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Tests BMPCultures énergétiques et plantes entières (WCS)

Jerusalem artichoke biomass — BMP : 11 études, moyenne pondérée 384 m³ CH₄/t MOS

Jerusalem artichoke biomass : 11 enregistrements de données BMP issues de 5 publications, moyenne pondérée 384 m³ CH₄/t MOS, plage 252–680.

évaluation : bonCH₄ 65 %

Publié le Mis à jour le 2 min de lectureRédaction FeedstockData

Photo JackyM59 / Wikimedia Commons, licence CC BY-SA 4.0, fichier source; modifications: recadrage

Moyenne pondérée
384m³ CH₄/t MOS
Plage
252–680m³ CH₄/t MOS
Enregistrements
11études
Publications
5sources
Températures
35 °C, 36 °C, 37 °C, 38 °Cde l’essai

Méthane dans le biogaz

Forte teneur en méthane · ≈ 6,5 kWh/m³ de biogaz

mesurée moyenne de 2 études BMP, plage 61,1–68,4 % ; lors d’un essai en batch, la teneur en CH₄ tend à être plus élevée que dans une unité.

Comment nous le calculons et ce que signifient les zones

Évaluation pour les unités de méthanisation

bon — évaluation éditoriale pour les unités de méthanisationStable, généralement accepté sans redevance

Potentiel par tonne de matière brute : élevé (94 m³ CH₄/t); risque de procédé : acidification . Pas d’exigences supplémentaires de manutention.

Pourquoi ? Facteurs d’évaluation

Potentiel par tonne +2

  • +2potentiel de 94 m³ CH₄/t de matière brute (BMP 384 × MS 27,1 % × MOS 90 %)

Stabilité du procédé −0,5

  • −0,5acidification : dégradation rapide / pH acide, risque d’accumulation d’AGV, nécessité d’un tamponnage

Manutention et coûts 0

  • 0aucun facteur

Total des points : 1,5 · seuils : ≥ 2,5 très bon, ≥ 1 bon, en dessous — neutre ; négatif en cas de risque cumulé pour le procédé.

Évaluation éditoriale selon la méthodologie · fiabilité de l’évaluation : élevée · hors prix du marché

Ajouter au calculateur de codigestion Données CSV

Courbes BMP issues de 11 études

Moyenne pondérée Enregistrements individuels

Courbes BMP : Jerusalem artichoke biomassProduction cumulée de méthane au fil du temps pour 11 enregistrements et la moyenne pondérée de 384 m³ CH₄/t MOS. 11 des courbes sont des courbes de modèle (cinétique du premier ordre).02004006008000510152025303540temps [j]m³ CH₄/t MOSLehtomaki (2006) · 1: 360 m³ CH₄/t MOS (courbe de modèle)Lehtomaki (2006) · 2: 370 m³ CH₄/t MOS (courbe de modèle)Zubr (1986) · 1: 301 m³ CH₄/t MOS (courbe de modèle)Zubr (1986) · 2: 309 m³ CH₄/t MOS (courbe de modèle)Gunnarson et al. (1985) · 1: 650 m³ CH₄/t MOS (courbe de modèle)Gunnarson et al. (1985) · 2: 680 m³ CH₄/t MOS (courbe de modèle)Luna-delRisco et al. (2011): 310 m³ CH₄/t MOS (courbe de modèle)Ruf i Emmerling (2018) · 1: 252 m³ CH₄/t MOS (courbe de modèle)Ruf i Emmerling (2018) · 2: 269 m³ CH₄/t MOS (courbe de modèle)Ruf i Emmerling (2018) · 3: 278 m³ CH₄/t MOS (courbe de modèle)Ruf i Emmerling (2018) · 4: 301 m³ CH₄/t MOS (courbe de modèle)moyenne384

Les lignes en pointillés sont une courbe de modèle (cinétique du premier ordre, B(t) = B₀·(1 − e−kt)) ; le point final provient de la publication. Toutes les courbes sont des courbes de modèle.

Production cumulée de méthane au cours de l’essai [m³ CH₄/t MOS]. La ligne épaisse est la moyenne pondérée de tous les enregistrements (384) ; les points marquent les valeurs finales données dans les publications. Pointez le graphique pour lire les valeurs ; cliquez sur un élément de la légende pour masquer ou afficher un enregistrement.

Enregistrements et sources

Télécharger le CSV
SourceBMP
m³ CH₄/t MOS		CH₄ dans le biogaz
% vol., mesuré		TempératureÉchantillonCourbe
Lehtomaki (2006) · 1360—35 °C · mésophileJerusalem Artichokepoint final (courbe de modèle)
Lehtomaki (2006) · 2370—35 °C · mésophileJerusalem Artichokepoint final (courbe de modèle)
Zubr (1986) · 1 DOI30168,4 %35 °C · mésophileJerusalem artichoke · prétraitement : Silage: Air tight glass jars , fermented 30-40 days at 20 oC.point final (courbe de modèle)
Zubr (1986) · 2 DOI30961,1 %35 °C · mésophileJerusalem artichokepoint final (courbe de modèle)
Gunnarson et al. (1985) · 1 DOI650—37 °C · mésophileJerusalem artichoke · prétraitement : Ensiledpoint final (courbe de modèle)
Gunnarson et al. (1985) · 2 DOI680—37 °C · mésophileJerusalem artichoke · prétraitement : Ensiledpoint final (courbe de modèle)
Luna-delRisco et al. (2011)310—36 °C · mésophileJerusalem Artichokepoint final (courbe de modèle)
Ruf i Emmerling (2018) · 1 DOI252—38 °C · mésophileJerusalem Artichokepoint final (courbe de modèle)
Ruf i Emmerling (2018) · 2 DOI269—38 °C · mésophileJerusalem Artichokepoint final (courbe de modèle)
Ruf i Emmerling (2018) · 3 DOI278—38 °C · mésophileJerusalem Artichokepoint final (courbe de modèle)
Ruf i Emmerling (2018) · 4 DOI301—38 °C · mésophileJerusalem Artichokepoint final (courbe de modèle)
Moyenne pondérée38464,8 %moyenne arithmétique 371, SD 150

Composition typique

Matière sèche (MS)
27,1% (plage 13,6–91,1)
Matière organique sèche (MOS)
90 % MS (plage 83–95,2)
Azote
0,7 % MS
Rapport C/N
49

Médiane et plage des déterminations rapportées dans les publications à l’origine des enregistrements BMP de ce substrat (lues dans : CROPGEN D4, MY-D) ; matière sèche : 10 déterminations, matière organique sèche : 6 déterminations. La plage de MS comprend aussi bien des échantillons frais que des échantillons partiellement séchés ou séchés avant l’essai – pour un matériau frais, c’est la partie basse de la plage qui s’applique, idéalement votre propre mesure.

Sources : Lehtomaki (2006); Zubr (1986); Gunnarson et al. (1985); Luna-delRisco et al. (2011); Ruf et al. (2018).

La composition de la matière première varie d’un lot à l’autre — pour les calculs d’unité, utilisez l’analyse de votre propre échantillon. Le calculateur insère automatiquement des valeurs typiques.

Propriétés du procédé

  • saisonnier
  • facilement dégradable
  • classification éditoriale

Codigestion — avec quoi la combiner, points de vigilance

Dosage

Introduire progressivement, en commençant par une faible dose et en surveillant le procédé (par ex. FOS/TAC, pH, composition du gaz).

Sources des données de procédé

  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.

Le calculateur de codigestion évaluera un mélange précis contenant ce substrat.

Ce que montre la compilation

La compilation porte sur 11 enregistrements de potentiel méthanogène (BMP) pour le substrat « Jerusalem artichoke biomass », issus de 5 publications publiés entre 1985 et 2018. Les résultats vont de 252 à 680 m³ CH₄/t MOS, et la moyenne pondérée est de 384 m³ CH₄/t MOS (moyenne arithmétique 371, écart type 150).

Les essais ont été réalisés à 35, 36, 37, 38 °C (régime : mésophile). Les différences de température, d’inoculum, de durée d’essai et de préparation de l’échantillon sont des causes typiques de la dispersion des résultats entre laboratoires.

Pour 11 enregistrements, la publication ne donne que la valeur finale. La ligne du graphique est alors une courbe de modèle (cinétique du premier ordre) et ne sert qu’à comparer les formes — seul le point final provient de la publication.

Comment utiliser ces données

Le BMP décrit le potentiel obtenu lors d’un essai en batch dans des conditions de laboratoire. Dans une unité à l’échelle industrielle, le rendement dépend en outre du temps de séjour, de la charge du digesteur, du brassage et de la composition de la ration. Pour les calculs préliminaires, il est préférable d’utiliser la moyenne pondérée, et pour l’évaluation du risque l’ensemble de la plage de résultats. Lors de la planification d’une ration donnée, il est utile de commander votre propre essai BMP sur un échantillon représentatif.

La méthodologie en bref

Le BMP est la quantité de méthane obtenue à partir de la matière organique sèche (MOS) lors d’un essai en batch, exprimée en m³ CH₄ par tonne de MOS (numériquement identique aux NmL CH₄/g MOS des publications) et ramenée aux conditions normales (0 °C, 101,325 kPa). La moyenne pondérée attribue à chaque publication un poids total de 1, réparti à parts égales entre ses résultats pour le substrat — un article testant vingt variétés ne pèse donc pas plus qu’un article portant sur un seul échantillon. Dans les programmes interlaboratoires, l’unité retenue est le laboratoire (poids total 1), et au sein de celui-ci le poids d’un essai augmente avec le nombre de flacons (répétitions). Les résultats après prétraitement (par ex. thermique, chimique, enzymatique) sont présentés séparément et ne sont pas inclus dans la moyenne.

Les lignes continues sont des courbes mesurées lors des essais. Lorsqu’une publication ne donne que le résultat final, nous traçons un modèle cinétique du premier ordre, B(t) = B₀·(1 − e−kt) : seul le point final provient de la publication, et la forme de la courbe sert uniquement de visualisation — il ne faut pas en tirer la production d’un jour donné. Pour ce substrat, k = 0,085 j−1 a été retenu (médiane des constantes de vitesse k rapportées dans les sources et/ou ajustées aux courbes moyennes mesurées).

Les statistiques décrivent la dispersion des résultats publiés — une compilation descriptive, et non une méta-analyse ni une garantie de rendement d’une unité.

Méthodologie complète et politique de correction

Bibliographie

  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 source
  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

Toutes les sources du site : bibliographie.

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