Przemysł rolno-spożywczy źródłem substratów do produkcji biogazu

• Autorzy: Kuprys-Caruk M.

Warianty tytułu

EN

Agri-food industry as the source of substrates for biogas production

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Biogaz rolniczy otrzymywany jest w procesie fermentacji metanowej surowców rolniczych, produktów ubocznych rolnictwa, płynnych lub stałych odchodów zwierzęcych, produktów ubocznych, odpadów lub pozostałości z przetwórstwa produktów pochodzenia rolniczego lub biomasy leśnej. Stanowi odnawialne źródło energii, którego wzrost zużycia w Polsce jest obowiązkiem wynikającym zarówno z prawodawstwa unijnego, jak i krajowego. Przemysł rolno-spożywczy jest źródłem różnorodnych substratów – roślin oraz pozostałości czy odpadów roślinnych i zwierzęcych, które nadają się do produkcji biogazu. Określenie uzysku biogazu, jaki można z nich osiągnąć, a także oszacowanie lokalnej dostępności danego surowca pozwala na dobranie odpowiednich substratów gwarantujących zarówno efektywną produkcję biogazu, jak i ciągłą ich podaż do komory fermentacyjnej. Przedstawiony artykuł obejmuje przegląd doniesień naukowych dotyczących produkcji biogazu z różnych surowców pochodzących z przemysłu rolno-spożywczego.

EN

Agricultural biogas is the gas obtained by methane fermentation of agricultural raw materials, by-products of agriculture, liquid or solid animal excrements, by-products, waste or residues from processing agricultural products or forest biomass. It is a renewable energy source whose consumption growth in Poland is obliged under EU and national legislation. The agro-food industry is the source of a variety of substrates - plants as well as residues and wastes that are suitable for the production of biogas. Understanding their biogas productivity, as well as estimating local availability, allows us to select suitable substrates to guarantee both the efficient production of biogas and the continuous supply to the fermentation chamber. The paper presents an overview of scientific reports on the biogas production of various raw materials from the agri-food industry.

Słowa kluczowe

PL

przemysl rolno-spozywczy; odpady przemyslowe; substraty; biogaz; rosliny energetyczne

• Wydawca: -
• Czasopismo: Postępy Nauki i Technologii Przemysłu Rolno-Spożywczego
• Rocznik: 2017
• Tom: 72
• Numer: 2
• Opis fizyczny: s.69-85,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Kuprys-Caruk M.

• Zakład Technologii Fermentacji, Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego im.prof.Wacława Dąbrowskiego, ul.Rakowiecka 36, 02-532 Warszawa

Bibliografia

• 1. Adamski M., Pilarski K., Dach J. (2009). Possibilities of usage of the distillery residua as a substrate for agricultural biogas plant. J. Res. Appl. Agric. Eng., 54 (3), 10-16
• 2. Ahn H., Smith M., Kondrad S., White J. (2010). Evaluation of biogas production potential by dry anaerobic digestion of switchgrass–animal manure mixtures. Appl. Biochem. Biotechnol., 160, 965–975
• 3. Amon T., Amon B., Kryvoruchko V., Zollitsch W., Mauer K., Gruber L. (2007). Biogas production from maize and dairy cattle manure – Influence of biomass composition on the methane yield. Agriculture. Ecosystems and Environment, 118, 173-182
• 4. Budiyono I., Widiasa N., Johari S., Sunarso (2010). The kinetic of biogas production rate from cattle manure in batch mode. Int. J. Chem. Biol. Eng., 3 (1), 39-44
• 5. Chodkowska-Miszczuk J., Szymańska D. (2013). Agricultural biogas plants – A chance for diversification of agriculture in Poland. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 20, 514-518
• 6. Chołuj D., Podlaski S., Wiśniewski G., Szmalec J. (2008). Kompleksowa ocena biologicznej przydatności 7 gatunków roślin wykorzystywanych na cele energetyczne. Studia i Raporty IUNG-PIB, 11, 81-98
• 7. Chołuj D., Podlaski S., Pietkiewicz S., Wiśniewski G. (2010). Parametry fizjologiczne determinujące plon biomasy roślin energetycznych. Monografia. Nowoczesne technologie pozyskiwania i energetycznego wykorzystania biomasy. Warszawa: Instytut Energetyki, 69-88
• 8. Cichorz S., Gośka M., Litwiniec A. (2014). Trawy wieloletnie z rodzaju Miscanthus – potencjalne źródło energii odnawialnej. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin, 274, 133-151
• 9. Curkowski A., Mroczkowski P., Oniszk-Popławska A., Wiśniewski G. (2009). Biogaz rolniczy-produkcja i wykorzystanie. Warszawa: Mazowiecka Agencja Energetyczna
• 10. Curkowski A., Oniszk-Popławska A., Mroczkowski P., Owsik M., Wiśniewski G. (2011). Przewodnik dla inwestorów zainteresowanych budową biogazowni rolniczych. Warszawa: Instytut Energii Odnawialnej
• 11. Dach J., Przybył J., Zbytek Z., Lewicki A., Janczak D., Cieślik M. (2013). Emisja metanu z produkcji zwierzęcej w Polsce: skala oraz potencjalne koszty. J. Res. Appl. Agric. Eng., 58 (2), 25-28
• 12. El-Mashad H., Zhang R. (2010). Biogas production from co-digestion of dairy manure and food waste. Bioresource Technol., 101, 4021-4028
• 13. von Felde A. 2008. Innowacyjne wykorzystanie buraka cukrowego w fermentacji biogazowej – punkt widzenia hodowcy. Poradnik Plantatora Buraka Cukrowego, 4, 36-38
• 14. Fugol M., Pilarski K. (2011). Burak cukrowy jako substrat do biogazowni. Inż. Rol., 5 (130), 63-71
• 15. Fugol M., Szlachta J. (2010). Zasadność używania kiszonki z kukurydzy i gnojowicy świńskiej do produkcji biogazu. Inż. Rol., 1 (119), 169-173
• 16. Gołaszewski J. (2011). Wykorzystanie substratów pochodzenia rolniczego w biogazowniach w Polsce. Post. Nauk Rol., 2, 69-94
• 17. Gołkowska K., Greger M. (2013). Anaerobic digestion of maize and cellulose under termophilic and mesophilic conditions – A comparative study. Biomass and Bioenergy, 56, 545-554
• 18. Grzybek A. (2008). Zapotrzebowanie na biomasę i strategie energetycznego jej wykorzystania. Studia i Raporty IUNG-PIB, 11, 9-24
• 19. GUS 2016. Użytkowanie gruntów i powierzchnia zasiewów w 2015 r., Warszawa
• 20. Herrmann C., Heiermann M., Idler C. (2011). Effects of ensiling, silage additives and storage period on methane formation of biogas crops. Bioresource Technol., 102, 5153-5161
• 21. Igliński B., Buczkowski R., Glińska A., Cichocz M., Piechota G. (2012). Agricultural biogas plants in Poland: Investment process, economical and environmental aspects, biogas potential. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16, 4890-4900
• 22. Kacprzak A., Krzystek L., Ledakowicz S. (2009). Anaerobic co-digestion of agricultural products and industrial wastes. Environ. Protect. Eng., 35 (3), 215-224
• 23. Kacprzak A., Krzystek L., Ledakowicz S. (2010). Badania biochemicznego potencjału metanogennego wybranych roślin energetycznych. Inż. Ap. Chem., 49 (4), 32-33
• 24. Kłosowski G., Czupryński B., Sieliwanowicz B., Kotarska K., Wolska M. (2002). Próby wykorzystania żytniego wywaru gorzelniczego do produkcji biogazu. Pr. Inst. Lab. Bad. Przem. Spoż., 57, 50-69
• 25. Kryvoruchko V., Machmüller A., Bodiroza V., Amon B., Amon T. (2009). Anaerobic digestion of by-products of sugar beet and starch potato processing. Biomass and Bioenergy, 33, 620-627
• 26. Kupryś-Caruk M., Kołodziejski R. (2014). Przydatność kiszonych wytłoków z jabłek do produkcji biogazu. Post. Nauki Technol. Przem. Rol.-Spoż., 69 (1), 5-13
• 27. Kupryś-Caruk M., Podlaski S., Wiśniewski G., Chomontowski Ch. (2014a). Przydatność wysłodków i korzeni buraka cukrowego do produkcji biogazu. Konferencja pt. „Burak Cukrowy, Cukier, Energia”, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, Warszawa, 26-27.06.2014
• 28. Kupryś-Caruk M., Podlaski S., Wiśniewski G. (2014b). Przydatność rdestowca czeskiego (Reynoutria x Bohemia Chrtek&Chrtkova) do produkcji biogazu rolniczego. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 579, 27-36
• 29. Kupryś-Caruk M., Podlaski S., Wiśniewski G. (2014c). Ocena przydatności słonecznika bulwiastego (Helianthus tuberosus L.) do produkcji biogazu. Episteme Czasopismo Naukowo-Kulturalne, II (22), 265-273
• 30. Kuś J., Matyka M. (2010). Wybrane elementy agrotechniki roślin uprawianych na cele energetyczne. Monografia. Nowoczesne technologie pozyskiwania i energetycznego wykorzystania biomasy. Warszawa: Instytut Energetyki, 101-120
• 31. Ledakowicz S., Krzystek L. (2005). Wykorzystanie fermentacji metanowej w utylizacji odpadów z przemysłu rolno-spożywczego. Biotechnologia, 3 (70), 165-183
• 32. Lehtomaki A., Huttunen S., Lehtinen T., Rintala J. (2007). Laboratory investigations on co-digestion of energy crops and crop residues with cow manure for methane production: Effect on crop to manure ratio. Resources, Conservation and Recycling, 51, 591-609
• 33. Lewicki A., Dach J., Janczak D., Czekała W., Rodriguez Carmona P. (2013). Dynamics of methane fermentation process and retention time for different agricultural substrates. J. Res. Agric. Eng., 58 (2), 98-102
• 34. Lisowski A. (red.) (2010). Technologie zbioru roślin energetycznych. Warszawa: Wydawnictwo SGGW
• 35. Majtkowska G., Majtkowski W. (2005). Trawy źródłem energii. W: Trawy i rośliny motylkowe. Warszawa: Wydawnictwo Biznes-Press Sp. z o.o., 94-97
• 36. Massé D., Gilbert Y., Savoie P., Bélanger G., Parent G., Babineau D. (2010). Methane yield from switchgrass harvested at different stages of development in Eastern Canada. Bioresource Technol., 101, 9536–9541
• 37. Mast B., Claupein W., Graeff-Honninger S. (2013). Perennial crops as alternative biogas substrate – yield performance and optimal harvest date. Materiały konferencyjne. 21st European Biomass Conference and Exhibition, Kopenhaga, 3-7.06.2013, 295-298
• 38. Marszałek M., Banach M., Kowalski Z. (2011). Utylizacja gnojowicy na drodze fermentacji metanowej i tlenowej – produkcja biogazu i kompostu. Czasopismo Techniczne, 10 (108), 143-158
• 39. Mähnert P., Heiermann M., Pöchl M., Schelle H., Linke B. (2002). Alternative use of grasslands cuts-forage grasses as biogas co-substrates. Landtechnik, 57, 260-261
• 40. McLaughlin, S., De La Torre Ugarte D., Garten Jr., Lynd L., Sanderson M., Tolbert V, Wolf D. (2002). High-value renewable energy from prairie grasses. Environ. Sci. Technol., 36, 2122-2129
• 41. Michalski T, Gładysiak S. (2012). Porównanie wydajności kukurydzy i topinamburu uprawianych na potrzeby biogazowni. Materiały konferencyjne. Kukurydza i sorgo – Produkcja, Wykorzystanie, Rynek. Poznań-Dymaczewo Nowe, 9-11 maja
• 42. Möller K., Schulz R., Müller T. (2011). Effects of setup of centralized biogas plants on crop acreage and balances of nutrients and soil humus. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 89, 303-312
• 43. Murphy J., Wall D., O’Kiely P. (2013). Second generation biofuel: biomathane from codigestion of grass and slurry. Proceedings of the 17th Symphosium of the European Grassland federation, Akureyri, Iceland, 23-26.06.2013, 505-513
• 44. Niedziółka I., Szymanek M. (2003). Przemysłowe i energetyczne wykorzystanie ziarna kukurydzy. Motor. i Energ. Rol., 5, 119-125
• 45. Pakarinen O., Lehtomäki A., Rissanen S., Rintala J. (2008). Storing energy crops for methane production: effects of solids content and biological additive. Bioresource Technol., 99 (15), 7074-7082
• 46. Pawlak J. (2013). Biogaz z rolnictwa – korzyści i bariery. Probl. Inż. Rol., 3 (81), 99-108
• 47. Piskier T. (2006). Nakłady robocizny i koszty uprawy topinamburu. Inż. Rol., 11, 359-365
• 48. Podkówka W. (2006). Kukurydza jako substrat do produkcji biogazu. Kukurydza, 12, 26-29
• 49. Podkówka Z., Podkówka W. (2010). Substraty dla biogazowni rolniczych. Warszawa: Redakcja Agro Serwis
• 50. Prask H., Fugol M., Szlachta J. (2012). Biogaz z wytłoków z białych i czerwonych winogron. Przem. Ferm. Owoc.-Warz., 5-6, 45-46
• 51. Prochnov A., Heiermann M., Plochl M. (2012). Permanent grassland for Bioenergy: factors management and conversion efficiency. Proceedings of the 17th Symphosium of the European Grassland federation, Akureyri, Iceland, 23-26.06.2012, 515-519
• 52. Prochnow A., Heiermann M., Plochl M., Linke B., Idler C., Amon T., Hobbs P. (2009). Bioenergy from permanent grassland – A review: 1. Biogas. Bioresource Technol., 100, 4931-4944
• 53. Rama R., Borowski S., Dulcet E., (2013). Biogazownie rolnicze konkurencją dla rynku żywności Inż. Ap. Chem., 52 (2), 60-61
• 54. Romaniuk W., Domasiewicz T. (2014). Substraty dla biogazowni rolniczych. Warszawa: Hortpress Sp. z o.o.
• 55. Strachota R. (2008). Czas na biogaz. Poradnik Plantatora Buraka Cukrowego, 3, 30-32
• 56. Szymańska M., Łabętowicz J. (2009). Dostępność i zasoby substratów do produkcji biogazu w Polsce. Czysta Energia, 5 (93), 48
• 57. Urban W., Girod K., Lohmann H. (2009). Technologies and costs of biogas processing and feeding into the natural gas network. Ergebnisse der Markterhebung 2007–2008. Oberhausen: Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik, 123
• 58. Vervaeren H., Hostyn K., Ghekiere K., Willems G. (2010). Biological ensilage additives as pretreatment for maize to increase the biogas production. Renew. Energy, 35, 2089-2093
• 59. Weiland P. (2010). Biogas production: current state and perspectives. Appl. Microbiol. Biotechnol., 85, 849-860
• 60. Xie S., Lawrol P., Frost J., Hu Z., Zhan X. (2011). Effect on pig manure to grass silage ratio on methane production in batch anaerobic co-digestion of concentrated pig manure and grass silage. Bioresource Technol., 102, 5728-5733
• 61. Zhang B., Shahbazi A. (2011). Recent developments in pretreatment technologies for production of lignocellulosic biofuels. J. Pet. Environ. Biotechnol., 2 (2), 1