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Test BMPSottoprodotti dell’industria agroalimentare

Cassava residue — BMP: 4 studi, media ponderata 170 m³ CH₄/t SV

Cassava residue: 4 record di dati BMP tratti da 3 pubblicazioni, media ponderata 170 m³ CH₄/t SV, intervallo 34–363.

valutazione: neutraCH₄ ≈ 52 % (stima)

Pubblicato Aggiornato 2 min di letturaRedazione FeedstockData

Foto Emőke Dénes / Wikimedia Commons, licenza CC BY-SA 4.0, file di origine; modifiche: ritaglio

Media ponderata
170m³ CH₄/t SV
Intervallo
34–363m³ CH₄/t SV
Record
4studi
Pubblicazioni
3fonti
Temperature
37 °C, 55 °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 1,3 % 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

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

Potenziale per tonnellata di sostanza fresca: moderato, ma limitato dalla scarsa degradabilità della sostanza organica (89 m³ CH₄/t); rischio di processo: acidificazione. Costi di gestione: fibre, strato galleggiante.

Perché? Fattori della valutazione

Potenziale per tonnellata +1

  • +1potenziale 89 m³ CH₄/t di sostanza fresca (BMP 170 × SS 57,1 % × SV 91,2 %); bassa degradabilità degli SV (BMP 170 m³ CH₄/t SV) — punteggio limitato

Stabilità del processo −0,5

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

Gestione e costi −0,5

  • −0,5fibre, strato galleggiante — triturazione e miscelazione intensa

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: media · esclusi i prezzi di mercato

Aggiungi al calcolatore di codigestione Dati CSV

Curve BMP da 4 studi

Media ponderata Singoli record

Curve BMP: Cassava residueProduzione cumulata di metano nel tempo per 4 record e la media ponderata di 170 m³ CH₄/t SV. 4 delle curve sono curve del modello (cinetica del primo ordine).01002003004000510152025303540tempo [d]m³ CH₄/t SVCu et al. (2014): 34 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Mabecua et al. (2021) · 1: 326 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Mabecua et al. (2021) · 2: 363 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Zhang et al. (2011): 132 m³ CH₄/t SV (curva del modello)media170

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 (170); 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
Cu et al. (2014) DOI3437 °C · mesofilocassava residuepunto finale (curva del modello)
Mabecua et al. (2021) · 1 DOI326—Cassava fiber CF2 (manometric)punto finale (curva del modello)
Mabecua et al. (2021) · 2 DOI363—Cassava fiber CF1 (manometric)punto finale (curva del modello)
Zhang et al. (2011) DOI13255 °C · termofilocassavapunto finale (curva del modello)
Media ponderata170media aritmetica 214, SD 157

Composizione tipica

Sostanza secca (SS)
57,1% (intervallo 18,6–95,6)
Solidi volatili (SV)
91,2 % SS (intervallo 84,3–98,1)
Azoto
1,3 % SS

Mediana e intervallo delle determinazioni riportate nelle pubblicazioni alla base dei record BMP di questo substrato (lette da: MY-D); sostanza secca: 2 determinazioni, solidi volatili: 2 determinazioni. L’intervallo di SS comprende sia campioni freschi sia campioni parzialmente essiccati o essiccati prima del test: per il materiale fresco vale la parte inferiore dell’intervallo, meglio ancora una misurazione propria.

Fonti: Cu et al. (2014); Zhang et al. (2011).

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

  • facilmente degradabile
  • fibroso
  • povero di azoto
  • stagionale
  • 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, P. (2010) Biogas production: current state and perspectives. Applied Microbiology and Biotechnology
  3. Hendriks, Zeeman (2009). Pretreatments to enhance the digestibility of lignocellulosic biomass. Bioresour. Technol.

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

Che cosa mostra la raccolta

La raccolta comprende 4 record del potenziale metanigeno (BMP) per il substrato “Cassava residue” tratti da 3 pubblicazioni relativi al periodo 2011–2021. I risultati vanno da 34 a 363 m³ CH₄/t SV e la media ponderata è 170 m³ CH₄/t SV (media aritmetica 214, deviazione standard 157).

I test sono stati condotti a 37, 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 4 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 = 0,091 d−1 (nessun dato cinetico per il gruppo – è stata utilizzata la mediana di tutte le costanti di velocità k disponibili (93 valori)).

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 (1) — esclusi dalla media
FonteBMP
m³ CH₄/t SV		PretrattamentoCampione
Zhang et al. (2011)260unspecifiedcassava

Bibliografia

  1. Cu, T.T.T.; Nguyen, T.X.; Triolo, J.M.; Pedersen, L.; Le, V.D.; Le, P.D.; Sommer, S.G. (2014). Biogas Production from Vietnamese Animal Manure, Plant Residues and Organic Waste: Influence of Biomass Composition on Methane Yield. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences 28(2), 280–289. DOI: 10.5713/ajas.14.0312 DOI
  2. Mabecua, F.; Schwede, S.; Lucas, C.; Klintenberg, P. (2021). Agro-Waste, a Solution for Rural Electrification? Assessing Biomethane Potential of Agro-Waste in Inhambane Province, Southern Mozambique. Water 13(7), 939. DOI: 10.3390/w13070939 DOI
  3. Zhang, Q.; He, J.; Tian, M.; Mao, Z.; Tang, L.; Zhang, J.; Zhang, H. (2011). Enhancement of methane production from cassava residues by biological pretreatment using a constructed microbial consortium. Bioresource Technology 102(19), 8899–8906. DOI: 10.1016/j.biortech.2011.06.061 DOI

Tutte le fonti del sito: bibliografia.

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