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Test BMPLegno e biomassa legnosa

Softwood — BMP: 7 studi, media ponderata 58 m³ CH₄/t SV

Softwood: 7 record di dati BMP tratti da 4 pubblicazioni, media ponderata 58 m³ CH₄/t SV, intervallo 35–86.

valutazione: neutraCH₄ ≈ 52 % (stima)

Pubblicato Aggiornato 2 min di letturaRedazione FeedstockData

Foto Profpcde / Wikimedia Commons, licenza CC0 1.0, file di origine; modifiche: ritaglio

Media ponderata
58m³ CH₄/t SV
Intervallo
35–86m³ CH₄/t SV
Record
7studi
Pubblicazioni
4fonti
Temperature
35 °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 (prevalenza di carboidrati (senza caratteristiche proteiche o lipidiche)) 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: basso, ma limitato dalla scarsa degradabilità della sostanza organica (52 m³ CH₄/t); nessuna minaccia particolare per la stabilità. Costi di gestione: fibre, strato galleggiante, degradazione lenta.

Perché? Fattori della valutazione

Potenziale per tonnellata 0

  • ±0potenziale 52 m³ CH₄/t di sostanza fresca (BMP 58 × SS 91,8 % × SV 98,7 %); bassa degradabilità degli SV (BMP 58 m³ CH₄/t SV) — punteggio limitato

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: −1 · 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 7 studi

Media ponderata Singoli record

Curve BMP: SoftwoodProduzione cumulata di metano nel tempo per 7 record e la media ponderata di 58 m³ CH₄/t SV. 7 delle curve sono curve del modello (cinetica del primo ordine).0204060801000510152025303540tempo [d]m³ CH₄/t SVTong et al. (1990): 42 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Chynoweth et al. (1993): 59 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Krause et al. (2018) · 1: 35 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Krause et al. (2018) · 2: 37 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Krause et al. (2018) · 3: 47 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Krause et al. (2018) · 4: 55 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Costa et al. (2019): 86 m³ CH₄/t SV (curva del modello)media58

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 (58); 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
Tong et al. (1990) DOI4235 °C · mesofiloWhite fir · pretrattamento: air driedpunto finale (curva del modello)
Chynoweth et al. (1993) DOI5935 °C · mesofiloPinepunto finale (curva del modello)
Krause et al. (2018) · 1 DOI3535 °C · mesofilosoftwoodpunto finale (curva del modello)
Krause et al. (2018) · 2 DOI3755 °C · termofilosoftwoodpunto finale (curva del modello)
Krause et al. (2018) · 3 DOI4755 °C · termofilosoftwoodpunto finale (curva del modello)
Krause et al. (2018) · 4 DOI5535 °C · mesofilosoftwoodpunto finale (curva del modello)
Costa et al. (2019) DOI86—Spruce (milled wood)punto finale (curva del modello)
Media ponderata58media aritmetica 52, SD 18

Composizione tipica

Sostanza secca (SS)
91,8% (intervallo 88,8–94,7)
Solidi volatili (SV)
98,7 % SS (intervallo 98,5–98,8)

Mediana e intervallo delle determinazioni riportate nelle pubblicazioni alla base dei record BMP di questo substrato (lette da: CROPGEN D4, MY-D); sostanza secca: 2 determinazioni, solidi volatili: 2 determinazioni. I campioni sono stati testati essiccati/seccati all’aria: la SS si riferisce al materiale nel test, non al materiale fresco.

Fonti: Tong et al. (1990); 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
  • a lenta degradazione
  • forma uno strato galleggiante
  • ricco di carbonio
  • povero di azoto
  • classificazione redazionale

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

Dosaggio

Fonti dei dati di processo

  1. Chen, Y.; Cheng, J.J.; Creamer, K.S. (2008) Inhibition of anaerobic digestion process: A review. Bioresource Technology
  2. Tong, X.; Smith, L.H.; McCarty, P.L. (1990) Methane fermentation of selected lignocellulosic materials. Biomass 21(4), 239–255
  3. Chynoweth, D.; Turick, C.; Owens, J.; Jerger, D.; Peck, M. (1993) Biochemical methane potential of biomass and waste feedstocks. Biomass and Bioenergy 5(1), 95–111
  4. Hendriks, A.T.W.M.; Zeeman, G. (2009) Pretreatments to enhance the digestibility of lignocellulosic biomass. Bioresource Technology
  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
  6. Costa, T.H.F.; Eijsink, V.G.H.; Horn, S.J. (2019) The use of lytic polysaccharide monooxygenases in anaerobic digestion of lignocellulosic materials. Biotechnology for Biofuels 12(1), 270
  7. Weiland, P. (2010) Biogas production: current state and perspectives. Applied Microbiology and Biotechnology
  8. 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 7 record del potenziale metanigeno (BMP) per il substrato “Softwood” tratti da 4 pubblicazioni relativi al periodo 1990–2019. I risultati vanno da 35 a 86 m³ CH₄/t SV e la media ponderata è 58 m³ CH₄/t SV (media aritmetica 52, deviazione standard 18).

I test sono stati condotti a 35, 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 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 = 0,039 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. Tong, X.; Smith, L.H.; McCarty, P.L. (1990). Methane fermentation of selected lignocellulosic materials. Biomass 21(4), 239–255. DOI: 10.1016/0144-4565(90)90075-u DOI
  2. Chynoweth, D.; Turick, C.; Owens, J.; Jerger, D.; Peck, M. (1993). Biochemical methane potential of biomass and waste feedstocks. Biomass and Bioenergy 5(1), 95–111. DOI: 10.1016/0961-9534(93)90010-2 DOI
  3. 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
  4. Costa, T.H.F.; Eijsink, V.G.H.; Horn, S.J. (2019). The use of lytic polysaccharide monooxygenases in anaerobic digestion of lignocellulosic materials. Biotechnology for Biofuels 12(1), 270. DOI: 10.1186/s13068-019-1611-8 DOI

Tutte le fonti del sito: bibliografia.

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