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Test BMPSottoprodotti dell’industria agroalimentare

Distillery stillage and vinasse — BMP: 5 studi, media ponderata 326 m³ CH₄/t SV

Distillery stillage and vinasse: 5 record di dati BMP tratti da 3 pubblicazioni, media ponderata 326 m³ CH₄/t SV, intervallo 247–381.

valutazione: neutraCH₄ 58 %

Pubblicato Aggiornato 2 min di letturaRedazione FeedstockData

Foto The U.S. Food and Drug Administration / Wikimedia Commons, pubblico dominio, file di origine; modifiche: ritaglio

Media ponderata
326m³ CH₄/t SV
Intervallo
247–381m³ CH₄/t SV
Record
5studi
Pubblicazioni
3fonti
Temperature
36 °C, 37 °C, 38 °Cdel test

Metano nel biogas

Contenuto medio di metano · ≈ 5,8 kWh/m³ di biogas

misurata media di 1 studio BMP; 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 (29 m³ CH₄/t); rischio di processo: sale / sodio, acidificazione, zolfo. Nessun requisito aggiuntivo di gestione.

Perché? Fattori della valutazione

Potenziale per tonnellata +1

  • +1potenziale 29 m³ CH₄/t di sostanza fresca (BMP 326 × SS 9,6 % × SV 91,3 %)

Stabilità del processo −1,75

  • −1sale / sodio: inibizione per quote elevate
  • −0,5acidificazione: rapida degradazione / pH acido, rischio di accumulo di AGV, richiede tamponamento
  • −0,25zolfo: H₂S nel biogas (tossicità per i batteri, corrosione, desolforazione)

Gestione e costi 0

  • 0nessun fattore

Punteggio totale: −0,75 · 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 5 studi

Media ponderata Singoli record

Curve BMP: Distillery stillage and vinasseProduzione cumulata di metano nel tempo per 5 record e la media ponderata di 326 m³ CH₄/t SV. 5 delle curve sono curve del modello (cinetica del primo ordine).01002003004005000510152025303540tempo [d]m³ CH₄/t SVDubrovskis i Plume (2017): 360 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Fu et al. (2017) · 1: 247 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Fu et al. (2017) · 2: 274 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Luna-delRisco et al. (2011) · 1: 335 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Luna-delRisco et al. (2011) · 2: 381 m³ CH₄/t SV (curva del modello)media326

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 (326); 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		CH₄ nel biogas
% vol., misurato		TemperaturaCampioneCurva
Dubrovskis i Plume (2017) DOI36058,5 %38 °C · mesofiloDistillery stillage (Kalsnava)punto finale (curva del modello)
Fu et al. (2017) · 1 DOI247—37 °C · mesofilovinassepunto finale (curva del modello)
Fu et al. (2017) · 2 DOI274—37 °C · mesofilovinassepunto finale (curva del modello)
Luna-delRisco et al. (2011) · 1335—36 °C · mesofilodistillery sloppunto finale (curva del modello)
Luna-delRisco et al. (2011) · 2381—36 °C · mesofilodistillery sloppunto finale (curva del modello)
Media ponderata32658,5 %media aritmetica 320, SD 57

Composizione tipica

Sostanza secca (SS)
9,6% (intervallo 5,5–42,6)
Solidi volatili (SV)
91,3 % SS (intervallo 86,5–93,1)
Azoto
3,5 % SS
Rapporto C/N
13

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. Il rapporto C/N è stato calcolato come rapporto tra il contenuto di C e di N (% SS) dalla stessa fonte.

Fonti: Fu et al. (2017); Luna-delRisco 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

  • acido
  • diluisce l’alimentazione (bassa SS)
  • ricco di zolfo
  • salino
  • facilmente degradabile
  • classificazione redazionale

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

Dosaggio

Limite indicativo dalla letteraturafino a 60% massa fresca dell’alimentazione[1]

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. Sharma et al. (2013). Thermophilic anaerobic co-digestion of poultry litter and thin stillage. Bioresour. Technol.
  2. Wilkie, Riedesel, Owens (2000). Stillage characterization and anaerobic treatment of ethanol stillage from conventional and cellulosic feedstocks. Biomass Bioenergy
  3. Hilton, Archer (1988). Anaerobic digestion of a sulfate-rich molasses wastewater: inhibition of hydrogen sulfide production. Biotechnol. Bioeng.

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

Che cosa mostra la raccolta

La raccolta comprende 5 record del potenziale metanigeno (BMP) per il substrato “Distillery stillage and vinasse” tratti da 3 pubblicazioni relativi al periodo 2011–2017. I risultati vanno da 247 a 381 m³ CH₄/t SV e la media ponderata è 326 m³ CH₄/t SV (media aritmetica 320, deviazione standard 57).

I test sono stati condotti a 36, 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 5 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

Bibliografia

  1. Dubrovskis, V.; Plume, I. (2017). Methane production from stillage. Engineering for Rural Development. DOI: 10.22616/erdev2017.16.n086 DOI
  2. Fu, S.F.; Xu, X.H.; Dai, M.; Yuan, X.Z.; Guo, R.B. (2017). Hydrogen and methane production from vinasse using two-stage anaerobic digestion. Process Safety and Environmental Protection 107, 81–86. DOI: 10.1016/j.psep.2017.01.024 DOI
  3. 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 fonte

Tutte le fonti del sito: bibliografia.

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