KWS
   
 

Burak cukrowy jako substrat do produkcji biogazu

Burak cukrowy cechuje się wśród roślin uprawnych największym potencjałem plonowania - w sprzyjających warunkach i przy poprawnej agrotechnice plon masy biologicznej buraka znacznie przekracza 100 ton z ha. Jest to biomasa o wysokiej koncentracji energii.

Wydajność substratu do produkcji biogazu określana jest głównie przy pomocy trzech parametrów:

  • Masa substratu uzyskana z jednostki powierzchni
  • Wydajność energetyczna w przeliczeniu na jednostkę substratu
  • Kinetyka fermentacji, czyli czas konwersji

Sucha masa buraka cukrowego to w ok. 94% węglowodany ulegające bezpośredniemu i szybkiemu procesowi fermentacji. Jeśli weźmie się pod uwagę plon buraka uzyskiwany z jednostki powierzchni oraz fakt, że zbiór i przerób dotyczą w wykorzystaniu energetycznym całej masy biologicznej, jaka powstała na polu, to okazuje się, że wśród roślin rolniczych burak cukrowy jest jedną z najbardziej przydatnych roślin do produkcji energii.
Substrat buraczany wykazuje dużą buforowość powodując wysoki synergizm działania w mieszance z innymi komponentami, zwłaszcza z kukurydzą. Jest również ważnym czynnikiem stabilizującym biologiczną jakość konwersji ponieważ utrzymuje prawidłowy rozwój mikroflory w fermentatorze.

Wydajność biogazu z hektara dla różnych roślin uprawnych:

Roślina

Plon
t/ha

Metan
m3/t s.m.

Metan
m3/ha

kWh/ha
brutto

kWh/ha
netto

Średnio
%

Zboża

8

426

2.749

26.669

9.601

50

Kukurydza

60

325

5.496

53.307

19.191

100

Burak cukrowy

70

442

6.757

65.539

23.594

123

Liście buraka

42

324

1.306

12.672

4.562

24

Buraki+
liście

112

417

8.063

78.210

28.156

147

W produkcji biogazu bardzo opłacalne jest wykorzystywanie różnorodnych lokalnie występujących substratów (rośliny energetyczne w kombinacji z odpadami lub nawozami organicznymi). Różnorodność substratów pozytywnie wpływa na przebieg procesów fermentacyjnych. Również te kryteria spełnia burak cukrowy jako surowiec energetyczny.

Uzysk metanu z buraków cukrowych w porównaniu do innych surowców (kliknij)

Przeciętna zawartość suchej masy w korzeniach buraka cukrowego waha się w granicach 22–24%, a w liściach buraczanych (bez główek) wynosi 12-14%. Umożliwia to prawidłowe zakiszanie całej masy organicznej uzyskiwanej z buraków bez większych strat związanych z płynnym odciekiem z kiszonki. Odciek ten gromadzony w zbiornikach również może być użyty w procesie produkcji biogazu.

Zawartość składników w suchej masie korzeni buraka cukrowego:

Sacharoza 60 - 65%
Białko ogólne 5 - 9%
Skrobia 3%
Włókno surowe 4 - 6,5%
Celuloza, hemiceluloza i pektyny 12%
Ligniny 3,5%

 

Stopień rozkładu oraz czas konwersji dla różnych składników:

Składnik

Stopień rozkładu (%)

Czas konwersji

Czysta glukoza

100*

kilka godzin

Czysta skrobia

100

kilka godzin

Tłuszcz surowy

100

kilka godzin

Białko surowe

90

kilka godzin do kilku dni

Włókno surowe

54

kilka miesięcy

ADF

51

kilka miesięcy

NDF

57

kilka miesięcy

Hemiceluloza

65

kilka miesięcy

Celuloza

75*

kilka tygodni

Lignina

0

brak

 

Zarówno wyniki doświadczeń produkcyjnych jak i testów laboratoryjnych wskazują, że burak cukrowy charakteryzuje się optymalnym stopniem rozkładu i najkrótszym czasem przemiany w metan, ponieważ do 80% masy organicznej rozkłada się w 100%. W instalacjach biogazowych, tzw. szczyt gazowy osiągany jest już po 12 godzinach od załadowania buraków cukrowych do komory fermentacyjnej. W przypadku kukurydzy szczyt gazowy osiągany jest po ok. 12 dniach. Całkowity rozkład buraka następuje po ok. 15 dniach, podczas gdy w przypadku kukurydzy potrzeba na to przynajmniej 90 dni.

Czas zgazowania materii  organicznej:

Czas zgazowania materii organicznej

 

 

 
KWS