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Test BMPRifiuti urbani e verdi, carta e tessili

Cardboard and paperboard — BMP: 14 studi, media ponderata 278 m³ CH₄/t SV

Cardboard and paperboard: 14 record di dati BMP tratti da 7 pubblicazioni, media ponderata 278 m³ CH₄/t SV, intervallo 172–388.

valutazione: buonaCH₄ ≈ 51 % (stima)

Pubblicato Aggiornato 2 min di letturaRedazione FeedstockData

Foto Romy2702 / Wikimedia Commons, licenza CC BY-SA 3.0, file di origine; modifiche: ritaglio

Media ponderata
278m³ CH₄/t SV
Intervallo
172–388m³ CH₄/t SV
Record
14studi
Pubblicazioni
7fonti
Temperature
35 °C, 38 °C, 55 °Cdel test

Metano nel biogas

Basso contenuto di metano · ≈ 5,1 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 0,1 % 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 (258 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 258 m³ CH₄/t di sostanza fresca (BMP 278 × SS 95,2 % × SV 97,7 %)

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: media · esclusi i prezzi di mercato

Aggiungi al calcolatore di codigestione Dati CSV

Curve BMP da 14 studi

Media ponderata Singoli record

Curve BMP: Cardboard and paperboardProduzione cumulata di metano nel tempo per 14 record e la media ponderata di 278 m³ CH₄/t SV. 14 delle curve sono curve del modello (cinetica del primo ordine).01002003004005000510152025303540tempo [d]m³ CH₄/t SVLi et al. (2020): 244 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Guo et al. (2011): 273 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Dubrovskis et al. (2019): 388 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Nallathambi Gunaseelan (1997): 278 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Krause et al. (2018) · 1: 172 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Krause et al. (2018) · 2: 190 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Krause et al. (2018) · 3: 220 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Krause et al. (2018) · 4: 235 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Krause et al. (2018) · 5: 240 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Krause et al. (2018) · 6: 255 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Krause et al. (2018) · 7: 275 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Llanos-Lizcano et al. (2024) · 1: 250 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Llanos-Lizcano et al. (2024) · 2: 271 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Zhang et al. (2019): 274 m³ CH₄/t SV (curva del modello)media278

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 (278); 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 (2)

Record e fonti

Scarica il CSV
FonteBMP
m³ CH₄/t SV		TemperaturaCampioneCurva
Li et al. (2020) DOI244—Corrugated board ()punto finale (curva del modello)
Guo et al. (2011) DOI273—cardboardpunto finale (curva del modello)
Dubrovskis et al. (2019) DOI38838 °C · mesofiloCardboard (unprinted)punto finale (curva del modello)
Nallathambi Gunaseelan (1997) DOI27835 °C · mesofilo—punto finale (curva del modello)
Krause et al. (2018) · 1 DOI17255 °C · termofilocardboardpunto finale (curva del modello)
Krause et al. (2018) · 2 DOI19055 °C · termofilocardboardpunto finale (curva del modello)
Krause et al. (2018) · 3 DOI22035 °C · mesofilocardboardpunto finale (curva del modello)
Krause et al. (2018) · 4 DOI23555 °C · termofilopaperboardpunto finale (curva del modello)
Krause et al. (2018) · 5 DOI24035 °C · mesofilopaperboardpunto finale (curva del modello)
Krause et al. (2018) · 6 DOI25555 °C · termofilopaperboardpunto finale (curva del modello)
Krause et al. (2018) · 7 DOI27535 °C · mesofilocardboardpunto finale (curva del modello)
Llanos-Lizcano et al. (2024) · 1 DOI250—Cardboard waste (CBW), ISR 1punto finale (curva del modello)
Llanos-Lizcano et al. (2024) · 2 DOI271—Cardboard waste (CBW), ISR 2punto finale (curva del modello)
Zhang et al. (2019) DOI274—Card packaging (CP)punto finale (curva del modello)
Media ponderata278media aritmetica 255, SD 50

Composizione tipica

Sostanza secca (SS)
95,2% (intervallo 92,8–95,8)
Solidi volatili (SV)
97,7 % SS (intervallo 89,5–98,5)
Azoto
0,1 % SS
Rapporto C/N
455

Mediana e intervallo delle determinazioni riportate nelle pubblicazioni alla base dei record BMP di questo substrato (lette da: BCBPD, MY-D); sostanza secca: 3 determinazioni, solidi volatili: 5 determinazioni. Il rapporto C/N è stato calcolato come rapporto tra il contenuto di C e di N (% SS) dalla stessa fonte. I campioni sono stati testati essiccati/seccati all’aria: la SS si riferisce al materiale nel test, non al materiale fresco.

Fonti: Li et al. (2020); Guo et al. (2011); Nallathambi Gunaseelan (1997); Krause et al. (2018).

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
  • ricco di carbonio
  • povero di azoto
  • a lenta degradazione
  • povero di oligoelementi
  • classificazione redazionale

Bassa affidabilità: la descrizione si basa su caratteristiche generali del gruppo di substrati, non su studi di questo materiale. Va considerata un’indicazione da verificare.

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. Hagos et al. (2017). Anaerobic co-digestion process for biogas production: progress, challenges and perspectives. Renew. Sustain. Energy Rev.
  2. Weiland (2010). Biogas production: current state and perspectives. Appl. Microbiol. Biotechnol.
  3. Hendriks, Zeeman (2009). Pretreatments to enhance the digestibility of lignocellulosic biomass. Bioresour. Technol.
  4. 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 14 record del potenziale metanigeno (BMP) per il substrato “Cardboard and paperboard” tratti da 7 pubblicazioni relativi al periodo 1997–2024. I risultati vanno da 172 a 388 m³ CH₄/t SV e la media ponderata è 278 m³ CH₄/t SV (media aritmetica 255, deviazione standard 50).

I test sono stati condotti a 35, 38, 55 °C (regime: mesofilo, termofilo). Le differenze di temperatura, inoculo, durata del test e preparazione del campione sono cause tipiche della dispersione dei risultati tra i laboratori.

Per 14 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 = 0,110 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

Bibliografia

  1. Li, W.; Khalid, H.; Amin, F.R.; Zhang, H.; Dai, Z.; Chen, C.; Liu, G. (2020). Biomethane production characteristics, kinetic analysis, and energy potential of different paper wastes in anaerobic digestion. Renewable Energy 157, 1081–1088. DOI: 10.1016/j.renene.2020.04.035 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. Dubrovskis, V.; Plume, I.; Straume, I. (2019). Methane production potential from variety of unprinted papers. Engineering for Rural Development. DOI: 10.22616/erdev2019.18.n112 DOI
  4. Nallathambi Gunaseelan, V. (1997). Anaerobic digestion of biomass for methane production: A review. Biomass and Bioenergy 13(1-2), 83–114. DOI: 10.1016/s0961-9534(97)00020-2 DOI
  5. Krause, M.J.; Chickering, G.W.; Townsend, T.G.; Pullammanappallil, P. (2018). Effects of temperature and particle size on the biochemical methane potential of municipal solid waste components. Waste Management 71, 25–30. DOI: 10.1016/j.wasman.2017.11.015 DOI
  6. Llanos-Lizcano, R.; Senila, L.; Modoi, O.C. (2024). Evaluation of Biochemical Methane Potential and Kinetics of Organic Waste Streams for Enhanced Biogas Production. Agronomy 14(11), 2546. DOI: 10.3390/agronomy14112546 DOI
  7. Zhang, W.; Torrella, F.; Banks, C.J.; Heaven, S. (2019). Data related to anaerobic digestion of bioplastics: Images and properties of digested bioplastics and digestate, synthetic food waste recipe and packaging information. Data in Brief 25, 103990. DOI: 10.1016/j.dib.2019.103990 DOI

Tutte le fonti del sito: bibliografia.

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