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Test BMPBioplastiche e imballaggi compostabili

Starch-based bioplastics — BMP: 10 studi, media ponderata 266 m³ CH₄/t SV

Starch-based bioplastics: 10 record di dati BMP tratti da 5 pubblicazioni, media ponderata 266 m³ CH₄/t SV, intervallo 69–554.

valutazione: buonaCH₄ ≈ 52 % (stima)

Pubblicato Aggiornato 2 min di letturaRedazione FeedstockData

Illustrazione: FeedstockData (IA, Google Gemini)

Media ponderata
266m³ CH₄/t SV
Intervallo
69–554m³ CH₄/t SV
Record
10studi
Pubblicazioni
5fonti
Temperature
35 °C, 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 (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

buona — valutazione redazionale per gli impianti di biogasStabile, di solito accettato senza tariffa

Potenziale per tonnellata di sostanza fresca: molto alto (246 m³ CH₄/t); rischio di processo: acidificazione. Costi di gestione: impurità fisiche (imballaggi, plastiche), degradazione lenta.

Perché? Fattori della valutazione

Potenziale per tonnellata +3

  • +3potenziale 246 m³ CH₄/t di sostanza fresca (BMP 266 × SS 93,3 % × SV 98,9 %)

Stabilità del processo −0,5

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

Gestione e costi −1,5

  • −1impurità fisiche (imballaggi, plastiche) — depackaging e separazione
  • −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 10 studi

Media ponderata Singoli record

Curve BMP: Starch-based bioplasticsProduzione cumulata di metano nel tempo per 10 record e la media ponderata di 266 m³ CH₄/t SV. 10 delle curve sono curve del modello (cinetica del primo ordine).02004006000510152025303540tempo [d]m³ CH₄/t SVCho et al. (2011): 554 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Guo et al. (2011) · 1: 264 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Guo et al. (2011) · 2: 281 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Guo et al. (2011) · 3: 294 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Mohee et al. (2008): 221 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Zhang et al. (2018) · 1: 69 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Zhang et al. (2018) · 2: 113 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Cucina et al. (2022) · 1: 142 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Cucina et al. (2022) · 2: 194 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Cucina et al. (2022) · 3: 224 m³ CH₄/t SV (curva del modello)media266

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 (266); 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
Cho et al. (2011) DOI55435 °C · mesofiloPCL-starch blendpunto finale (curva del modello)
Guo et al. (2011) · 1 DOI264—potato starch based foampunto finale (curva del modello)
Guo et al. (2011) · 2 DOI281—maize starch based foampunto finale (curva del modello)
Guo et al. (2011) · 3 DOI294—wheat based foampunto finale (curva del modello)
Mohee et al. (2008) DOI221—Mater-bi (Novamont)punto finale (curva del modello)
Zhang et al. (2018) · 1 DOI6937 °C · mesofiloStarch-based film blend 2punto finale (curva del modello)
Zhang et al. (2018) · 2 DOI11337 °C · mesofiloStarch-based film blend 1punto finale (curva del modello)
Cucina et al. (2022) · 1 DOI14255 °C · termofilostarch based shopperspunto finale (curva del modello)
Cucina et al. (2022) · 2 DOI19455 °C · termofilostarch based shopperspunto finale (curva del modello)
Cucina et al. (2022) · 3 DOI22455 °C · termofilostarch based shopperspunto finale (curva del modello)
Media ponderata266media aritmetica 236, SD 134

Composizione tipica

Sostanza secca (SS)
93,3% (intervallo 92,7–97,6)
Solidi volatili (SV)
98,9 % SS (intervallo 94,1–99,5)

Mediana e intervallo delle determinazioni riportate nelle pubblicazioni alla base dei record BMP di questo substrato (lette da: MY-D); sostanza secca: 5 determinazioni, solidi volatili: 5 determinazioni. I campioni sono stati testati essiccati/seccati all’aria: la SS si riferisce al materiale nel test, non al materiale fresco.

Fonti: Guo et al. (2011); Zhang 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

  • a lenta degradazione
  • impurità fisiche
  • facilmente degradabile
  • 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. Benn, Zitomer (2018). Pretreatment and anaerobic co-digestion of selected PHB and PLA bioplastics. Front. Environ. Sci.
  2. Narancic et al. (2018). Biodegradable plastic blends create new possibilities for end-of-life management of plastics but they are not a panacea for plastic pollution. Environ. Sci. Technol.
  3. 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 10 record del potenziale metanigeno (BMP) per il substrato “Starch-based bioplastics” tratti da 5 pubblicazioni relativi al periodo 2008–2022. I risultati vanno da 69 a 554 m³ CH₄/t SV e la media ponderata è 266 m³ CH₄/t SV (media aritmetica 236, deviazione standard 134).

I test sono stati condotti a 35, 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 10 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. Cho, H.; Moon, H.; Kim, M.; Nam, K.; Kim, J. (2011). Biodegradability and biodegradation rate of poly(caprolactone)-starch blend and poly(butylene succinate) biodegradable polymer under aerobic and anaerobic environment. Waste Management 31(3), 475–480. DOI: 10.1016/j.wasman.2010.10.029 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. Mohee, R.; Unmar, G.; Mudhoo, A.; Khadoo, P. (2008). Biodegradability of biodegradable/degradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions. Waste Management 28(9), 1624–1629. DOI: 10.1016/j.wasman.2007.07.003 DOI
  4. Zhang, W.; Heaven, S.; Banks, C.J. (2018). Degradation of some EN13432 compliant plastics in simulated mesophilic anaerobic digestion of food waste. Polymer Degradation and Stability 147, 76–88. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2017.11.005 DOI
  5. Cucina, M.; Soggia, G.; De Nisi, P.; Giordano, A.; Adani, F. (2022). Assessing the anaerobic degradability and the potential recovery of biomethane from different biodegradable bioplastics in a full-scale approach. Bioresource Technology 354, 127224. DOI: 10.1016/j.biortech.2022.127224 DOI

Tutte le fonti del sito: bibliografia.

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