Jednostkowa moc efektywna potrzebna do rozdrobnienia roślin energetycznych przeznaczonych na biogaz

• Autorzy: Aleksander Lisowski , Jacek Klonowski , Jarosław Chlebowski , Michał Sypuła , Krzysztof Kostyra , Tomasz Nowakowski , Adam Strużyk , Jan Kamiński , Małgorzata Powałka

Warianty tytułu

Unit effective power required for cutting biogas energy plants

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

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).(abstrakt oryginalny)

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).(original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Rośliny przemysłowe; Biogaz; Fizyka

EN

Industrial plants; Biogas; Physics

• Czasopismo: Inżynieria Rolnicza
• Rocznik: 16 (2012)
• Numer: nr 2 (136)
• Strony: 179-188

Twórcy

autor

Aleksander Lisowski

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

autor

Jacek Klonowski

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

autor

Jarosław Chlebowski

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

autor

Michał Sypuła

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

autor

Krzysztof Kostyra

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

autor

Tomasz Nowakowski

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

autor

Adam Strużyk

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

autor

Jan Kamiński

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

autor

Małgorzata Powałka

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

Bibliografia

• Čepurnoj, A.I., Belov, M.I. (2004): Rasčet diskovo izmiel'čajušče-švyrjajuščego apparata. Traktory & Sel'khozmashiny, 11, 33-42.
• Lisowski A. (red.). (2009): Efekty działania elementów wspomagających rozdrabnianie roślin kukurydzy a jakość kiszonki. Wyd. SGGW, Warszawa, ISBN 978-83-7583-158-0.
• Lisowski A., (red). (2010): Technologie zbioru roślin energetycznych. Wyd. SGGW, Warszawa, ISBN 978-83-7583-222-8.
• Lisowski A., Kostyra K. (2008a): Dodatkowe rozdrabnianie ziaren i rozrywanie cząstek kukurydzy sposobem na poprawienie jakości pociętej zielonki. Inżynieria Rolnicza, 9(107), 189-195.
• Lisowski A., Kostyra K. (2008b): Redukcja częstotliwości cięcia i zastosowanie dodatkowego rozdrabniania kierunkiem do zmniejszenia obciążeń energetycznych zespołu rozdrabniającego. Inżynieria Rolnicza, 9(107), 197-204.
• Lisowski A., Świątek K., Kostyra K., Chlebowski J. (2008c): Methods for evaluation of breaking up of maize chaff separated on the sieve separator. Annals Warsaw University Life Sciences - SGGW, Agriculture (Agricultural and Forest Engineering), 52, 23-30.
• O'Dogherty, M.J. (1982): A review of research on forage chopping. Journal of Agricultural Engineering Research, 27, 267-289.
• Savoie P., Tremblay D., Thériault R., Wauthy J.-M., Vigneault C. (1989): Forage chopping energy vs. length of cut. Trans. Am. Soc. Agric. Engrs., 32(2), 437-442.
• Schwab E.C., Shaver R.D., Shinners K.J. Lauer J.G., Coors J.G. (2002): Processing and chop length effects in brown-midrib corn silage on intake, digestion, and milk production by dairy cows. J. Dairy Sci., 85, 613-623.
• Zhang M., Sword M.L., Buckmaster D.R., Cauffman G.R. (2003): Design and evaluation of a corn silage harvester using shredding and flail cutting. Trans. Am. Soc. Agric. Engrs., 46(6), 1503-1511.
• ASABE Standards. (2011a): Moisture measurement - forages ASABE S358.2 (R2008). In: ASABE Standards 2011, American Society of Agricultural and Biological Engineers, St. Joseph, MI, USA, 780-781.
• ASABE Standards. (2011b): Method of determining and expressing particle size of chopped forage materials by screening ANSI/ASABE S424.1 (R2007). In: ASABE Standards 2011, American Society of Agricultural and Biological Engineers, St. Joseph, MI, USA, 791-794.