221 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Zhang et al. (2018) · 1: 69 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Zhang et al. (2018) · 2: 113 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Cucina et al. (2022) · 1: 142 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Cucina et al. (2022) · 2: 194 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Cucina et al. (2022) · 3: 224 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)media266

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 (266); 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
Cho et al. (2011) DOI55435 °C · mesófiloPCL-starch blendpunto final (curva de modelo)
Guo et al. (2011) · 1 DOI264—potato starch based foampunto final (curva de modelo)
Guo et al. (2011) · 2 DOI281—maize starch based foampunto final (curva de modelo)
Guo et al. (2011) · 3 DOI294—wheat based foampunto final (curva de modelo)
Mohee et al. (2008) DOI221—Mater-bi (Novamont)punto final (curva de modelo)
Zhang et al. (2018) · 1 DOI6937 °C · mesófiloStarch-based film blend 2punto final (curva de modelo)
Zhang et al. (2018) · 2 DOI11337 °C · mesófiloStarch-based film blend 1punto final (curva de modelo)
Cucina et al. (2022) · 1 DOI14255 °C · termófilostarch based shopperspunto final (curva de modelo)
Cucina et al. (2022) · 2 DOI19455 °C · termófilostarch based shopperspunto final (curva de modelo)
Cucina et al. (2022) · 3 DOI22455 °C · termófilostarch based shopperspunto final (curva de modelo)
Media ponderada266media aritmética 236, SD 134

Composición típica

Materia seca (MS)
93,3% (rango 92,7–97,6)
Sólidos volátiles (SV)
98,9 % MS (rango 94,1–99,5)

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: 5 determinaciones. Las muestras se ensayaron secas o secadas al aire: la MS se refiere al material del ensayo, no al material fresco.

Fuentes: Guo et al. (2011); Zhang 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

  • degradación lenta
  • impurezas físicas
  • fácilmente degradable
  • clasificación editorial

Baja fiabilidad: la descripción se basa en características generales del grupo de sustratos, no en estudios de este material. Considérela una indicación que debe verificarse.

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. Benn, Zitomer (2018). Pretreatment and anaerobic co-digestion of selected PHB and PLA bioplastics. Front. Environ. Sci.
  2. Narancic et al. (2018). Biodegradable plastic blends create new possibilities for end-of-life management of plastics but they are not a panacea for plastic pollution. Environ. Sci. Technol.
  3. 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 10 registros del potencial de metano (BMP) del sustrato «Starch-based bioplastics» procedentes de 5 publicaciones publicados en 2008–2022. Los resultados van de 69 a 554 m³ CH₄/t SV y la media ponderada es de 266 m³ CH₄/t SV (media aritmética 236, desviación típica 134).

Los ensayos se realizaron a 35, 37, 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 10 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. Cho, H.; Moon, H.; Kim, M.; Nam, K.; Kim, J. (2011). Biodegradability and biodegradation rate of poly(caprolactone)-starch blend and poly(butylene succinate) biodegradable polymer under aerobic and anaerobic environment. Waste Management 31(3), 475–480. DOI: 10.1016/j.wasman.2010.10.029 DOI
  2. Guo, M.; Trzcinski, A.; Stuckey, D.; Murphy, R. (2011). Anaerobic digestion of starch–polyvinyl alcohol biopolymer packaging: Biodegradability and environmental impact assessment. Bioresource Technology 102(24), 11137–11146. DOI: 10.1016/j.biortech.2011.09.061 DOI
  3. Mohee, R.; Unmar, G.; Mudhoo, A.; Khadoo, P. (2008). Biodegradability of biodegradable/degradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions. Waste Management 28(9), 1624–1629. DOI: 10.1016/j.wasman.2007.07.003 DOI
  4. Zhang, W.; Heaven, S.; Banks, C.J. (2018). Degradation of some EN13432 compliant plastics in simulated mesophilic anaerobic digestion of food waste. Polymer Degradation and Stability 147, 76–88. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2017.11.005 DOI
  5. Cucina, M.; Soggia, G.; De Nisi, P.; Giordano, A.; Adani, F. (2022). Assessing the anaerobic degradability and the potential recovery of biomethane from different biodegradable bioplastics in a full-scale approach. Bioresource Technology 354, 127224. DOI: 10.1016/j.biortech.2022.127224 DOI

Todas las fuentes del sitio: bibliografía.

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