Comparison of the effects of management of apple pomace for energy purposes in fermentation and combustion processes

• Autorzy: Herkowiak M. , Adamski M. , Pilarski K. , Dworecki Z. , Witaszek K. , Niedbała G. , Piekutowska M.

Warianty tytułu

PL

Porównanie efektów zagospodarowania wytłoków jabłkowych na cele energetyczne w procesach fermentacji oraz spalania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The search for alternative fuels is becoming increasingly common due to exhausting conventional energy sources. One of the solutions is to manage waste from agricultural and food production for energy purposes. The aim of the study was to compare possible energy gains from the use of apple pomace as a fuel in two variants. The first option consisted in converting waste into solid fuel for combustion, while the second option included methane fermentation of pomace and the use of the resulting fermentation for combustion. The research was carried out to determine the energy usefulness of apple pomace extruders, among others. combustion heat, calorific value and biogas efficiency. The amount of energy that can be obtained from biogas resulting from the decomposition of pomace as well as from the post-process fermentation was also determined. Energy expenditures necessary for the processes that transform the raw material into fuel were simulated. Then an energy balance was carried out which showed that the fermentation of pomace and the combustion of the fermented pulp, taking into account the losses, resulted in an energy gain of 4.03 MJ⋅kg-1 (1.12 kWh⋅kg-1) higher than the use of pomace for combustion alone.

PL

Ze względu na wyczerpujące się konwencjonalne źródła energii coraz powszechniejsze staje się poszukiwanie paliw alternatywnych. Jednym z rozwiązań jest zagospodarowywanie odpadów pochodzących z produkcji rolniczej oraz spożywczej na cele energetyczne. Celem pracy było porównanie możliwych zysków energetycznych z wykorzystania wytłoków jabłkowych jako paliwa w dwóch wariantach. Wariant pierwszy obejmował przekształcenie odpadu na paliwo stałe w celu spalenia, natomiast wariant drugi dotyczył fermentacji metanowej wytłoków oraz wykorzystania powstałego w jej wyniku pofermentu na sposób spalania. W pracy wykonano badania pozwalające określić przydatność energetyczną wytłoków jabłkowych m.in. ciepło spalania, wartość opałową oraz wydajność biogazową. Wyznaczono również ilość energii możliwą do uzyskania z biogazu powstałego w wyniku rozkładu wytłoków oraz z pofermentu pozostałego po tym procesie. Dokonano symulacji nakładów energetycznych potrzebnych na procesy przekształcające surowiec do postaci paliwa. Następnie wykonano bilans energetyczny, który wykazał, że w wyniku fermentacji wytłoków oraz spalania pofermentu przy uwzględnieniu strat możliwe jest uzyskanie o 4.03 MJ⋅kg-1 (1.12 kWh⋅kg-1)

Słowa kluczowe

EN

renewable energy sources; energy balance; higher heating value; biogas; food wastes

PL

odnawialne źródła energii; bilans energetyczny; ciepło spalania; biogaz; odpady spożywcze

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 63, nr 4
• Strony: 73--79
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Herkowiak M.

• University of Natural Sciences in Poznań, Institute of Biosystems Engineering ul. Wojska Polskiego 50, 60-627 Poznań

autor

Adamski M.

• University of Natural Sciences in Poznań, Institute of Biosystems Engineering ul. Wojska Polskiego 50, 60-627 Poznań

autor

Pilarski K.

• University of Natural Sciences in Poznań, Institute of Biosystems Engineering ul. Wojska Polskiego 50, 60-627 Poznań

autor

Dworecki Z.

• University of Natural Sciences in Poznań, Institute of Biosystems Engineering ul. Wojska Polskiego 50, 60-627 Poznań

autor

Witaszek K.

• University of Natural Sciences in Poznań, Institute of Biosystems Engineering ul. Wojska Polskiego 50, 60-627 Poznań

autor

Niedbała G.

• University of Natural Sciences in Poznań, Institute of Biosystems Engineering ul. Wojska Polskiego 50, 60-627 Poznań

autor

Piekutowska M.

• Koszalin University of Technology, Department of Agrobiotechnology, Faculty of Mechanical Engineering ul. Racławicka 15-17, 75-620 Koszalin, Poland

Bibliografia

• [1] Dach J., Zbytek Z., Pilarski K., Adamski M.: Badania efektywności wykorzystania odpadów z produkcji biopaliw jako substratu w biogazowni. Technika Rolnicza Ogrodnicza Leśna, 2009, 6, 7-9.
• [2] DIN 38414 S 8. Niemiecka znormalizowana metoda badań wody, ścieków i osadów. Osady i sedymenty (grupa S). Określenie charakterystyki fermentacji (S. 8). DIN Deutches Institut für Normung e. V., Berlin, 2012.
• [3] Gawęcki J., Czapski J.: Warzywa i owoce. Przetwórstwo i rola w żywieniu człowieka. Poznań, 2017.
• [4] Gryss Z.: Wykorzystanie odpadów przemysłu owocowowarzywnego, Warszawa, 1972.
• [5] Jarczyk A., Berdowski J.B.: Przetwórstwo owoców i warzyw. Część 2. Warszawa, 1999.
• [6] Jewell W.J., Cummings R.J.: Apple pomace energy and solids recovery. J. Food Sci., 1984.
• [7] Jędrczak A.: Biologiczne przetwarzanie odpadów. Warszawa, 2008.
• [8] Kumider J.: Utylizacja odpadów przemysłu rolnospożywczego. Poznań, 1996.
• [9] KTBL-Heft 84 2009: Schwachstellen an Biogasanlagen verstehen und vermeiden. Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e.V. (KTBL), Darmstadt, Druckerei Lokay, Reinheim, 56 s.
• [10] Oszmiański J., Zadernowski R.: Wybrane zagadnienia z przetwórstwa owoców i warzyw. ART. Olsztyn, 1994.
• [11] Polskie Normy. PN-74/C-04540/00. Wydawnictwo Normalizacyjne. Warszawa. Oznaczenie zasadowości.
• [12] Polskie Normy. PN-75/C-04616/01. Wydawnictwo Normalizacyjne. Warszawa. Oznaczanie suchej masy osadu i substancji organicznych. Woda i ścieki. Badania specjalne osadów. Oznaczanie zawartości wody, suchej masy, substancji organicznych i substancji mineralnych w osadach ściekowych.
• [13] Polskie Normy. PN-75/C-04616/04. Wydawnictwo Normalizacyjne. Warszawa. Oznaczenie lotnych kwasów tłuszczowych.
• [14] Polskie Normy. PN-90 C-04540/01. Wydawnictwo Normalizacyjne. Warszawa. Woda i ścieki. Badania pH, kwasowości i zasadowości. Oznaczanie pH wód i ścieków o przewodności elektrolitycznej właściwej 10 µS/cm i powyżej metodą elektrometryczną.
• [15] Polskie Normy. PN-81/G-04513 Wydawnictwo Normalizacyjne. Warszawa. Paliwa stałe - Oznaczanie ciepła spalania i obliczanie wartości opałowej.
• [16] Polskie Normy. PN-ISO 1928. Wydawnictwo Normalizacyjne. Warszawa. Paliwa stałe - Oznaczanie ciepła spalania metodą spalania w bombie kalorymetrycznej i obliczanie wartości opałowej.
• [17] Polskie Normy. PN-EN ISO 18134-3. Wydawnictwo Normalizacyjne. Warszawa.
• [18] Tarko T., Duda-Chudak A,. Bebak A.: Aktywność biologiczna wybranych wytłoków owocowych oraz warzywnych. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2012, 4 (83).