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

CRediT authorship contribution statement 
Edyta Wrzesi´nska-Jędrusiak: Conceptualization, Methodology, 
Writing – original draft, Writing – review & editing, Investigation. 
Magdalena Muradin: Methodology, Writing – original draft. Marcin 
Herkowiak: Investigation, Writing – original draft. Barbara Łaska- 
Zieja: Investigation, Writing – original draft, Writing. Andrzej Myczko: 
Methodology, Writing – original draft. 
Declaration of competing interest 
The authors declare that they have no known competing financial 
interests or personal relationships that could have appeared to influence 
the work reported in this paper. 
Acknowledgements 
This study is carried out within the project “Development of inno-
vative technologies for comprehensive utilisation of waste generated 
during pig fattening - KompUtyl” co-financed by the National Centre for 
Research and Development under the strategic programme of scientific 
research and development works “Environment, agriculture and 
forestry” Biostrateg 2/298357/8/NCBR/2016. 
Appendix A. Supplementary data 
Supplementary data to this article can be found online at 
https://doi. 
org/10.1016/j.jclepro.2022.131420
. 
References 
Atelge, M.R., Krisa, D., Kumar, G., Eskicioglu, C., Nguyen, D.D., Chang, S.W., Atabani, A. 
E., Al-Muhtaseb, A.H., Unalan, S., 2020. Biogas production from organic waste: 
recent progress and perspectives. Waste Biomass Valorization 11 (3), 1019–1040. 
https://doi.org/10.1007/s12649-018-00546-0
. 
Aziz, N.I.H.A., Hanafiah, M.M., Gheewala, S.H., 2019. A review on life cycle assessment 
of biogas production: challenges and future perspectives in Malaysia. Biomass 
Bioenergy 122, 361–374
. 
Bacenetti, J., Sala, C., Fusi, A., Fiala, M., 2016. Agricultural anaerobic digestion plants: 
what LCA studies pointed out and what can be done to make them more 
environmentally sustainable. Appl. Energy 179, 669–686. 
https://doi.org/10.1016/ 
j.apenergy.2016.07.029
. 
Biogas Report in Poland, 2020. 
https://magazynbiomasa.pl/biogaz-w-polsce-rap 
ort-2020
. (Accessed 16 December 2021). 
Croxatto Vega, G.C., Ten Hoeve, M., Birkved, M., Sommer, S.G., Bruun, S., 2014. 
Choosing co-substrates to supplement biogas production from animal slurry - a life 
cycle assessment of the environmental consequences. Bioresour. Technol. 171, 
410–420. 
https://doi.org/10.1016/j.biortech.2014.08.099
. 
Dawid, L., 2019. Current status and perspectives on offshore wind farms development in 
the United Kingdom. J. Water Land Dev. 43 (X–XII), 49–55. 
https://doi.org/ 
10.2478/jwld-2019-0062
. 
E. Wrzesi´nska-Jędrusiak et al.

---

Journal of Cleaner Production 349 (2022) 131420
10
De Vries, J.W., Vinken, T.M., Hamelin, L., De Boer, I.J.M., 2012. Comparing 
environmental consequences of anaerobic mono- and co-digestion of pig manure to 
produce bio-energy -a life cycle perspective. Bioresour. Technol. 125, 239–248. 
https://doi.org/10.1016/j.biortech.2012.08.124
. 
Deutscher, V., 1997. VDI-richtlinie 4600: cumulative energy demand, terms, definitions, 
methods of calculation, Verein Deutscher Ingenieure. Düseldorf ICS 01 27, 27, 040
.
Esteves, E.M.M., Herrera, A.M.N., Esteves, V.P.P., Morgado, C.D.R.V., 2019. Life cycle 
assessment of manure biogas production: a review. J. Clean. Prod. 219, 411–423. 
https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.02.091
. 
European Commission, 2020. A New Circular Economy Action Plan, for a Cleaner and 
More Competitive Europe, 2020. COM, Brussels, p. 98 final
.
Fuchsz, M., Kohlheb, N., 2015. Comparison of the environmental effects of manure- and 
crop-based agricultural biogas plants using life cycle analysis. J. Clean. Prod. 86, 
60–66. 
https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2014.08.058
. 
Fusi, A., Bacenetti, J., Fiala, M., Azapagic, A., 2016. Life cycle environmental impacts of 
electricity from biogas produced by anaerobic digestion. Front. Bioeng. Biotechnol. 4 
https://doi.org/10.3389/fbioe.2016.00026
. 
Hijazi, O., Munro, S., Zerhusen, B., Effenberger, M., 2016. Review of life cycle as 
assessment for biogas production in Europe. Renew. Sustain. Energy Rev. 54, 
1291–1300. 
https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.10.013
. 
ISO 14040, 2009. Environmental Management — Life Cycle Assessment — Principles 
and Framework
. 
ISO 14044, 2009. Environmental Management — Life Cycle Assessment – Requirements 
and Guidelines
. 
Jury, C., Benetto, E., Koster, D., Schmitt, B., Welfring, J., 2010. Life Cycle Assessment of 
biogas production by monofermentation of energy crops and injection into the 
natural gas grid. Biomass Bioenergy 34 (1), 54–66. 
https://doi.org/10.1016/j. 
biombioe.2009.09.011
. 
Karaeva, J.V., Khalitova, G.R., Kovalev, D.A., Trakhunova, I.A., 2015. Study of the 
process of hydraulic mixing in anaerobic digester of biogas plant. Chem. Process Eng. 
36 (1), 101–112. 
https://doi.org/10.1515/cpe-2015-0008
. 
Karim, K., Hoffmann, R., Klasson, K.T., Al-Dahhan, M.H., 2005. Anaerobic digestion of 
animal waste: effect of mode of mixing. Water Res. 39 (15), 3597–3606. 
https://doi. 
org/10.1016/j.watres.2005.06.019
. 
Lemmer, A., Naegele, H.J., Sondermann, J., 2013. How efficient are agitators in biogas 
digesters? Determination of the efficiency of submersible motor mixers and incline 
agitators by measuring nutrient distribution in full-scale Agricultural biogas 
digesters. Energies 6, 6255–6273. 
https://doi.org/10.3390/en6126255
. 
Lij´o, L., Gonz´alez-García, S., Bacenetti, J., Negri, M., Fiala, M., Feijoo, G., Moreira, M.T., 
2015. Environmental assessment of farm-scaled anaerobic co-digestion for bioenergy 
production. Waste Manag. 41, 50–59. 
https://doi.org/10.1016/j. 
wasman.2015.03.043
. 
Mezzullo, W.G., McManus, M.C., Hammond, G.P., , 2013. Life cycle assessment of a 
small-scale anaerobic digestion plant from cattle waste. Appl. Energy, 102, 
pp. 657–664. 
https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2012.08.008
. Elsevier.
Ministry of Agriculture and Rural Development, 2019. Advisory Code of Good 
Agricultural Practice for Ammonia Emission Reduction. Warsaw in Polish). 
https 
://www.gov.pl/web/rolnictwo/zbior-zalecen-dobrej-praktyki-rolniczej-do-dobrow 
olnego-stosowania
. (Accessed 16 December 2021). 
Muradin, M., Kulczycka, J., 2020. The identification of hotspots in the bioenergy 
production chain. Energies 13, 5757. 
https://doi.org/10.3390/en13215757
. 
Muradin, M., Joachimiak-Lechman, K., Foltynowicz, Z., 2018. Evaluation of eco- 
efficiency of two alternative agricultural biogas plants. Appl. Sci. 8 (11), 2083. 
https://doi.org/10.3390/app8112083
. 
Myczko, A., Sawi´nski, R., 2017. Pump for Lifting Liquids, Favourably with Addition of 
Solid Particles, By Means of a Working Medium in the Form of Gas or Air, 232162. 
Patent
.
Myczko, A., Myczko, R., Kołodziejczyk, T., Golimowska, R., Lenarczyk, J., Janas, Z., 
Kliber, A., Karłowski, J., Dolska, M., 2011. Construction and Operation of 
Agricultural Biogas Plants, p. 140
. 
Myczko, A., Sawi´nski, R., Wrzesi´nska-Jędrusiak, E., Aleszczyk, Ł., Łaska-Zieja, B., 2019. 
Prosumer biogas installations for the sanitation of slurry and post-production 
residues from agricultural. Water Environ Rural Area 1 (65), 19–36, 19
.
Negri, M., Bacenetti, J., Manfredini, A., Lovarelli, D., Fiala, M., Maggiore, T.M., 
Bocchi, S., 2014. Evaluation of methane production from maize silage by harvest of 
different plant portions. Biomass Bioenergy 67, 339–346. 
https://doi.org/10.1016/j. 
biombioe.2014.05.016
. 
Poeschl, M., Ward, S., Owende, P., 2012. Environmental impacts of biogas deployment -