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Test BMPPaglie e residui colturali

Beet leaves and tops — BMP: 18 studi, media ponderata 308 m³ CH₄/t SV

Beet leaves and tops: 18 record di dati BMP tratti da 7 pubblicazioni, media ponderata 308 m³ CH₄/t SV, intervallo 210–470.

valutazione: neutraCH₄ 68 %

Pubblicato Aggiornato 2 min di letturaRedazione FeedstockData

Foto Gilles San Martin from Namur, Belgium / Wikimedia Commons, licenza CC BY-SA 2.0, file di origine; modifiche: ritaglio

Media ponderata
308m³ CH₄/t SV
Intervallo
210–470m³ CH₄/t SV
Record
18studi
Pubblicazioni
7fonti
Temperature
35 °C, 37 °C, 38 °Cdel test

Metano nel biogas

Alto contenuto di metano · ≈ 6,8 kWh/m³ di biogas

misurata media di 2 studi BMP, intervallo 66,4–68,9 %; in un test in batch la quota di CH₄ tende a essere più alta che in un impianto.

Come lo calcoliamo e che cosa significano le zone

Valutazione per gli impianti di biogas

neutra — valutazione redazionale per gli impianti di biogasNessun vantaggio evidente: conviene applicare una tariffa per il conferimento

Potenziale per tonnellata di sostanza fresca: moderato (39 m³ CH₄/t); rischio di processo: acidificazione. Costi di gestione: sabbia, pietre, gusci.

Perché? Fattori della valutazione

Potenziale per tonnellata +1

  • +1potenziale 39 m³ CH₄/t di sostanza fresca (BMP 308 × SS 14 % × SV 89,9 %)

Stabilità del processo −0,5

  • −0,5acidificazione: rapida degradazione / pH acido, rischio di accumulo di AGV, richiede tamponamento

Gestione e costi −0,5

  • −0,5sabbia, pietre, gusci — sedimento nel digestore

Punteggio totale: 0 · 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 18 studi

Media ponderata Singoli record

Curve BMP: Beet leaves and topsProduzione cumulata di metano nel tempo per 18 record e la media ponderata di 308 m³ CH₄/t SV. 18 delle curve sono curve del modello (cinetica del primo ordine).0200400600051015202530tempo [d]m³ CH₄/t SVAmon et al. (2007): 210 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Lehtomaki (2005) · 1: 310 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Lehtomaki (2005) · 2: 360 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Lehtomaki (2005) · 3: 430 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Lehtomaki (2005) · 4: 470 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Lehtomaki (2006): 340 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Lehtomaki (2004): 310 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Zubr (1986) · 1: 360 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Zubr (1986) · 2: 381 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Gunaseelan (2004): 231 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Kaiser (2007) · 1: 216 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Kaiser (2007) · 2: 268 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Kaiser (2007) · 3: 292 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Kaiser (2007) · 4: 296 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Kaiser (2007) · 5: 298 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Kaiser (2007) · 6: 328 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Kaiser (2007) · 7: 344 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Kaiser (2007) · 8: 355 m³ CH₄/t SV (curva del modello)media308

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 (308); 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.

  • Mostra i restanti record nella legenda (6)

Record e fonti

Scarica il CSV
FonteBMP
m³ CH₄/t SV		CH₄ nel biogas
% vol., misurato		TemperaturaCampioneCurva
Amon et al. (2007) DOI210—38 °C · mesofilosugar beat Leavespunto finale (curva del modello)
Lehtomaki (2005) · 1310—35 °C · mesofiloSugar beet (tops)punto finale (curva del modello)
Lehtomaki (2005) · 2360—35 °C · mesofiloSugar beet (tops)punto finale (curva del modello)
Lehtomaki (2005) · 3430—35 °C · mesofiloSugar beet (tops)punto finale (curva del modello)
Lehtomaki (2005) · 4470—35 °C · mesofiloSugar beet (tops)punto finale (curva del modello)
Lehtomaki (2006)340—35 °C · mesofiloSugar beet (tops (residue))punto finale (curva del modello)
Lehtomaki (2004)310—35 °C · mesofiloSugar beet (tops)punto finale (curva del modello)
Zubr (1986) · 1 DOI36066,4 %35 °C · mesofiloSugar beetpunto finale (curva del modello)
Zubr (1986) · 2 DOI38168,9 %35 °C · mesofiloSugar beet · pretrattamento: Silage: Air tight glass jars , fermented 30-40 days at 20 oC.punto finale (curva del modello)
Gunaseelan (2004) DOI231—35 °C · mesofilogarden Beet Leavespunto finale (curva del modello)
Kaiser (2007) · 1216—37 °C · mesofiloBeets leafs silagepunto finale (curva del modello)
Kaiser (2007) · 2268—37 °C · mesofiloBeets leafs silagepunto finale (curva del modello)
Kaiser (2007) · 3292—37 °C · mesofiloBeets leafs silagepunto finale (curva del modello)
Kaiser (2007) · 4296—37 °C · mesofiloBeets leafs silagepunto finale (curva del modello)
Kaiser (2007) · 5298—37 °C · mesofiloBeets leafs silagepunto finale (curva del modello)
Kaiser (2007) · 6328—37 °C · mesofiloBeets leafs silagepunto finale (curva del modello)
Kaiser (2007) · 7344—37 °C · mesofiloBeets leafs silagepunto finale (curva del modello)
Kaiser (2007) · 8355—37 °C · mesofiloBeets leafs silagepunto finale (curva del modello)
Media ponderata30867,7 %media aritmetica 322, SD 68

Composizione tipica

Sostanza secca (SS)
14% (intervallo 8,4–30,5)
Solidi volatili (SV)
89,9 % SS (intervallo 73,6–94,9)
Azoto
2,8 % SS
Rapporto C/N
17

Mediana e intervallo delle determinazioni riportate nelle pubblicazioni alla base dei record BMP di questo substrato (lette da: CROPGEN D4, MY-D); sostanza secca: 15 determinazioni, solidi volatili: 10 determinazioni.

Fonti: Lehtomaki (2005); Lehtomaki (2006); Lehtomaki (2004); Zubr (1986); Gunaseelan (2004); Kaiser (2007).

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

  • stagionale
  • sabbia e sedimenti
  • facilmente degradabile
  • diluisce l’alimentazione (bassa SS)
  • composizione variabile
  • classificazione redazionale

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

Dosaggio

Introdurlo gradualmente, iniziando con una dose ridotta e monitorando il processo (ad es. FOS/TAC, pH, composizione del gas).

Fonti dei dati di processo

  1. Weiland, P. (2010) Biogas production: current state and perspectives. Applied Microbiology and Biotechnology
  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. Kaiser, F.L. (2007) Einfluss der stofflichen Zusammensetzung auf die Verdaulichkeit nachwachsender Rohstoffe beim anaeroben Abbau in Biogasreaktoren. Dissertation, Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan
  4. Chen, Y.; Cheng, J.J.; Creamer, K.S. (2008) Inhibition of anaerobic digestion process: A review. Bioresource Technology
  5. Lehtomaki, A. Ronkainen, O.M. Rintala, J.A. (2005) Developing storage methods for optimised methane production from energy crops in northern conditions. ADSW 2005 Conference Proceedings Vol 1. 101-108
  6. 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
  7. Lehtomaki, A. Viinikainen, T.A. Ronkainen, O.M. Alen, R. Rintala, J.A. (2004) Effect of pretreatments on methane production potential of energy crops and crop residues. Proceedings Anaerobic Digestion Conference 1016-1021
  8. Zubr, J. (1986) Methanogenic fermentation of fresh and ensiled plant materials. Biomass 11(3), 159–171
  9. Gunaseelan, V. (2004) Biochemical methane potential of fruits and vegetable solid waste feedstocks. Biomass and Bioenergy 26(4), 389–399
  10. FNR (2010). Guía sobre el Biogás – Desde la producción hasta el uso (hiszp. wydanie „Leitfaden Biogas”, GIZ 2013)
  11. Herrmann et al. (2011). Effects of ensiling, silage additives and storage period on methane formation of biogas crops. Bioresour. Technol.

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

Che cosa mostra la raccolta

La raccolta comprende 18 record del potenziale metanigeno (BMP) per il substrato “Beet leaves and tops” tratti da 7 pubblicazioni relativi al periodo 1986–2007. I risultati vanno da 210 a 470 m³ CH₄/t SV e la media ponderata è 308 m³ CH₄/t SV (media aritmetica 322, deviazione standard 68).

I test sono stati condotti a 35, 37, 38 °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 18 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 (38) — esclusi dalla media
FonteBMP
m³ CH₄/t SV		PretrattamentoCampione
Lehtomaki (2005)440—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2005)410—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2005)250—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2005)380—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2005)510—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2005)450—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)250—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)260—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)220—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)110—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)180—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)200—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)230—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)190—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)140—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)280—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)340—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)190—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)270—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)160—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)230—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)190—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)260—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)130—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)250—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)180—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)240—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2004)150—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2005)290—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2005)330—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2005)520—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2005)370—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2005)280—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2005)380—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2005)430—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2005)360—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2005)270—Sugar beet (tops)
Lehtomaki (2005)320—Sugar beet (tops)

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. Lehtomaki, A. Ronkainen, O.M. Rintala, J.A. (2005). Developing storage methods for optimised methane production from energy crops in northern conditions. ADSW 2005 Conference Proceedings Vol 1. 101-108.
  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. Lehtomaki, A. Viinikainen, T.A. Ronkainen, O.M. Alen, R. Rintala, J.A. (2004). Effect of pretreatments on methane production potential of energy crops and crop residues. Proceedings Anaerobic Digestion Conference 1016-1021.
  5. 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
  6. 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
  7. Kaiser, F.L. (2007). Einfluss der stofflichen Zusammensetzung auf die Verdaulichkeit nachwachsender Rohstoffe beim anaeroben Abbau in Biogasreaktoren. Dissertation, Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan. https://mediatum.ub.tum.de/631394 fonte

Tutte le fonti del sito: bibliografia.

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