Authors

Abstract

The utilization of phytomass derived from energy crops and agricultural residues for bioenergy production has attracted increasing attention in recent years, particularly in the context of rising fossil fuel prices. This study aimed to evaluate the quality indices of phytomass – agricultural residues remaining after seed harvesting – from several Brassicaceae species (Brassica napus (rapeseed), Bunias orientalis (Turkish warty cabbage), Isatis tinctoria (woad), and Sinapis alba (white mustard)) and Poaceae species (Dactylis glomerata (orchard grass), Lolium perenne (perennial ryegrass), and Zea mays (maize)), cultivated in the experimental sector of the “Alexandru Ciubotaru” National Botanical Garden (Institute) of Moldova State University, in order to assess their suitability as feedstock for the production of biogas/biomethane, bioethanol, and solid biofuels (pellets). The results showed that the phytomass collected after seed harvesting from the investigated Brassicaceae and Poaceae species contained 36.30–98.80 g/kg crude protein, 51.00–88.00 g/kg acid detergent lignin, 363.00–424.00 g/kg cellulose, 191.00–299.00 g/kg hemicellulose, and 44.00–71.40 g/kg ash. The analysed phytomass substrates exhibited a carbon-to-nitrogen (C/N) ratio ranging from 29 to 73, with a biochemical biomethane potential of 232–314 L/kg of dry organic matter, while the theoretical ethanol production potential varied between 430 and 523 L/t of organic matter. The solid biofuel produced in the form of pellets showed a net calorific value of 14.55–15.70 MJ/kg, a bulk density of 528–832 kg/m³, and a mechanical durability of 90–97%. Overall, the agricultural residues generated after seed harvesting from the examined Brassicaceae and Poaceae species represent a versatile and promising raw material for renewable energy production in the Republic of Moldova.

Abstract in Romanian

Valorificarea fitomasei din culturi energetice și reziduuri agricole în bioenergie a atras o atenție tot mai mare în ultimii ani în contextul creșterii galopante a prețurilor la resursele energetice fosile. Scopul acestei cercetări a fost evaluarea indicilor de calitate ai fitomasei - reziduuri agricole după recoltarea semințelor, de la speciile de Brassicaceae: rapița Brassica napus, brăbin Bunias orientalis, drobușor Isatis tinctoria, muștarul alb Sinapis alba și de la speciile de Poaceae: golomăț Dactylis glomerata, raigrasul peren Lolium perenne și porumbul Zea mays, cultivate în sectorul experimental al Grădinii Botanice Naționale (Institutul) „Alexandru Ciubotaru” a Universității de Stat din Moldova, ca materie primă pentru producerea de biogaz - biometan, biocombustibil lichid - bioetanol și combustibil solid – peleți, ca energie regenerabilă. S-a stabilit că fitomasa colectată după recoltarea semințelor de la speciile de Brassicaceae și Poaceae investigate are un conținut de 36.30-98.80 g/kg proteină brută, 51.00-88.00 g/kg acid detergent lignin, 363.00-424.00 g/kg celuloză, 191.00-299.00 g/kg hemiceluloză și 44.00-71.40 g/kg cenușă. Substraturile de fitomasă investigate au un raport carbon azot C/N = 29-73 cu un potențialul biochimic de biometan care variază de la 232 până la 314 l/kg materie organică uscată, iar potențialul teoretic de obținere a etanolului variază de la 430 la 523 L/t materie organică. Combustibilul solid preparat în formă de peleți, posedă o valoare calorică netă de 14.55-15.70 MJ/kg, densitate în vrac de 528-832 kg/m3 și durabilitate mecanică de 90-97%. Fitomasa - reziduuri agricole după recoltarea semințelor, de la speciile investigate de Brassicaceae și Poaceae poate fi valorificată ca materie primă cu utilitate multiplă pentru producerea energiei regenerabile în Republica Moldova.