The use of out-of-date frozen food as a substrate for biogas in anaerobic methane fermentation

• Autorzy: Pietrzyk D. , Klepacz-Smółka A.

Identyfikatory

DOI

10.32933/ActaInnovations.29.7

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The declining quantity of fossil fuels and the increasing demand for energy are two of the many problems that are affecting current times. This is why there is an increasing interest in and introduction of operations related to renewable sources of energy. One of many such possibilities is to conduct the biomass methane fermentation process and to obtain clean energy in the form of biogas. The aim of this research was to analyse the biogas-generating potential (Biochemical Methane Potential) of out-of-date frozen products in the laboratory anaerobic fermentation process and the near-infrared method with appropriate Biochemical Methane Potential calibration. The results obtained showed that selected frozen products are an excellent material for use as substrates resulting in the production of high quality biogas. It gives the opportunity to continue research, mainly in terms of applications, e.g. for biogas plants, using other available products on the market and the selection of their mixtures.

Słowa kluczowe

EN

renewable source of energy; biogas; methane fermentation; methane; inoculum; biochemical methane potential; BMP; out-of-date frozen food

PL

odnawialne źródła energii; biogaz; fermentacja metanowa; metan; inokulum; BMP

• Wydawca: Centrum Badań i Innowacji Pro-Akademia ; Ukrainian Academy of Sciences - Research and Development Centre for Industrial Problems of Development
• Czasopismo: Acta Innovations
• Rocznik: 2018
• Tom: no. 29
• Strony: 67--75
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., wykr.

Twórcy

autor

Pietrzyk D.

• Lodz University of Technology, Faculty of Process and Environmental Engineering, Department of Bioprocess Engineering, Wólczańska 213, 90-924 Lódź, Poland

autor

Klepacz-Smółka A.

• Lodz University of Technology, Faculty of Process and Environmental Engineering, Department of Bioprocess Engineering, Wólczańska 213, 90-924 Lódź, Poland

Bibliografia

• [1] B. Bilska, W Grzesińska, M. Tomaszewska, M. Rudziński, Marnotrawstwo żywności jako przykład nieefektywnego zarządzania w gospodarstwach domowych, Stowarzyszenie Ekonomistów Rolnictwa i Agrobiznesu, Roczniki Naukowe. 17 (2014) 39-43.
• [2] M. Śmiechowska, Zrównoważona konsumpcja a marnotrawstwo żywności, Annales Academiae Medicae Gedaensis. 45 (2015) 89-97.
• [3] Raport Federacji Polskich Banków Żywności. Nie marnuj jedzenia, Banki żywności, Warszawa, 2015.
• [4] A. Dąbrowska, M. Janoś-Kresło, Marnowanie żywności jako problem społeczny, Handel Wewnętrzny. 4 (2013) 14-26.
• [5] V. Gaukel, Cooling and Freezing of Foods. Reference Module in Food Science, 2016.
• [6] J. Doroszkiewicz, Współczesne techniki zamrażania: Mrożona żywność wygodna - ogólna charakterystyka, Katedra Techniki Cieplnej, Politechnika Gdańska, 2006.
• [7] J. Typrowicz, Metody utrwalania i przechowywania żywności. Zespół Szkół Gastronomicznych i Przemysłu Spożywczego, Przemyśl, 2006.
• [8] J. Ryń, Współczesne techniki zamrażania - Jakość i trwałość mrożonej żywności. Wydział Mechaniczny, Politechnika Gdańska, 2008.
• [9] I. Niedziółka, M. Szpryngiel, Możliwości wykorzystania biomasy na cele energetyczne, Inżynieria Rolnicza. 1 (2014) 155-164.
• [10] P. Bartoszczuk, Opłacalność energetycznego wykorzystania energii elektrycznej z biologicznych nośników energii oraz wiatru, W: D. Niedziółka, Zielona energia w Polsce, CeDeWu, Warszawa, Wyd. I, 2012.
• [11] W. Podkówka, Z. Podkówka, A. Kowalczyk-Juśko, P. Pasyniuk, Biogaz rolniczy, odnawialne źródło energii. Teoria i praktyczne zastosowanie, Powszechne Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa, 2012.
• [12] A. Jędrczak, Biologiczne przetwarzanie odpadów, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2007.
• [13] E. Czerwińska, K. Kalinowska, Warunki prowadzenia procesu fermentacji metanowej w biogazowni, Technika Rolnicza Ogrodnicza Leśna. 2 (2014) 12-14.
• [14] M. Noraini, S. Sanusi, J. Elham, Z. Sukor, K. Halim, Factors affecting production of biogas from organic solid waste via anaerobic digestion process: A review. Solid State Science and Technology. 25(1) (2017) 29-39.
• [15] J. Kainthola, A. S. Kalamdhad, V. V. Goud, Optimization of methane production during anaerobic codigestion of rice straw and hydrilla verticillata using response surface methodology, Fuel. 235 (2019) 92-99.
• [16] E. Maleki, A. Bokhary, B. Q. Liao, A review of anaerobic digestion bio-kinetics, Reviews in Environmental Science and Bio/Technology. 17 (2018) 691-705.
• [17] K.Latha, R. Velraj, P. Shanmugam, S. Sivanesan, Mixing strategies of high solids anaerobic co-digestion usin food waste with sewage sludge for enhanced biogas production, Journal of Cleaner Production. 210 (2019) 388-400.
• [18] S. Preys, J. Lallemand, S. Roussel, Flash BMP®: Calibration for the biochemical methane potential (BMP) of solid organic waste using NIRS [online], Book of Abstracts, [watch: 02 march 2018], available in: https://proceedings.galoa.com.br/nir-abstracts/papers/flash-bmpr-calibration-for-the-biochemical-methanepotential-bmp-of-solid-organic-waste-using-nirs?lang=en#sthash.5Jh5nQTt.dpuf, 2015.
• [19] G. Esposito, L. Frunzo, F. Liotta, A. Panico, F. Pirozzi, Bio-Methane Potential Tests To Measure The Biogas Production From The Digestion and Co-Digestion of Complex Organic Substrates, The Open Environmental Engineering Journal. 5 (2012) 1-8.
• [20] L. Moody, R. Burns, W. Wu-haan, R. Spajic, Use of Biochemical Methane Potential (BMP) Assays for Predicting and Enhancing Anaerobic Digester Performance, Agricultural and Biosystems Engineering, Iowa State University, 2009.
• [21] M. Lesteur, E. Latrille, V. M. Bellon, J. M. Roger, C. Gonzalez, G. Junqua, J. P. Steyer, First step towards a fast analytical method for the determination of Biochemical Methane Potential of solid wastes by near infrared spectroscopy. Bioresource Technology. 102 (2011) 2280-2288.
• [22] J. Jimenez, H. Lei, J-P. Steyer, S. Houot, D. Patureau, Methane production and fertilizing value of organic waste: Organic matter characterization for a better prediction of valorization pathways. Bioresource Technology. 241 (2017) 1012-1021.
• [23] J. Yin, X. Yu, Y. Zhang, D. Shen, M. Wang, Y. Long, T. Chen, Enhancement of acidogenic fermentation for volatile fatty acid production from food waste: Effect of redox potential and inoculum, Bioresource Technology. 216 (2016) 996-1003.
• [24] K. Koch, T. Lippert, J. Drewes, The role of inoculum’s origin on the methane yield of different substrates in biochemical methane potential (BMP) tests, Bioresource Technology. 243 (2017) 457-463.
• [25] P. Sosnowski, A. Wieczorek, S. Ledakowicz, Anaerobic co-digestion of sewage sludge and organic fraction of municipal solid wastes, Advances in Environmental Research. 7 (2003) 609-616.
• [26] J. Kaźmierowicz, The effect of substrate on the amount and composition of Biogas in agricultural biogas plant, POLSKA AKADEMIA NAUK, Oddział w Krakowie. 3 (2015) 809-818.
• [27] D. Deublein, A. Steinhauser, Biogas from waste and renewable resources, Wiley-Vch Verlag GmbH & Co., Weinheim, 2011.
• [28] E. Głodek, L. Janecka, W. Kalinowski, A. Werszler, T. Garus, J. Kościanowski, G. Siemiątkowski, Pozyskiwanie i energetyczne wykorzystanie biogazu rolniczego. Instytut Szkła, Ceramiki, Materiałów Ogniotrwałych i Budowlanych, Oddział Inżynierii Materiałowej, Procesowej i Ochrony Środowiska w Opolu, Wydawnictwo Instytut Śląski, Opole, 2007.
• [29] Z. Sadecka, S. Myszograj, M. Suchowska-Kisielewicz, A. Sieciechowicz, Substraty do procesu ko-fermentacji, Uniwersytet Zielonogórski, Zeszyty Naukowe. 150 (2013) 23-33.
• [30] I. Dioha, C. Ikeme, T. Nafi’u, N. Soba, Y. M.B.S, Effect of carbon to nitrogen ratio on biogas production, International Research Journal of Natural Sciences. 1 (2013) 1-10.
• [31] J. Ward, Near‐Infrared Spectroscopy for Determination of the Biochemical Methane Potential: State of the Art, Chemical Engineering & Technology, 39 (2016), [watch: 02 march 2018], available in: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ceat.201500315.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).