Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Kontrowersje wokół spalania biomasy leśnej

Michalski Rajmund

Laboratorium - Przegląd Ogólnopolski

|

2022

|

nr 2

61--65

PL

W wielu krajach na całym świecie powstają na skalę przemysłową uprawy szybko rosnących roślin energetycznych, które po ścięciu „ekologicznie” się spala. Niestety takie działania wyjaławiają glebę, w dodatku zajmując miejsce upraw roślin spożywczych dla ludzi, takich jak zboża czy kukurydza. Wpływ takiego postępowania na klimat jest przedmiotem poważnych kontrowersji.

2

The Models of the Heavy Metal Accumulation of the Multiple Grain Energy Cultures for Wasterwater Deposition on Oil-Polluted Degraded Soils

Lopushniak Vasyl I., Hrytsuliak Halyna M.

Ecological Engineering & Environmental Technology

|

2021

|

Vol. 22, iss. 4

1--13

EN

The research was conducted on the territory of Nadvirna oil and gas district of South-Hvizdetsky oil field of Ivano-Frankivsk region during 2016-2020. The production activity at the research site was stopped 45 years ago. Energy crops the Miscanthus (Miscanthus giganteus) and switchgrass (Panicum virgatum) were planted and sown on model research plots with an estimated area of 25 m2 in triplicate. The miscanthus was planted manually according to the scheme 0.50 × 0.70 m. According to studies on the oil-contaminated soils, with the introduction of different sedimentation rates wastewater, the content of the Lead when growing the miscanthus increases with the introduction of SS 40 t/ha and N10P14K58 (option 6) and is 4.30 mg/kg of soil. However, when growing the switchgrass with the same fertilizer application, the Lead content is 3.97 mg/kg of soil, which is 0.33 mg/kg of soil less than growing the miscanthus. The concentration coefficients of the gross forms of the Lead vary in the range of 1.01–1.09 during the cultivation of the miscanthus. The concentration coefficient of the gross forms of the Cadmium varies in the range of 1.09–1.56, the maximum remains in the options for the introduction of the sewage sludge at a rate of 40 t/ha and N10P14K58. The concentration coefficients of the gross forms of the Lead for growing the switchgrass 20–40 t/ha (option 4–6) are equal to 1.02–1.15. The concentration coefficient of the gross forms of the Cadmium varies between 1.18 and 1.49.

3

Biogazownie w kontekście zrównoważonego rozwoju obszarów wiejskich na przykładzie województwa podlaskiego

Kiryluk Aleksander

Polish Journal for Sustainable Development

|

2020

|

T. 24, cz. 2

45--52

PL

Jedną z przyczyn zmian klimatycznych są duże emisje spalin z elektrociepłowni i wielu palenisk domowych. W celu zmniejszenia tych emisji wprowadza się stopniowe przechodzenie na produkcję energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych (OZE). W Polsce według danych GUS w 2018 roku, udział energii ze źródeł odnawialnych stanowił 11,16% energii brutto. Aktualnie jest wiele możliwych źródeł pozyskiwania energii odnawialnej. W artykule przedstawiono możliwości pozyskiwania energii z substratów pochodzenia rolniczego. Jedną z metod jest produkcja biogazu w procesie fermentacji metanowej w biogazowniach rolniczych. Do produkcji biogazu w większości biogazowni rolniczych wykorzystywana jest kiszonka z kukurydzy, gnojowica, a także inne odpady organiczne z rolnictwa i przetwórstwa rolno-spożywczego. W województwie podlaskim aktualnie jest zarejestrowanych 9 biogazowni produkujących około 9,5 mln m3 biogazu, pozwalającego na wyprodukowanie 7,695 MWe. Substratami w tych biogazowniach są głównie kukurydza i odpady rolnicze (gnojowica). Wskazano na pozytywne efekty uprawy roślin na cele energetyczne, a także wpływ monokulturowych wieloletnich upraw na stabilność ekologiczną agrocenoz.

EN

One of the causes of climate change is high exhaust emissions from combined heat and power plants and many case furnaces. In order to release these verbal energy sources, gradually switch to the production of electricity from renewable sources (RES). Hence, there are many sources of renewable energy. The article presents the possibility of obtaining energy from agricultural substrates. One of the methods is the production of biogas in the methane fermentation process in agricultural biogas plants. For the production of biogas in agricultural biogas plants in agricultural biogas is maize silage, slurry, and other waste from agriculture and agri-food processing. 9 biogas plants are registered in the Podlaskie Voivodship, producing about 9.5 million m3 of biogas, allowing for the production of 7.695 MWe. The substrates in these biogas plants are mainly maize and agricultural waste (slurry). The positive effects of cultivating plants for energy purposes, as well as the impact of monoculture perennial crops on the agricultural cultivation of agrocenoses were indicated.

4

Rutwica wschodnia (Galega orientalis Lam.) jako potencjalna roślina energetyczna

Symanowicz Barbara, Kalembasa Stanisław

Przemysł Chemiczny

|

2019

|

T. 98, nr 1

48--51

PL

Przedstawiono zmiany podstawowych parametrów energetycznych rutwicy wschodniej (Galega orientalis Lam.) pod wpływem nawożenia mineralnego (0, N₂₀, P₅₀, K₁₅₀, N₂₀K₅₀K₁₅₀), uprawianej przez 5 lat. Badano również skład chemiczny popiołu uzyskanego po spaleniu biomasy rutwicy wschodniej pod kątem jego wykorzystania jako środka wapnującego. Istotnie największe wartości ciepła spalania (18,423 MJ/kg) i wartości opałowej stwierdzono dla rutwicy nawożonej tylko potasem w dawce 150 kg/ha w piątym roku uprawy. Największe plony suchej masy i wartości energetycznej plonu uzyskano dla rutwicy z obiektów nawozowych N₂₀K₅₀K₁₅₀. Największe parametry energetyczne uzyskano dla liści rutwicy wschodniej. Zawartość makroskładników w popiele rutwicy malała w szeregu Ca > K > Mg > P > S > Na.

EN

Eastern galega (Galega orientalis Lam.) was cultivated and fertilized with N₂₀, P₅₀, K₁₅₀, N₂₀K₅₀K₁₅₀ doses for 5 years. Then each year, samples of plant biomass were taken for anal. to det. combustion heat, calorific value, ash content and its compn., and crop of dry mass. The highest values of energetic parameters (18.423 and 18.267 MJ/kg, resp.) were found for eastern galega fertilized only with K at the dose of 150 kg/ha, in the fifth year of cultivation. The soil fertilization with N₂₀K₅₀K₁₅₀ resulted in a highest yields of dry matter and energy value of biomass. The content of macroelements decreased in series Ca > K > Mg > P > S > Na.

5

Prospects of Phytoremediation and Phytoindication of Oil-Contaminated Soils with the Help of Energy Plants

Glibovytska Nataliia Igorivna, Karavanovych Krystyna Bogdanivna, Kachala Taras Bogdanovych

Journal of Ecological Engineering

|

2019

|

Vol. 20, nr 7

147--154

EN

An analysis of energy plants from the point of view of their suitability for remediation of oil-contaminated territories was carried out. Plantations of Salix viminalis L., Helianthus tuberosus L. and Medicago sativa L. were planted with the purpose of remediation of the territory where active oil production is conducted. The prospect of using Salix viminalis and Helianthus tuberosus as effective restorers of technogenically-transformed environment quality was revealed. The limiting factors restricting the growth of Salix viminalis on degraded soils were established, involving dry air and insufficient soil moisture. Medicago sativa is sensitive to the level of soil contamination by pollutants and can act as a phytoindicator of the environmental quality of oil-contaminated ecosystems.

6

Photosynthetic apparatus efficiency of Sida hermaphrodita cultivated on heavy metals contaminated arable land under various fertilization regimes

Rusinowski S., Krzyżak J., Pogrzeba M.

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2018

|

Vol. 28, no. 1

130--145

EN

Contaminated and marginal lands are favourable place for biomass feedstock establishment, especially due to European Union directive 2009/28/EC. This strategy not only cover local demand for energy and heat but also can be valuable in those land phytomanagment. The second-generation perennial energy crop species are the most feasible for such purpose. We studied the impact of two different fertilizer treatments on plant physiological parameters associated with photosynthesis, heavy metals (HMs) and primary macronutrients accumulation in Sida hermaphrodita cultivated on HMs contaminated soil under field conditions. NPK fertilized plants showed the highest values of photosynthetic parameters at the beginning of growing season when compared to control and microbial inoculated plants. However, at the end of the growing season inoculated and control plants showed better photosynthetic performance than NPK treated. NPK fertilizer caused higher Cd and Zn shoot concentrations while microbial inoculation caused higher K and the lowest N and P concentrations in shoot. Due to Cd, Pb and Zn concentrations in plants which should not result in alleviation of photosynthetic apparatus efficiency and biomass production it could be summarize that Sida hermaphrodita is a suitable plant for cultivation on land contaminated with HMs under different fertilization regimes.

PL

Tereny zanieczyszczone i odłogowane stanowią opcję dla uprawy roślin na cele energetyczne, szczególnie jeśli weźmie się pod uwagę rozporządzenia dyrektywy Unii Europejskiej w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych (2009/28/EC). Spełnienie jej wymogów może być po części zrealizowane poprzez uprawę roślin energetycznych drugiej generacji. Zastosowanie takiego podejścia pozwoli nie tylko pokryć lokalne zapotrzebowanie na odnawialne źródła energii, ale także wspomóc zarządzanie terenami nieprzydatnymi w produkcji roślin na cele żywnościowe oraz paszowe. W przedstawionej pracy badano wpływ zastosowania zróżnicowanego nawożenia na parametry fizjologiczne ślazowca pensylwańskiego uprawianego na glebie zanieczyszczonej metalami ciężkimi. Rośliny nawożone standardowymi nawozami mineralnymi charakteryzowały się wyższymi wartościami parametrów fizjologicznych na początku sezonu wegetacyjnego, podczas gdy na końcu sezonu wegetacyjnego wyższe wartości stwierdzono dla roślin w wariancie kontrolnym i szczepionką mikrobiologiczną. Nawożenie mineralne spowodowało wyższe zawartości Cd i Zn w roślinach, podczas gdy rośliny traktowane szczepionką mikrobiologiczną miały wyższe zawartości K oraz najniższe zawartości N i P w częściach nadziemnych. Stwierdzone zawartości Pb, Cd i Zn w częściach nadziemnych ślazowca pensylwańskiego nie powinny mieć negatywnego wpływu na stan aparatu fotosyntetycznego i wydajność produkcji biomasy. W związku z tym roślina ta może być przydatna w produkcji biomasy na cele energetyczne na ternach zanieczyszczonych.

7

Ocena zmian wartości ciepła spalania, wilgotności i zawartości części lotnych w zależności od wieku przyrostów dla biomasy niektórych gatunków drzew szybkorosnących

Kaniowski W., Sacharczuk J., Kulesza L., Sztekler K.

Rynek Energii

|

2017

|

Nr 3

99--103

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wartości ciepła spalania, wilgotności oraz zawartości części lotnych dla przyrostów jedno-, dwu- i trzyletnich takich gatunków jak topola balsamiczna (Populus tacamahaca), topola szara (Populus canescens). Jako materiał porównawczy przebadano podobne przyrosty jesionu wyniosłego (Fraxinus excelsior), nienależącego do grupy gatunków szybkorosnących. Wyniki badań wykazały, że najwyższym ciepłem spalania charakteryzują się przyrosty jednoroczne, przy czym zmiana tego parametru jest na tyle niewielka, iż nie stanowi przesłanki do określenia optymalnego momentu zbioru biomasy. Wartości pozostałych dwu parametrów można uznać za praktycznie niezmienne w przedziale wiekowym 1-3 lat.

EN

The paper presents the results of calorific value, moisture and volatile matter increments of one-, two- and three-year species such as balsam poplar (Populus tacamahaca), gray poplar (Populus canescens). As a comparative material tested similar gains in European ash (Fraxinus excelsior), not belonging to a group of fast-growing species. The results showed that the highest heat of combustion characterized by annual increments of the change in this parameter is so small that it does not constitute a condition to determine the optimal time of harvesting biomass. The values of the other two parameters can be considered practically unchanged in the age group 1-3 years.

8

Influence of Fertilization With the use of Biomass Ash and Sewage Sludge on the Chemical Composition of Jerusalem Artichoke Used for Energy-Related Purposes

Zapałowska A., Puchalski C., Hury G., Makarewicz A.

Journal of Ecological Engineering

|

2017

|

Vol. 18, nr 5

235--245

EN

The experiment was based on two factors: 4-levels of fertilization with ash from biomass - 0; I - 4.28; II - 8.57; III - 12.85 tha-1 and 2-levels of fertilization with sewage sludge: 0; 1–30.3 tha-1. The experimental plant was Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.), Gigant cultivar. The contents of nitrogen tended to increase in response to fertilization with sewage sludge and to decrease with a growing dosage of fertilization with biomass ash. The use of municipal sewage sludge as a fertilizer did not produce visible changes in the contents of six macronutrients (carbon, phosphorus, potassium, sulfir, calcium and magnesium) in overground part of Jerusalem artichoke. The use of ash at the dose of 12.8 tha-1 resulted in an increase in potassium contents in the plants, to the level of 5.63 g Kkg-1 during the first year of trials and the trend was continued in the second year. Biomass chemical stability in 2-year experiment was noted except the content of nitrogen, cadmium and lead which were increasing while the level of sewage sludge increased. The content of zinc, copper, lead and cadmium in overground part of Jerusalem artichoke did not exceed the threshold values defined for wood pellets and briquettes by the standards set forth by DIN 51731 1996–10.

9

Charakterystyka roślin energetycznych jako potencjalnego surowca do produkcji biogazu

Kowalska A.

Eliksir

|

2017

|

nr 1

11--15

10

Ekologiczne działanie przedsiębiorstwa w obszarze pozyskiwania energii z biomasy

Ociepa-Kubicka A., Nitkiewicz T., Karamon B.

Proceedings of ECOpole

|

2016

|

Vol. 10, No. 1

239--246

PL

Przedstawiono działania proekologiczne firmy Lesaffre, której priorytetem oprócz działalności produkcyjnej jest ciągła poprawa wpływu na środowisko naturalne. Zakład Lesaffre Polska w Wołczynie jest jednym z najbardziej nowoczesnych, opartym na innowacyjnych technologiach zakładem w Europie Centralnej. Świadectwo Przedsiębiorstwa Czystszej Produkcji świadczy o proekologicznym charakterze firmy, która w ostatnich 10 latach przeprowadziła szereg modernizacji zmniejszających oddziaływanie zakładu na środowisko. Oprócz licznie podejmowanych działań ekologicznych firma ta uprawia i wykorzystuje rośliny energetyczne na potrzebny pozyskania tzw. zielonej energii. Na terenie zakładu została wybudowana nowoczesna kotłownia parowa opalana biomasą. W artykule przedstawiono charakterystykę roślin energetycznych wykorzystywanych przez firmę, określono ilość i wartość energetyczną pozyskiwanej biomasy. Wskazano również zalety i wady wynikające z zastosowania biomasy roślin na cele energetyczne. Przedstawione działania proekologiczne firmy Lesaffre mogą stanowić pozytywny przykład dla innych firm. Podjęcie badań na powyższy temat jest umotywowane koniecznością zwiększenia udziału w naszym kraju energii odnawialnej w ogólnym bilansie energetycznym poprzez wykorzystanie biomasy roślin energetycznych. Należy nadmienić, że badane rośliny mają właściwości fitoremediacyjne szczególnie w przypadku zanieczyszczenia gleb metalami ciężkimi. Są to rośliny szybko rosnące, wieloletnie dające plony nawet do 25 Mg/ha, co kwalifikuje je do wykorzystanie na potrzeby energetyki odnawialnej.

EN

The article presents the environmental activities of Lesaffre company, whose priority, in addition to production activity, is a continuous improvement of the environmental impact. The department of Lesaffre Poland in Wołczyn is one of the most modern plant in Central Europe. The Enterprise Cleaner Production certificate demonstrates ecological character of a company, which within the last 10 years, has made a number of modernization to reduce the facility’s impact on the environment. In addition to many environmental activities that have been undertaken, the company has grown energy crops used for satisfying green energy needs. The company has also built a modern biomass-fired steam boiler. The following article shows the characteristics of energy crops used by the company, as well as the volume and value of biomass energy that is abstracted. The advantages and disadvantages of the usage of plant biomass for energy purpose shave been pointed out. The environmental measures of the company Lesaffre can provide a positive example for the other companies. Undertaking the research on this particular subject has been motivated by the need to present the possible increase the participation of Polish industry in the renewable energy within the overall energy balance through the usage of biomass energy crops. It should be noted that the tested plants have phytoremediation properties, especially in case of soil pollution with heavy metals. These are fast-growing plants, perennial crops providing up to 25 Mg/ha which qualifies them to take advantage for the purpose of renewable energy.

11

Zrównoważone wykorzystanie biomasy na terenie Dolnego Śląska

Nowacka-Blachowska A., Resak M., Rogosz B., Tomaszewska A.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2016

|

R. 57, nr 6

48--53

PL

Jedną z najkorzystniejszych opcji zabezpieczenia dostaw energii i uniezależnienia się od dostaw paliw kopalnych jest wykorzystanie na szeroką skalę źródeł odnawialnych, w tym biomasy. W artykule przedstawiono wyniki inwentaryzacji zasobów biomasy w województwie dolnośląskim. Przeanalizowano zasoby biomasy drzewnej, rolniczej (słomy, siana i roślin energetycznych) oraz zdefiniowano potencjał biomasy do produkcji różnych rodzajów biogazu oraz biodiesla. Uzyskane wyniki porównano z obecnym zużyciem paliw i energii w województwie dolnośląskim. Analiza dolnośląskich zasobów biomasy wykazała, że największy potencjał bioenergetyczny, oprócz niewykorzystywanej do celów rolniczych słomy, mają obszary gruntów marginalnych i nieużytków. Obszary te można przeznaczyć pod uprawę roślin energetycznych do produkcji paliw spalanych w kotłach i w mniejszym stopniu pod uprawę kukurydzy do produkcji biogazu.

EN

One of the most beneficial options to supply energy and gain more independence from fossil fuels is a large-scale use of renewable sources, biomass included. The article presents the inventory of biomass resources in the Lower Silesia region. Resources of wood biomass and agricultural biomass (i.e. straw, hay and energy crops) are analyzed, biomass potentials to pro duce various types of biogas and biodiesel are also determined. The analysis of the Lower Silesian biomass resources indicates that In addition to straw that is not used for agricultural purposes, energy crops for direct combustion and maize for biogas production, both cultivated on marginal lands, have the greatest potential for bioenergy generation.

12

Możliwość wykorzystania ślazowca pensylwańskiego (Sida hermaphrodita Rusby) do rekultywacji terenów po otworowej eksploatacji siarki

Klimont K., Bulińska-Radomska Z.

Problemy Inżynierii Rolniczej

|

2013

|

R. 21, nr 1

125--132

PL

W latach 2008-2011 badano możliwość wykorzystania ślazowca pensylwańskiego (Sida hermaphrodita Rusby) do rekultywacji wapna poflotacyjnego użyźnionego osadami ścieków komunalnych na terenie poeksploatacyjnym Kopalni Siarki „Jeziórko”. Wapno nawieziono osadami ściekowymi w dawce 500 m3·ha-1 i zastosowano nawożenie mineralne N, P, K, które wnoszono corocznie wiosną. Oceniano plon suchej masy, liczbę pędów na roślinie, ich wysokość oraz średnicę. Stwierdzono, że rośliny ślazowca pensylwańskiego bardzo dobrze rozwijały się na bezglebowym podłożu wapna poflotacyjnego, tworząc co roku zwarte, bujne łany. Plon suchej masy wynosił średnio 7,02 t·ha-1 i zależał od wartości ocenianych cech plonotwórczych, tj. liczby pędów na roślinie, ich wysokości i średnicy. Warunki meteorologiczne istotnie wpływały na wartość ocenianych cech, a głównymi czynnikami pogodowymi decydującymi o wzroście i rozwoju badanego gatunku była ilość i rozkład opadów w latach badań, gwarantujące dostateczne uwilgotnienie wapiennego podłoża. Wprowadzenie ślazowca pensylwańskiego do rekultywacji biologicznej wapna poflotacyjnego i użyźnienie go osadem ściekowym wpłynęło korzystnie na właściwości chemiczne podłoża, zwiększając istotnie zawartość materii organicznej i przyswajalnych składników pokarmowych: P, K i Mg, oraz zmniejszając wartość pH.

EN

Within the years 2008-2011, utilization possibilities of Virginia mallow (Sida hermaphrodita Rusby) plant to reclamation of post-flotation lime enriched with municipal sewage sludge, were investigated on the post-exploitation area of “Jeziórko” Sulphur Mine. Lime was fertilized with the municipal sewage sediments (at a dose of 500 m3·ha-1); mineral N, P, K fertilization was also applied in spring every year. The yield of dry matter, number of sprouts on a plant, their height and diameter were evaluated. It was stated that Virginia mallow plants were well developed on the soil-less, postflotation lime ground, forming compact, abundant canopy every year. Dry matter yield amounted to 7.02 t·ha-1 on average, and depended on evaluated yield creating factors. Weather conditions significantly affected the values of tested features; the main weather factors which determined growth and development of investigated plant species, were the sum and distribution of rainfall in years of study, ensuring sufficient moisture content in lime ground. Introduction of the Virginia mallow plant to biological reclamation of post-floatation lime and enriching it by the sewage sludge, favourably affected chemical properties of subsoil, significantly increasing the contents of organic matter and assimilable P, K, Mg nutrients, decreasing also pH value.

13

Zastosowanie modelu WSMT do oceny ewapotrnspiracji miskanta i topinamburu

Żyromski A., Szulczewski W., Biniak-Pieróg M., Okrasińska H.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2012

|

T. 12, z. 2

401-409

PL

Na podstawie pomiarów terenowych ewapotranspiracji miskanta olbrzymiego (Miscanthus x giganteus Greef et Deu.) oraz topinamburu (słonecznika bulwiastego - Heliantus tuberosus L.) przeprowadzono adaptację modelu WSMT (od nazw gatunków roślin: wierzba, ślazowiec, miskant, topinambur), opracowanego wcześniej dla wierzby wiciowej (Salix viminalis L.) i ślazowca pensylwańskiego (Sida hermaphrodita (L.) Rusby). Dane wejściowe do modelu pochodziły z obserwacji i pomiarów, prowadzonych na terenie Obserwatorium Agro- i Hydrometeorologii Wrocław - Swojec, należącego do Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Zagadnienie zostało rozwiązane za pomocą algorytmu genetycznego, który umożliwia uzyskanie najlepszego dopasowania szukanej funkcji do danych uzyskanych empirycznie. Ocena modelu została dokonana na podstawie następujących wskaźników: RRMSE (ang. "Relative Root Mean Squared Error"), EF (ang. "Modeling Efficiency"), CRM (ang. "Coefficient of Residual Mass"), współczynnika korelacji oraz współczynnika determinacji. Weryfikacja modelu została przeprowadzona na zestawie danych, dotyczących tych samych roślin, pomierzonych innym ewaporometrem. Uzyskane wyniki dla miskanta olbrzymiego oraz topinamburu, podobnie jak w przypadku wierzby wiciowej i ślazowca pensylwańskiego, pozwalają na obliczanie ewapotranspiracji badanych roślin energetycznych na podstawie jedynie parowania z wolnej powierzchni wody oraz opadów atmosferycznych. Parametry jakościowe uzyskanego modelu wskazują na możliwość zbudowania modeli grupujących rośliny pod względem ich cech, np. morfologicznych. Ponieważ nadal prowadzone są badania polowe uwzględnionych w pacy roślin energetycznych, zaproponowana metodyka będzie zastosowana do szerszego zbioru danych, co umożliwi zwiększenie precyzji dopasowania poszczególnych modeli przypisanych do poszczególnych roślin oraz przeprowadzenie bardziej wnikliwej weryfikacji.

EN

Basing on the field measurements of evapotranspiration of giant Chinese silver grass and topinambour an adaptation of WSMT model (the name from four names of energetic plant species in Polish), developed previously for common osier and Virginia fanpetals was done. Model input data came from measurements carried out at the Agro- and Hydrometeorology Observatory in Wrocław - Swojec, that belongs to Wrocław University of Environmental and Life Sciences. The problem has been solved using genetic algorithm, that allows to obtain the best fit of the function to data obtained empirically. Assessment of the model was based on the following indices: RRMS (Relative Root Mean Square Error), EF (Modeling Efficiency), CRM (Coefficient of Residual Mass), the correlation coefficient and the coefficient of determination. Model verification was performed basing on data of the same plants, but obtained for another evaporimeters. The results obtained for the giant Chinese silver grass and topinambour as for common osier and Virginia fanpetals, allow to calculate the evapotranspiration of energy plants studied, basing only on the data of evaporation from free water surface and precipitation. Quality parameters obtained for the model indicate the possibility to develop models, able to group plants according to their characteristics such as morphological. Because the field experiment with energy plants has been carried out continuously, the proposed methodology will be applied to a broader set of data, allowing to fit the models more precisely according to particular plants and to conduct a more accurate verification.

14

Prosty model ewapotranspiracji dla wybranych roślin energetycznych

Żyromski A., Szulczewski W., Biniak-Pieróg M., Okrasińska H.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2012

|

T. 12, z. 2

391-399

PL

Pomiary terenowe ewapotranspiracji roślin są pracochłonne i wymagają specjalistycznej aparatury. Z tego też względu postanowiono opracować model umożliwiający ocenę ewapotranspiracji dobową w ciągu okresu wegetacji roślin na podstawie pomiarów terenowych ewapotranspiracji wierzby wiciowej (Salix viminalis L.) i ślazowca pensylwańskiego (Sida hermaphrodita (L.) Rusby), parowania z wolnej powierzchni wodnej i sum dobowych opadów atmosferycznych. Badania prowadzono na terenie Obserwatorium Agro- i Hydrometeorologii Wrocław - Swojec, należącego do Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Zagadnienie zostało rozwiązane za pomocą algorytmu genetycznego, który pozwala na uzyskanie najlepszego dopasowania szukanej funkcji do danych uzyskanych empirycznie. Oceny modelu dokonano na podstawie następujących wskaźników: RRMSE (ang. "Relative Root Mean Squared Error"), EF (ang. "Modeling Efficiency"), CRM (ang. "Coefficient of Residual Mass"), współczynnika korelacji oraz współczynnika determinacji. Weryfikacja modelu została przeprowadzona na zestawie danych dla tych samych roślin, jednak uzyskanych z innego ewaporometru. Przeprowadzone analizy dają podstawy do stwierdzenia, że opracowany model umożliwia obliczenie ewapotranspiracji rzeczywistej dla dwóch roślin energetycznych: ślazowca pensylwańskiego oraz wierzby wiciowej. Ze względu na krótki okres badań wymaga on jeszcze doprecyzowania na dłuższym ciągu pomiarowym.

EN

Field measurements of evapotranspiration are time consuming and require specialized equipment. For this reason, basing on field measurements of common osier and Virginia fanpetals' evapotranspiration, evaporation from free water surface and daily precipitation sums, it was decided to develop mathematical model allowing to estimate evapotranspiration during growing season. The study was conducted in the area of Agro and Hydrometeorology Observatory located in Wrocław - Swojec, that belongs to Wrocław University of Environmental and Life Sciences. The problem was solved using the genetic algorithm, which allowed to obtain the best fit of the function to the data obtained empirically. Model evaluation was based on the following indices: RRMS (Relative Root Mean Squared Error), EF (Modeling Efficiency), CRM (Coefficient of Residual Mass), the correlation and determination coefficients. Model verification was performed for the data of the same plants, but obtained for another evaporimeter. The analyzes led to the conclusion that the developed model allowed to calculate actual evapotranspiration for two energy plants: Virginia fanpetals and common osier. However, the short period of field measurements requires further clarification basing on longer observation series.

15

Słonecznik wierzbolistny Helianthus salicifolius A. Dietr. - na cele energetyczne

Mudryk K., Wróbel M.

Inżynieria Rolnicza

|

2012

|

R. 16, nr 2, t. 1

249-256

PL

W pracy zamieszczono ocenę przydatności biomasy słonecznika wierzbolistnego na cele energetyczne. Przedstawiono charakterystykę badanego gatunku pochodzącego z Ameryki Północnej. Wykazano, iż gatunek ten spełnia wymagania stawiane roślinom przeznaczonym do tzw. upraw energetycznych, tzn. charakteryzuje się wysokim plonem - 16,5 t*ha-1, odpornością na choroby i szkodniki oraz niewielkimi wymaganiami siedliskowymi. Określono podstawowe właściwości fizyczne biomasy, tj: wysokość pędów - 3,5 m, gęstość właściwą - 615,7 kg*m-3, wartość opałową 14,5 MJ*kg-1. W pracy przedstawiono również porównanie uzyskanych wyników badań z właściwościami wybranych roślin energetycznych. Właściwości biomasy słonecznika wierzbolistnego posiadają zadawalające wartości z energetycznego punktu widzenia.

EN

The study presents the usefulness assessment of willow-leaved sunflower biomass for energy purposes. Description of the researched variety from the North America was carried out. It was proved that the variety meets the requirement for plants intended for the so-called energy crops i.e. it is characterised with high crops - 16.5 t*ha-1, resistance to diseases and pests and low habitat requirements. Basic physical properties of biomass, that is: sprouts height - 3.5 m, specific density - 615.7 kg*m-3, calorific value 14.5 MJ*kg-1. Comparison of the obtained research results with the selected energy plants properties was also presented in the study. Biomass properties of willow-leaved sunflower have values, which are satisfying from the energy point of view.

16

Ocena wybranych parametrów biomasy pozyskanej z plantacji drzew szybkorosnących

Juliszewski T., Kwaśniewski D., Mudryk K., Wróbel M.

Inżynieria Rolnicza

|

2012

|

R. 16, nr 2, t. 1

89-97

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości wybranych roślin drzewiastych w aspekcie wykorzystania energetycznego. Zakres pracy obejmował założenie plantacji trzech gatunków drzew, tj. topoli Populus L., olchy Alnus Mill. oraz robinii akacjowej Robinia pseudoacacia L. Badania miały na celu uzyskanie informacji o właściwościach roślin, istotnych przy wykorzystaniu na cele energetyczne i obejmowały następujące parametry: wysokość pędów, średnica przy podstawie, plon, wartość opałowa, gęstość właściwa oraz zawartość popiołu. Spośród badanych roślin najlepszymi parametrami, określonymi w ramach prezentowanej pracy, charakteryzowała się robinia akacjowa. Pomimo tych spostrzeżeń planowane są długookresowe badania w celu określenia między innymi optymalnych długości rotacji zbioru.

EN

The study presents research results of properties of selected tree plants in relation to energy use. The scope of the study covered establishing a plantation of three varieties of trees that is poplar Populus L., alder Alnus Mill. and black locust Robinia pseudoacacia L. The purpose of the research was to obtain information on plant properties, significant for energy purposes and covered the following parameters: shoots height, diameter at the base, calorific value, specific density and ash content. Black locust characterised with the best parameters determined within the scope of the presented work among the researched plants. Despite these observations, a long-lasting research is planned to determine inter alia an optimal length of crop rotation.

17

Jednostkowa moc efektywna potrzebna do rozdrobnienia roślin energetycznych przeznaczonych na biogaz

Lisowski A., Klonowski J., Chlebowski J., Sypuła M., Kostyra K., Nowakowski T., Strużyk A., Kamiński J., Powałka M.

Inżynieria Rolnicza

|

2012

|

R. 16, nr 2, t. 1

179-188

PL

Celem pracy jest empiryczne oszacowanie jednostkowej mocy efektywnej, odniesionej do masy mokrej i suchej substancji, potrzebnej do cięcia pędów wybranych rodzajów roślin energetycznych przeznaczonych na fermentację beztlenową do produkcji biogazu. W badaniach wykorzystano materiał roślinny topinambura, rdestowca sachalińskiego, ślazowca pensylwańskiego, palczatki Gerarda, miskanta olbrzymiego, prosa rózgowatego i spartiny preriowej. Pędy roślin rozdrabniano w sieczkarni wyposażonej w czujniki do pomiaru prędkości obrotowej i momentu obrotowego na WOM ciągnika oraz ciśnienia i natężenia przepływu oleju w układzie hydraulicznym napędu adaptera i zespołu walców wciągająco-zgniatających. Rozdrobniony materiał scharakteryzowano przez podanie wilgotności (70,70-85,07%) i średniej geometrycznej wymiaru cząstek (5,08-10,40 mm), które były statystycznie istotnie zróżnicowane, mimo że rośliny zbierano w tym samym czasie (koniec czerwca) i rozdrabniano w porównywalnych warunkach funkcjonalnych sieczkarni. Stwierdzono, że jednostkowa moc efektywna, odniesiona do masy mokrej i suchej substancji, potrzebna do cięcia materiału była zależna od gatunku rośliny i wilgotności. Najmniejsza jednostkowa moc efektywna była potrzebna do cięcia topinambura (2,69 kJ*kg-1). Charakteryzowała się ona również najmniejszą dyspersją, co pozwala na zastosowanie ciągnika o najmniejszym zapasie mocy silnika. Podczas cięcia spartiny preriowej zapotrzebowanie na moc tego rodzaju było niemal dwukrotnie większe (4,80 kJ*kg-1).

EN

The purpose of the work is to empirically estimate unit effective power referred to wet and dry mass required to cut roots of the selected energy plants for anaerobic digestion for biogas production. The following plant materials were used for research: topinambour, giant knoweed, Virginia mallow,Gerard cymbopogon, giant miscanthus, switchgrass and spartina pectinata. Plant roots were cut in a chaff-cutter equipped with a sensor for measuring rotational speed and turning moment at the tractor PTO and for measuring pressure and intensity of oil flow in a hydraulic system of an adapter drive and a pulling and crushing shafts unit. Cut material was characterised by determining moisture (70, 70 -85,07%) and geometric mean of fractions dimension (5,08-10,40 mm), which were statistically considerably different, although plants were collected at the same time (the end of June) and were cut in comparable functional conditions of a chaff-cutter. It was determined that unit effective power, referred to mass of wet and dry substance, required to cut material depended on plant species and moisture. The lowest unit effective power was necessary to cut topinambour (2,69 kJ*kg-1). It was also characterised by the lowest dispersion, which allowed to use a tractor of the lowest power stock of an engine. Demand for this kind of power was almost two times higher during cutting spartina pectinata (4,80 kJ*kg-1).

18

Charakterystyki rozdrobnionej biomasy przeznaczonej na biogaz

Lisowski A., Stasiak P., Powała M., Wiśniewski G., Klonowski J., Sypuła M., Szczesny W., Chlebowski J., Nowakowski T., Kostyra K., Strużyk A., Kamiński J.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2012

|

R. 13, nr 10

55-61

PL

Celem pracy było opracowanie charakterystyk rozdrobnionej biomasy z roślin energetycznych zbieranych w dwóch fazach rozwojowych z przeznaczeniem do produkcji kiszonki i następnie biogazu. W badaniach wykorzystano materiał roślin spartiny, miskanta, ślazowca i rdestowca zebrany pod koniec czerwca i na początku października, który pocięto w sieczkarni toporowej. W tych dwóch stanach wymiary cząstek rozdrobnionego materiału rdestowca i ślazowca zmniejszyły się, a miskanta i spartiny zwiększyły, mimo że wilgotność roślin w pierwszym terminie zbioru była większa i wynosiła średnio 74,5%, a w drugim mniejsza - 59,5%. Rozkłady wymiarów cząstek charakteryzowały się prawostronną asymetrią i były umiarkowanie platokurtyczne. Największą asymetrią i skoncentrowaniem charakteryzowały się rozkłady wymiarów cząstek spartiny, a dla pozostałych roślin charakterystyki były zbliżone. Zastosowanie sieczkarni z toporowym zespołem rozdrabniającym przy prędkości kątowej tarczy 104,7 s-1 i 10 nożach oraz prędkośi zasilania walców wciągająco-zagęszczających 0,82 m∙s-1 pozwoliło na uzyskanie mieszaniny o średnich wymiarach 5,1-8,2 mm. Rozkłady skumulowane aproksymowane modelem Rosina-Rammlera-Sperlinga-Bennetta wykorzystano do predykcji oddzielenia ilości materiału po cięciu spełniającego wymagania wymiarów cząstek do produkcji biogazu i stwierdzono, że zastosowanie sita o wymiarze oczek 15 mm lub 10 mm pozwoliłoby na wydzielenie mieszaniny w ilości, odpowiednio 0,4-4,5% lub 2,6-21,9% początkowej biomasy do ponownego rozdrobnienia.

EN

The aim of this study was to develop the characteristics of chopped biomass of energy plants harvested in the two phases of growth for the production of silage and then biogas. In the investigation plant material of spartina, miscanthus, Virginia mallow and polygonaceous was; the material was harvested in late June and early October by means of a flywheel forage harvester. In these two stages the particle sizes of polygonaceous and Virginia mallow chopped material decreased and those of miscanthus and spartina increased, although the moisture content of plants in the first period of harvest was larger and averaged 74.5%, and in the second it was lower - 59.5%. The particle size distributions were characterized by a right-hand asymmetry and were moderately platokurtoic. The spartina particle size was characterized by the greatest asymmetry and concentration and for other plants the characteristics were similar. The use of forage harvester with flywheel unit at angular velocity of 104.7 s-1 and 10 knives and a feedroller with the speed of 0.82 m∙s-1 made it possible to obtain a mixture of medium size 5.1-8.2 mm. Cumulative distributions approximated by a Rosin-Rammler-Sperling-Bennett model were used to predict the separation of material after cutting which meets requirements of the particle size for biogas production and it was found that the use sieves with an opening of 15 mm or 10 mm would allow for the separation of the mixture in the amount of 0.4-4.5% or 2.6-21.9% of initial biomass for re-shredding.

19

Porównanie wydajności produkcji biogazu w procesie fermentacji metanowej wybranych roślin energetycznych

Grala A., Dudek M., Zieliński M., Dębowski M.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2011

|

Tom 13

1360-1371

PL

Ze względu na obowiązek osiągnięcia przez Polskę do końca 2010 r. wskaźnika 7,5% energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych wzrosło zainteresowanie nowymi gatunkami roślin, które charakteryzują się wysokim plonem biomasy. Biomasa staje się surowcem coraz bardziej poszukiwanym przez zakłady energetyczne oraz użytkowników indywidualnych [1]. Obecnie prowadzi się wiele prac badawczych nad biogazowaniem roślin z upraw energetycznych. Eksperyment opisany w niniejszym artykule przeprowadzony został z wykorzystaniem dwóch gatunków trawy z rodziny wiechlinowatych, Miscanthus giganteus i M. sacchariflorus. Ze względu na dużą zawartość lignocelulozy gatunki te często wykorzystywane są do produkcji biopaliw.

EN

Efficient conversion of plant material in the biogas is a challenge due to the complex structure of the cell wall of plants. In order to facilitate rapid and effective hydrolysis of carbohydrates pretreatment of biomass [2] is required. Pretreatment of lignocellulosic materials can be carried out in a physical, chemical, physical-chemical and biological way [3]. Finding the right method of conducting the process of conditioning before anaerobic digestion is the subject of numerous studies. They are looking for methods that help to obtain a gas with higher efficiency. The reported study was undertaken in order to determine the effect of preliminary hydrothermal depolymerization on the efficiency of methane fermentation process in terms of quantity and composition of biogas obtained from two grass species: Miscanthus giganteus and Miscanthus sacchariflorus. The substrate was mechanically fragmented using a shredding machine Robot Coupe Blixer, and then prepared the plant material underwent hydrothermal depolymerization. This process was conducted in a pressure reactor with a active volume of 2.3 dm3. The reactor was fed with 600 g of Miscanthus biomass of hydration of 90% and organic matter content of 10% in fresh weight. The reactor with the plant material was incubated at 200°C and a pressure of 17 Ba for 30, 60 and 120 minutes in a muffle furnace. The processed plant substrate was next subjected to mesophilic fermentation. Application of hydrothermal depolymerization led to an increase in biogas quantity and improve its quality, the longer the conditioning time, the better outcome of this process. Due to content of methane in the biogas and the calorific value of methane Miscanthus saccharifloru was found to be more efficient. The study showed the relationship between the time of thermal depolymerization plant substrate, and the amount and composition of biogas produced in the process of methane frmentation. With the time of thermal depolymerization of both species tested the amount of the resulting biogas increased. Comparing two of the studies plants for their use as feedstock in biogas farm had a higher potential for Miscanthus sacchariflor. Comparing the calorific value of the two grass species, we can see that a much better substrate proved to be the Miscanthus saccharifloru. this species also proved to be particulary vulnerable to heat. Taking into account the ratio of the energy value of the resulting biogas for thermal conditioning of the time proved to be effective biogas Miscanthus sacchariflour. Based on the survey it was found that the conditioning process improves the fermentation process. Batter substrate in terms of quality and quality of biogas has proved to be a Miscanthus sacchariflour . Miscanthus sacchariflour resulted in obtaining biogas methane content min 12 prec. more than the Miscanthus giganteus fermentation.

20

Wyznaczanie współczynnika dyfuzji wody w biomasie drzewnej zależnego od zawartości wody i temperatury

Jaros M., Król K., Woźniak K., Głowacki S.

Inżynieria Rolnicza

|

2011

|

R. 15, nr 8

153-160

PL

Celem pracy była analiza metody wyznaczania i wartości współczynnika dyfuzji wody, występującego w modelach kinetyki konwekcyjnego suszenia ciał stałych, zidentyfikowanych dla procesu suszenia tzw. roślin energetycznych jak: topola, wierzba, akacja i róża. Zakres pracy obejmował wyznaczenie wartości współczynnika dyfuzji wody, aproksymację oraz dyskusję wykorzystanych modeli. Stwierdzono, że za pomocą matematycznego modelu jednokierunkowego suszenia ciała stałego możliwe jest modelowanie procesu konwekcyjnego suszenia różnych kształtów cząstek biomasy drzewnej.

EN

The purpose of the work was to analyse determination method and water diffusion coefficient which occurs in the model of conventional drying kinetics of solids identified for the process of drying so-called energy plants, such as poplar, willow, locust tree and rose. The scope of the research covered determination of water diffusion coefficient value, approximation as well as dispersion of the models used. It was determined, that by the use of a mathematical model of one directional drying of a solid, it is possible to model the process of convectional drying of wood biomass fractions of various shapes.