Environmental performance of the innovative, patented mixing system in an agricultural biogas plant based on lca approach

---

Journal of Cleaner Production 349 (2022) 131420
Available online 19 March 2022
0959-6526/© 2022 Elsevier Ltd. All rights reserved.
Environmental performance of the innovative, patented mixing system in 
an agricultural biogas plant based on LCA approach 
Edyta Wrzesi´nska-Jędrusiak
a
,
*
, Magdalena Muradin
b
, Marcin Herkowiak
a
, 
Barbara Łaska-Zieja
a
, Andrzej Myczko
a 
a
Institute of Technology and Life Sciences, National Research Institute, Falenty, Al. Hrabska 3, 05-090, Raszyn, Poland 
b
Institute of Management, Poznan University of Economics and Business, 61-875, Poznan, Al. Niepodległo´sci 10, Poland
A R T I C L E I N F O
Handling editor: Chen
Keywords: 
Biogas 
Pig slurry 
Hybrid pump 
LCA 
Renewable energy 
A B S T R A C T
Renewable energy production in biogas plants seems to be recognised in literature from the environmental 
perspective. However, innovative technologies are still launched to improve energy efficiency. In this perspec-
tive, the authors developed the patented hybrid pump to improve the yield of methane production and reduce the 
environmental impact of renewable energy production. This research assesses the environmental performance of 
an innovative, patented hybrid pump designed for mixing the input of anaerobic digestion of pig slurry, based on 
the Life Cycle Assessment (LCA) approach. The comparative environmental analysis of two different mixing 
systems installed in the pilot biogas plant was conducted on the basis of the selected impact categories. The 
application of innovative mixing technology with a hybrid pump increased the percentage yield of methane in 
biogas from slurry by about 10% compared to a conventional hydraulic pump. The application of a hybrid pump 
in the tested biogas plant reduced the Cumulative Energy Demand (CED) ratio by almost 30% compared to a 
conventional hydraulic pump. A similar level was obtained for other environmental impact ratios in terms of 
global warming potential, abiotic depletion of fossil fuels, human toxicity, acidification, and eutrophication.