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Test BMPPaglie e residui colturali

Barley straw — BMP: 8 studi, media ponderata 238 m³ CH₄/t SV

Barley straw: 8 record di dati BMP tratti da 4 pubblicazioni, media ponderata 238 m³ CH₄/t SV, intervallo 189–370.

valutazione: buonaCH₄ ≈ 52 % (stima)

Pubblicato Aggiornato 2 min di letturaRedazione FeedstockData

Foto M J Richardson / Wikimedia Commons, licenza CC BY-SA 2.0, file di origine; modifiche: ritaglio

Media ponderata
238m³ CH₄/t SV
Intervallo
189–370m³ CH₄/t SV
Record
8studi
Pubblicazioni
4fonti
Temperature
38 °C, 40 °Cdel test

Metano nel biogas

Contenuto medio di metano · ≈ 5,2 kWh/m³ di biogas

stima in base al tipo di substrato Gli studi raccolti non contengono misurazioni. L’intervallo deriva dalla composizione approssimativa (proteine dall’azoto totale (N 1 % SS × 6,25)) e dalle rese dei gruppi di composti secondo la FNR.

Come lo calcoliamo e che cosa significano le zone

Valutazione per gli impianti di biogas

buona — valutazione redazionale per gli impianti di biogasStabile, di solito accettato senza tariffa

Potenziale per tonnellata di sostanza fresca: molto alto (203 m³ CH₄/t); nessuna minaccia particolare per la stabilità. Costi di gestione: fibre, strato galleggiante, degradazione lenta.

Perché? Fattori della valutazione

Potenziale per tonnellata +3

  • +3potenziale 203 m³ CH₄/t di sostanza fresca (BMP 238 × SS 90,5 % × SV 94,3 %)

Stabilità del processo 0

  • 0nessun fattore

Gestione e costi −1

  • −0,5fibre, strato galleggiante — triturazione e miscelazione intensa
  • −0,5degradazione lenta — lungo tempo di ritenzione

Punteggio totale: 2 · soglie: ≥ 2,5 molto buona, ≥ 1 buona, sotto — neutra; negativa in caso di rischio di processo cumulativo.

Valutazione redazionale secondo la metodologia · affidabilità della valutazione: alta · esclusi i prezzi di mercato

Aggiungi al calcolatore di codigestione Dati CSV

Curve BMP da 8 studi

Media ponderata Singoli record

Curve BMP: Barley strawProduzione cumulata di metano nel tempo per 8 record e la media ponderata di 238 m³ CH₄/t SV. 8 delle curve sono curve del modello (cinetica del primo ordine).0100200300400051015202530tempo [d]m³ CH₄/t SVAmon et al. (2007): 189 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Dinuccio et al. (2010): 229 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Menardo et al. (2012) · 1: 240 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Menardo et al. (2012) · 2: 286 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Menardo et al. (2012) · 3: 339 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Menardo et al. (2012) · 4: 370 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Schumacher et al. (2014) · 1: 224 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Schumacher et al. (2014) · 2: 228 m³ CH₄/t SV (curva del modello)media238

Le linee tratteggiate sono una curva del modello (cinetica del primo ordine, B(t) = B₀·(1 − e−kt)); il punto finale proviene dalla pubblicazione. Tutte le curve sono curve del modello.

Produzione cumulata di metano nel corso del test [m³ CH₄/t SV]. La linea spessa è la media ponderata di tutti i record (238); i punti indicano i valori finali riportati nelle pubblicazioni. Posizionare il puntatore sul grafico per leggere i valori; fare clic su una voce della legenda per nascondere o mostrare un record.

Record e fonti

Scarica il CSV
FonteBMP
m³ CH₄/t SV		TemperaturaCampioneCurva
Amon et al. (2007) DOI18938 °C · mesofiloBarley Strawpunto finale (curva del modello)
Dinuccio et al. (2010) DOI22940 °C · mesofilobarley strawpunto finale (curva del modello)
Menardo et al. (2012) · 1 DOI24040 °C · mesofiloBarley Strawpunto finale (curva del modello)
Menardo et al. (2012) · 2 DOI28640 °C · mesofiloBarley Strawpunto finale (curva del modello)
Menardo et al. (2012) · 3 DOI33940 °C · mesofiloBarley Strawpunto finale (curva del modello)
Menardo et al. (2012) · 4 DOI37040 °C · mesofiloBarley Strawpunto finale (curva del modello)
Schumacher et al. (2014) · 1 DOI22438 °C · mesofilo—punto finale (curva del modello)
Schumacher et al. (2014) · 2 DOI22838 °C · mesofilo—punto finale (curva del modello)
Media ponderata238media aritmetica 263, SD 63

Composizione tipica

Sostanza secca (SS)
90,5% (intervallo 89,2–90,5)
Solidi volatili (SV)
94,3 % SS (intervallo 94,3–97,6)
Azoto
1 % SS

Mediana e intervallo delle determinazioni riportate nelle pubblicazioni alla base dei record BMP di questo substrato (lette da: MY-D); sostanza secca: 3 determinazioni, solidi volatili: 3 determinazioni. I campioni sono stati testati essiccati/seccati all’aria: la SS si riferisce al materiale nel test, non al materiale fresco.

Fonti: Dinuccio et al. (2010); Menardo et al. (2012); Schumacher et al. (2014).

La composizione della materia prima varia da un lotto all’altro: per i calcoli dell’impianto utilizzare l’analisi di un campione proprio. Il calcolatore inserisce automaticamente valori tipici.

Proprietà di processo

  • fibroso
  • a lenta degradazione
  • ricco di carbonio
  • povero di azoto
  • forma uno strato galleggiante
  • alta sostanza secca
  • classificazione redazionale

Codigestione — con che cosa abbinarlo, a che cosa prestare attenzione

Dosaggio

Fonti dei dati di processo

  1. Dinuccio, E.; Balsari, P.; Gioelli, F.; Menardo, S. (2010) Evaluation of the biogas productivity potential of some Italian agro-industrial biomasses. Bioresource Technology 101(10), 3780–3783
  2. Weiland, P. (2010) Biogas production: current state and perspectives. Applied Microbiology and Biotechnology
  3. Menardo, S.; Airoldi, G.; Balsari, P. (2012) The effect of particle size and thermal pre-treatment on the methane yield of four agricultural by-products. Bioresource Technology 104, 708–714
  4. 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
  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. Hendriks, A.T.W.M.; Zeeman, G. (2009) Pretreatments to enhance the digestibility of lignocellulosic biomass. Bioresource Technology
  7. Schumacher, B.; Wedwitschka, H.; Hofmann, J.; Denysenko, V.; Lorenz, H.; Liebetrau, J. (2014) Disintegration in the biogas sector – Technologies and effects. Bioresource Technology 168, 2–6
  8. FNR (2010). Guía sobre el Biogás – Desde la producción hasta el uso (hiszp. wydanie „Leitfaden Biogas”, GIZ 2013)

Il calcolatore di codigestione valuterà una specifica miscela contenente questo substrato.

Che cosa mostra la raccolta

La raccolta comprende 8 record del potenziale metanigeno (BMP) per il substrato “Barley straw” tratti da 4 pubblicazioni relativi al periodo 2007–2014. I risultati vanno da 189 a 370 m³ CH₄/t SV e la media ponderata è 238 m³ CH₄/t SV (media aritmetica 263, deviazione standard 63).

I test sono stati condotti a 38, 40 °C (regime: mesofilo). Le differenze di temperatura, inoculo, durata del test e preparazione del campione sono cause tipiche della dispersione dei risultati tra i laboratori.

Per 8 record la pubblicazione riporta solo il valore finale. La linea nel grafico è allora una curva del modello (cinetica del primo ordine) e serve solo a confrontare le forme: dalla pubblicazione proviene soltanto il punto finale.

Come utilizzare questi dati

Il BMP descrive il potenziale ottenuto in un test in batch in condizioni di laboratorio. In un impianto a scala reale la resa dipende inoltre dal tempo di ritenzione, dal carico del digestore, dalla miscelazione e dalla composizione dell’alimentazione. Per i calcoli preliminari conviene utilizzare la media ponderata, mentre per la valutazione del rischio l’intero intervallo dei risultati. Nella pianificazione di una specifica alimentazione conviene commissionare un proprio test BMP su un campione rappresentativo.

La metodologia in breve

Il BMP è la quantità di metano ottenuta dai solidi volatili (SV) in un test in batch, espressa in m³ CH₄ per tonnellata di SV (numericamente uguale a NmL CH₄/g SV nelle pubblicazioni) e convertita in condizioni normali (0 °C, 101,325 kPa). La media ponderata attribuisce a ogni pubblicazione un peso complessivo pari a 1, ripartito in parti uguali tra i suoi risultati per il substrato: un articolo che testa venti varietà non pesa più di un articolo con un solo campione. Nei programmi interlaboratorio l’unità è il laboratorio (peso complessivo 1) e, al suo interno, il peso di una prova cresce con il numero di bottiglie (repliche). I risultati dopo pretrattamento (ad es. termico, chimico, enzimatico) sono presentati separatamente e non rientrano nella media.

Le linee continue sono curve misurate nei test. Quando una pubblicazione riporta solo il risultato finale, tracciamo un modello cinetico del primo ordine, B(t) = B₀·(1 − e−kt): dalla pubblicazione proviene soltanto il punto finale e la forma della curva serve unicamente come visualizzazione: da essa non si deve ricavare la produzione di un determinato giorno. Per questo substrato si è assunto k = 0,136 d−1 (mediana delle costanti di velocità k riportate nelle fonti e/o adattate alle curve medie misurate).

Le statistiche descrivono la dispersione dei risultati pubblicati: una raccolta descrittiva, non una meta-analisi né una garanzia della resa dell’impianto.

Metodologia completa e politica di correzione

Risultati dopo pretrattamento (8) — esclusi dalla media
FonteBMP
m³ CH₄/t SV		PretrattamentoCampione
Schumacher et al. (2014)247unspecifiedBarley Straw
Schumacher et al. (2014)242unspecifiedBarley Straw
Schumacher et al. (2014)216unspecifiedBarley Straw
Schumacher et al. (2014)237unspecifiedBarley Straw
Schumacher et al. (2014)251unspecifiedBarley Straw
Schumacher et al. (2014)251unspecifiedBarley Straw
Menardo et al. (2012)340unspecifiedBarley Straw
Menardo et al. (2012)338unspecifiedBarley Straw

Bibliografia

  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. Dinuccio, E.; Balsari, P.; Gioelli, F.; Menardo, S. (2010). Evaluation of the biogas productivity potential of some Italian agro-industrial biomasses. Bioresource Technology 101(10), 3780–3783. DOI: 10.1016/j.biortech.2009.12.113 DOI
  3. Menardo, S.; Airoldi, G.; Balsari, P. (2012). The effect of particle size and thermal pre-treatment on the methane yield of four agricultural by-products. Bioresource Technology 104, 708–714. DOI: 10.1016/j.biortech.2011.10.061 DOI
  4. Schumacher, B.; Wedwitschka, H.; Hofmann, J.; Denysenko, V.; Lorenz, H.; Liebetrau, J. (2014). Disintegration in the biogas sector – Technologies and effects. Bioresource Technology 168, 2–6. DOI: 10.1016/j.biortech.2014.02.027 DOI

Tutte le fonti del sito: bibliografia.

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