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Test BMPErbe, foraggi verdi e piante foraggere

Lucerne (alfalfa) — BMP: 7 studi, media ponderata 366 m³ CH₄/t SV

Lucerne (alfalfa): 7 record di dati BMP tratti da 4 pubblicazioni, media ponderata 366 m³ CH₄/t SV, intervallo 271–560.

valutazione: neutraCH₄ 66 %

Pubblicato Aggiornato 2 min di letturaRedazione FeedstockData

Foto Chris Morgan / Wikimedia Commons, licenza CC BY-SA 2.0, file di origine; modifiche: ritaglio

Media ponderata
366m³ CH₄/t SV
Intervallo
271–560m³ CH₄/t SV
Record
7studi
Pubblicazioni
4fonti
Temperature
37 °C, 38 °C, 40 °Cdel test

Metano nel biogas

Alto contenuto di metano · ≈ 6,6 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: alto (85 m³ CH₄/t); rischio di processo: proteine / azoto. Costi di gestione: fibre, strato galleggiante.

Perché? Fattori della valutazione

Potenziale per tonnellata +2

  • +2potenziale 85 m³ CH₄/t di sostanza fresca (BMP 366 × SS 25,8 % × SV 89,9 %)

Stabilità del processo −1

  • −1proteine / azoto: rischio di inibizione da ammoniaca per quote più elevate

Gestione e costi −0,5

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

Punteggio totale: 0,5 · 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 7 studi

Media ponderata Singoli record

Curve BMP: Lucerne (alfalfa)Produzione cumulata di metano nel tempo per 7 record e la media ponderata di 366 m³ CH₄/t SV. 7 delle curve sono curve del modello (cinetica del primo ordine).02004006000510152025303540tempo [d]m³ CH₄/t SVAmon et al. (2007): 335 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Pouech (b.r.): 340 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Lallement et al. (2023): 271 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Shilpi et al. (2019) · 1: 490 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Shilpi et al. (2019) · 2: 500 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Shilpi et al. (2019) · 3: 530 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Shilpi et al. (2019) · 4: 560 m³ CH₄/t SV (curva del modello)media366

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 (366); 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
Amon et al. (2007) DOI335—38 °C · mesofiloLucernepunto finale (curva del modello)
Pouech (b.r.)34065,8 %40 °C · mesofiloAlfalfapunto finale (curva del modello)
Lallement et al. (2023) DOI271—38 °C · mesofiloAlfalfapunto finale (curva del modello)
Shilpi et al. (2019) · 1 DOI490—37 °C · mesofiloTW alfalfapunto finale (curva del modello)
Shilpi et al. (2019) · 2 DOI500—37 °C · mesofiloM800punto finale (curva del modello)
Shilpi et al. (2019) · 3 DOI530—37 °C · mesofiloA400punto finale (curva del modello)
Shilpi et al. (2019) · 4 DOI560—37 °C · mesofiloA800punto finale (curva del modello)
Media ponderata36665,8 %media aritmetica 432, SD 114

Composizione tipica

Sostanza secca (SS)
25,8% (intervallo 19,9–69)
Solidi volatili (SV)
89,9 % SS (intervallo 87,1–90,9)
Azoto
3,4 % SS
Rapporto C/N
12,3

Mediana e intervallo delle determinazioni riportate nelle pubblicazioni alla base dei record BMP di questo substrato (lette da: CROPGEN D4, MY-D); sostanza secca: 6 determinazioni, solidi volatili: 6 determinazioni. Il rapporto C/N è stato calcolato come rapporto tra il contenuto di C e di N (% SS) dalla stessa fonte.

Fonti: Pouech, P. Fruteau, H. Bewa, H.. Agricultural crops for…; Lallement et al. (2023); Shilpi et al. (2019).

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
  • fibroso
  • ricco di azoto
  • classificazione redazionale

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

Dosaggio

Fonti dei dati di processo

  1. Lehtomaki, A.; Huttunen, S.; Rintala, J.A. (2007) Laboratory investigations on co-digestion of energy crops and crop residues with cow manure for methane production: effect of crop to manure ratio. Resources, Conservation and Recycling
  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. Li et al. (2023). Anaerobic co-digestion of grass, alfalfa, and red clover for methane production and the kinetic analysis. BioResources 18(1)
  4. Pouech, P. Fruteau, H. Bewa, H. (None) Agricultural crops for biogas production on anaerobic digestion plants. Biomass for energy and industry 163-165
  5. Hendriks, A.T.W.M.; Zeeman, G. (2009) Pretreatments to enhance the digestibility of lignocellulosic biomass. Bioresource Technology
  6. Lallement, A.; Peyrelasse, C.; Lagnet, C.; Barakat, A.; Schraauwers, B.; Maunas, S.; Monlau, F. (2023) A Detailed Database of the Chemical Properties and Methane Potential of Biomasses Covering a Large Range of Common Agricultural Biogas Plant Feedstocks. Waste 1(1), 195–227
  7. Shilpi, S.; Lamb, D.; Bolan, N.; Seshadri, B.; Choppala, G.; Naidu, R. (2019) Waste to watt: Anaerobic digestion of wastewater irrigated biomass for energy and fertiliser production. Journal of Environmental Management 239, 73–83
  8. 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 7 record del potenziale metanigeno (BMP) per il substrato “Lucerne (alfalfa)” tratti da 4 pubblicazioni relativi al periodo 2007–2023. I risultati vanno da 271 a 560 m³ CH₄/t SV e la media ponderata è 366 m³ CH₄/t SV (media aritmetica 432, deviazione standard 114).

I test sono stati condotti a 37, 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 7 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. 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. Pouech, P. Fruteau, H. Bewa, H.. Agricultural crops for biogas production on anaerobic digestion plants. Biomass for energy and industry 163-165.
  3. Lallement, A.; Peyrelasse, C.; Lagnet, C.; Barakat, A.; Schraauwers, B.; Maunas, S.; Monlau, F. (2023). A Detailed Database of the Chemical Properties and Methane Potential of Biomasses Covering a Large Range of Common Agricultural Biogas Plant Feedstocks. Waste 1(1), 195–227. DOI: 10.3390/waste1010014 DOI
  4. Shilpi, S.; Lamb, D.; Bolan, N.; Seshadri, B.; Choppala, G.; Naidu, R. (2019). Waste to watt: Anaerobic digestion of wastewater irrigated biomass for energy and fertiliser production. Journal of Environmental Management 239, 73–83. DOI: 10.1016/j.jenvman.2019.02.122 DOI

Tutte le fonti del sito: bibliografia.

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