Assessment of grain dryer energy modernization using universal, multi-criteria research methodology

• Autorzy: Knutel Bernard , Bukowski Przemysław , Gaze Błażej

Warianty tytułu

PL

Ocena energetycznej modernizacji suszarni ziarna zbóż przy użyciu uniwersalnej wielokryterialnej metodyki badań

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This scientific article presents a multi-aspect assessment of the implementation of energy modernization in a grain dryer (i.e. installation of a cross-flow heat exchanger, installation of a catalytic bed, use of a biomass burner for thermal conversion of grain impurities separated in the grain cleaning process) using an innovative evaluation tool based on the social profit index SROI. The first part of the work is a literature review, which characterizes the concept of energy consumption, discusses energy-saving strategies of EU countries and Poland, presents the grain drying process, the division of drying facilities, as well as examples of energy-saving modernizations implemented in them. The next chapter describes the methodology of energy, economic, environmental and social analyses. The results section presents the effects of the changes implemented in the drying facility. The last chapter is a summary of the performed analyzes.

PL

Artykuł przedstawia wieloaspektową ocenę wdrożenia modernizacji energetycznych W suszarni ziarna zbóż (tj. montażu krzyżowego wymiennika ciepła, instalacji złoża katalitycznego, zastosowaniu palnika biomasowego W celu konwersji termicznej zanieczyszczeń zbożowych odseparowanych w procesie czyszczenia ziarna) przy użyciu nowatorskiego narzędzia ewaluacji bazującego na wskaźniku zysku społecznego SROI. Pierwsza część pracy stanowi przegląd literatury w ramach którego scharakteryzowano pojęcie energochłonności, omówiono strategie na rzecz energooszczędności krajów UE oraz Polski, przedstawiono proces suszenia ziarna zbóż, podział obiektów suszamiczych, a także przykładowe wdrożone w nich modernizacje energooszczędne. W kolejnym rozdziale opisano metodykę prowadzonych analiz energetycznych, ekonomicznych, środowiskowych i społecznych. W sekcji rezultatów zaprezentowano efekty wdrożonych w obiekcie suszarniczym zmian. Ostatni rozdział stanowi podsumowanie przeprowadzonych analiz.

Słowa kluczowe

EN

grain dryer; energy; modernization; assessment

PL

suszarnia ziarna zbóż; energia; modernizacja; ocena

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2025
• Tom: Nr 1
• Strony: 98--100
• Opis fizyczny: Bibliogr. 44 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Knutel Bernard

• Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu

• https://orcid.org/0000-0001-8979-5425

autor

Bukowski Przemysław

• Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu

• https://orcid.org/0000-0001-6613-5619

autor

Gaze Błażej

• Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu

• https://orcid.org/0000-0003-2275-0091

Bibliografia

• 1] Szuba-Trznadel A., Gałka B., Kamińska J., Jama-Rodzeńska A., Król Z., Jarki D., Fuchs B. Diversity of chemical composition and nutritional value in grain from selected winter wheat cultivars grown in south- western Poland. Scientific Reports 2024 14,1, 2630.
• [2]. Santos M. V., Ranalli N., Orjuela-Palacio J., Zaritzky N. Brewers spent grain drying: Drying kinetics, moisture sorption isotherms, bioactive compounds stability and Bacillus cereus lethality during thermal treatment. Journal of Food Engineering 2024 364, 111796.
• [3] Yang S., Cao Y., Li C., Castagnini J. M., Barba F. J., Shan C., Zhou J. Enhancing grain drying methods with hyperspectral imaging technology: A visual analysis. Current Research in Food Science 2024 8, 100695.
• [4] Bruchon M., Chen Z. L., Michalek J. Cleaning up while Changing Gears: The Role of Battery Design, Fossil Fuel Power Plants, and Vehicle Policy for Reducing Emissions in the Transition to Electric Vehicles. Environmental Science & Technology 2024 58, 8, 3787—3799.
• [5] Chen P., Fan M., Zhu W., Liu Y., Jiang M., Wang Y., Wang X. Numerical simulation of hot air drying of wheat grain piles based on CFD-DEM and experimental research. Drying Technology 2024 42, 2,» 199—211.
• [6] Richter Reis, F., Shirkole S. S. Dried Fruit Products. Publisher: CRC Press. Boca Raton, USA, 2024.
• [7] Mondal Md. H. T., Sarker Md. S. H. Comprehensive energy analysis and environmental sustainability of industrial grain drying. Renewable and Sustainable Energy Reviews 2024 199, 114442.
• [8] Ndukwu M. C., Horsfall I. T., Lamrani B., Wu H., Bennamoun L. Moisture evolution, thermal properties and energy consumption of drying spent grain pellets fiom a blend of some cereals for small—scale bio-energy utilization: Modelling and experimental study. Biomass Conversion and Biorefinery 2024 14, 7, 8805—8817.
• [9] Miszczak K. Strategiczny Kompas Unii Europejskiej. Większe bezpieczeństwo i skuteczniejsza obrona UE — plan działań do 2030 r. Politeja 2024 88, 1, 139—156.
• [10] Mishra S, Mishra K B Effect of Swirl Number on Structural and Emission Characteristics of Moderate Size Burner Flames. Process Safety and Environmental Protection 2024 SO95 75 8202400822X
• [11] Catalogue materials of Unia Araj sp z.o.o.
• [12] Madur Photon information brochure. Combustion http://www.madur.com/data/download/photon/manuals/photon%20— %20user%20manual%20v2.2%20pl.pdf (accessed on: 01/07/2024).
• [13] Roslyakov P., Pleshanov K., Shchelchkov K., Rudomazin, V. Moderate intensity chemical incomplete combustion of fuel. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 2022 012037.
• [14] Kruczek S. Kotły: konstrukcje i obliczenia Publisher: Oficyna Wydaw. Politechniki Wrocławskiej Wrocław, Poland, 2001. ISBN: 83-7085-600-4.
• [15] Regulation of the Minister of Energy of October 5, 2017 on the detailed scope and method of preparing an energy efficiency audit and methods of calculating energy savings.
• [16] Regulation of the Minister of Development and Technology of March 28, 2023 amending the regulation on the methodology for determining the energy performance of a building or part of a building and Energy performance certificates.
• [17] Ciborowski R.W., Gruszewska E., Meredyk K. Podstawy rachunku efektywności inwestycji. Publisher: Bialystok University. Białystok, Poland, 2001. ISBN 83-87884-99-5.
• [18] Standard price list of Energa Obrót SA for enterprises. https://www.energa.pl/mala—lirma/umowy/prad-dla- firm.html (date of access: 09/01/2024).
• [19] Orlen quotations for LPG intended for heating and technological applications https://www.orlenpa1iwa.com.pl/PL/notowania/Strony/Celegrzewczeitechnologiczne.as (accessed on: 10/06/2024).
• [20] Majkowski W., Szywacz P. Metody amortyzacji środków trwałych. Infor 2013 1, 1-9.
• [21] Regulation of the Council of Ministers of October 3, 2016, on the Classification of Fixed Assets (KŚ T).
• [22] Chmielarz, L. Naturalne krzemiany warstwowe jako materiały do syntezy katalizatorów dla procesu DeNOX,.Nauka dla Gospodarki 2001 2, 7-29.
• [23] Jeswani H..,K Whiting A. Azapagic A. Environmental and Economic Sustainability of Biomass Heat in the UK. Energy Technology 2019 8, 11, 1901044.
• [24] O’Malley, D.; Malin, K.; Dobney, R.; Friedman, J. The Home Reference Book: The Encyclopedia of Homes. Publisher: Carson, Dunlop & Associates. Toronto, Canada, 2013. ISBN: 9781895585742.
• [25] Bank Gospodarstwa Kraj owego. Guide for preparation energy audits, energy efficiency audits- for Energy efficiency projects in enterprises financed from european funds under cohesion policy for 2021—2027. Warsaw, Poland, 2024.
• [26] Szafranko E. Methodology for assessment of the cost effectiveness of simple energy efficient investments. Budownictwo 0 Zoptymalizowanym Potencj ale Energetycznym 2020 10, 2, 103—111.
• [27] Gorshkov A., Vatin N., Rymkevich P., Kydrevich O. Payback period of investments in energy saving. Magazine of Civil Engineering 2018, 2, 78, 65-75.
• [28] Wetekamp W. Net Present Value (NPV) as a tool supporting effective project management. Proceedings of the 6th IEEE International Conference on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems, Prague, Czech Republic, 2011.
• [29] Abdelhady S. Performance and cost evaluation of solar dish power plant: sensitivity analysis of levelized cost of electricity (LCOE) and net present value (NPV). Renewable Energy 2011 168, 332—342.
• [30] Szafranko E. Assessment of the economic efficiency of energy—saving projects, methodology based on simple and compound methods. Energy Science & Engineering 2022 10, 2, 423—438.
• [31] Michalak J. Wybrane metody wspomagające podejmowanie decyzji inwestycyjnych w energetyce Polityka Energetyczna 2013 16, 4, 77-89.
• [32] Nguyen T., Oanh K., Huynh Hai V. Comparative assessment of traffic fleets in asian cities for emission inventory and analysis of co-benefit from faster vehicle technology intrusion. 2015 International Emission Inventory Conference "Air Quality Challenges: Tackling the Changing Face of Emissions. San Diego, USA, 2015.
• [33] Regulation of the Minister of Climate and Environment of October 26, 2023 on the greenhouse gas emission rate for electricity in 2024.
• [34] KOBiZE. Calorific values and C 02 emission factors in 2020f0r reporting under the Emission Allowances Trading System.for 2023 . Warsaw, Poland, 2022.
• [35] Commission Delegated Regulation (EU) 2023/1185 of 10 February 2023 supplementing Directive (EU) 2018/2001 of the European Parliament and of the Council. Brussels, Belgium, 2023.
• [36] Paolini V., Petracchini F., Segreto M., Tomassetti L., Naja N., Cecinato A. Environmental impact of bio gas: A short review of current knowledge. Journal of Environmental Science and Health Part A Toxic/Hazardous Substances & Environmental Engineering 2018 53, 10, 1-8.
• [37] Nielsen M., Nielsen O. K., Plejdrup M. Danish emission inventory for stationary combustion plants.Inventories until 2015. Scientific Report from DCE —— DanishCentre for Environment and Energy. Aarhus, Denmark, 2018. https://dce2.au.dk/pub/SR279pdf (accessed on:10/012024).
• [38] Settlement price of C02 emission allowances. https://www.pse.pl/dane-systemowe/funkcjonowanie— rb/raporty-dobowe-z-funkcjonowania—rb/podstawowe-wskazniki-cenowe-i-kosztowe/rozliczeniowa—cena- uprawnien—do-emisji-coZ-rcco2 (accessed on: 09/05/2024).
• [39] Jin L., Zhou T., Fang S., Zhou X.; Han B., Bai Y. The short—term effects of air pollutants on pneumonia hospital admissions in Lanzhou, China, 2014—2019: evidence of ecological time-series study. Air Quality, Atmosphere & Health 2022 15, 2199-2213.
• [40] Yu, J., Zhu A., Liu M., Dong J., Chen R., Tian T., Liu, T., Ma L., Ruan Y. Association Between Air Pollution and Cardiovascular Disease Hospitalizations in Lanzhou City, 2013—2020: A Time Series Analysis. GeoHealth,2023 8, e2022GH000780. _
• [41] Eurostat. Hospital discharges and length of stay statistics. https://ec.europa.eu/eurostat/statistics- explained/index.php'?title=Hospital___discharges_and_length_of_stay_statistics&oldid=623344#Hospital_discharges_by__diagnosis (accessed on:16/01/2024).
• [42] Hospital price list. https://www.szpital-marciniakwroclawpl/bip/container/pdf/cennik-ó6.pdf (accessed on: 16/01/2024).
• [43] Price list of medical services of the Center for Oncology, Pulmonology and Hematology https ://www.dco. com.pl/wp-content/uploads/2022/1 l/Zalacznik-nr— l 0-Cennik-Uslug-Stan-na—0 1 . 1 1.2022 r. .pdf (accessed on:16/01/2024).
• [44] Cereal grain drying price list. https://www.agrofaktpl/suszenie—kukurydzy-2023~czy—sie-oplaca/ (accessed on: 7/08/2023).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).