Energy assessment of the compressing process of the selected plant materials in a screw briquetting machine

W pracy przedstawiono wyniki badań gęstości i energochłonności procesu wytwarzania brykietów z wybranych surowców roślinnych. Analizowano pobór mocy chwilowej i nakłady energii elektrycznej. Do procesu zagęszczania użyto słomy rzepakowej, słomy pszennej, siana łąkowego i łodyg ślazowca, stosując odpowiednie temperatury w komorze zagęszczania brykieciarki ślimakowej, tj. 200, 225 i 250°C. Uzyskane brykiety charakteryzowały się zróżnicowaną gęstością i wielkością ponoszonych nakładów energetycznych. W zależności od rodzaju surowca i przyjętej temperatury gęstość brykietów wahała się od 505 do 827 kg*m-3. Z kolei pobór mocy zawierał się w granicach od 4,7 do 6,0 kW, zaś energochłonność procesu brykietowania mieściła się w przedziale od 0,114 do 0,183 kWh*kg-1. Najkorzystniejsze efekty procesu wytwarzania brykietów uzyskano w przypadku zagęszczania rozdrobnionych łodyg ślazowca pensylwańskiego, natomiast znacznie mniej korzystne w przypadku siana łąkowego.The study presents the results of the research on density and energy consumption of the briquettes production process out of the selected plant materials. Temporary power consumption and electric energy inputs were analysed. Rape straw, wheat straw, meadow hay and mallow stems were used in the process of compressing, while applying appropriate temperatures in the compression chamber of a briquetting machine, that is, 200, 225 and 250°C. The obtained briquettes were characterised by various density and size of incurred energy inputs. Briquettting efficiency was between 505 do 827 kg*h-3 depending on the material used and temperature applied. Power consumption was between 4.7 do 6.0 kW, while energy consumption of the briquetting process was between 0.114 do 0.183 kWh*kg-1. More advantageous effects of the briquettes production process were obtained in case of compression of fragmented Virginia mallow stems, whereas less advantageous in case of meadow hay

The impact of vegetable biomass compaction parameters on mechanical properties of briquettes

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości mechanicznych brykietów wytworzonych z biomasy roślinnej, obejmującej słomę zbożową oraz siano łąkowe. Do zagęszczania badanych materiałów użyto brykieciarki ślimakowej JW08. Temperatura komory zagęszczania wynosiła 200°C, natomiast wydajność około 35 kgźh-1. Przyjęto 5 klas długości sieczki, co 20 mm i badano ich wpływ na gęstość i długość brykietów. Podczas brykietowania uzyskano średnią gęstość brykietów wynoszącą 700 kgźm-3 dla słomy i 890 kgźm-3 dla siana. Z kolei średnia długość brykietów ze słomy wyniosła 75 mm, a z siana 58 mm. Zaobserwowano istotne statystycznie różnice w długości uzyskanych brykietów, na co miał wpływ udział długości sieczki w poszczególnych frakcjach rozdrobnionych materiałów roślinnych przed brykietowaniem.The paper presents results of the research on mechanical properties of briquettes made of vegetable biomass, including crop straw and meadow hay. The JW08 worm briquetting machine was used to compact examined materials. Compaction chamber temperature was 200°C, and its output approximately 35 kgźh-1. 5 chaff length classes were taken, every 20 mm, and the effect of each class on briquette density and length was examined. During briquetting the researchers obtained average briquette density of 700 kgźm-3 for straw and 890 kgźm-3 for hay. On the other hand, average length of straw briquettes was 75 mm, and hay briquettes 58 mm. The research allowed to observe statistically significant differences in length of obtained briquettes, which was affected by chaff length share in individual shredded fractions of vegetable materials before briquetting

Impact of temperature on density and endurance of briquettes produced in a screw briquetting machine

Przedstawiono analizę wpływu temperatury w komorze zagęszczania na gęstość i trwałość mechaniczną brykietów wytworzonych z wybranych surowców roślinnych. Do produkcji brykietów użyto słomy pszennej, kukurydzianej, rzepakowej oraz siana łąkowego. Badane surowce rozdrabniano przy użyciu stacyjnej sieczkarni bębnowej, napędzanej silnikiem elektrycznym o mocy 7,5 kW. Teoretyczna długość cięcia surowców wynosiła 20 mm. Analizy wilgotności surowców oraz gęstości i trwałości mechanicznej brykietów przeprowadzono zgodnie z normami. Wilgotność badanych surowców wahała się w granicach 13-15%. Do wytwarzania brykietów zastosowano brykieciarkę ślimakową JW-08 z podgrzewaną komorą zagęszczania grzałkami elektrycznymi o mocy 3 kW. Gęstość i trwałość mechaniczna brykietów zależały od rodzaju użytego surowca i temperatury w komorze zagęszczającej brykieciarki. Najniższa gęstość brykietów zawierała się w granicach od 505 do 734 kg·m-3 dla słomy rzepakowej, a najwyższa od 643 do 827 kg·m-3 dla słomy kukurydzianej, przy temperaturze w komorze zagęszczającej odpowiednio 200 i 250°C. Natomiast trwałość mechaniczna brykietów, dla przyjętych temperatur w komorze zagęszczania, wahała się od 52 do 74% dla słomy rzepakowej i od 69 do 94% dla słomy kukurydzianej.Analysis of temperature impact in the compression chamber on density and mechanical endurance of briquettes produced of the selected plant raw materials was presented. Wheat, maize, rapeseed straw and meadow hay were used for production of briquettes. The researched raw materials were ground with the use of a drum straw-cutter driven with an electric motor of 7.5 kW capacity. Theoretical length of cutting raw materials was 20 mm. Analysis of moisture of raw materials and density and mechanical strength of pellets was carried out according to valid standards. Moisture of the researched raw materials was within 13-15%. A screw briquetting machine JW-08 with a heated compression chamber with an electric heater of 3 kW power. Density and mechanical strength of briquettes depended on the type of the used raw material and temperature in the compression chamber of a briquetting machine. The lowest density of briquettes was within 505 to 734 kg·m-3 for rye straw and the highest within 643 to 827 kg·m-3 for maize straw at the temperature in the compression chamber respectively 200 and 250ºC. Whereas, mechanical endurance of briquettes for the accepted temperatures in the compression chamber was within 52 to 74% for rape straw and within 69 to 94% for maize straw

Possibilities of using biomass for energy purposes

Stale rosnące wraz z rozwojem cywilizacyjnym zapotrzebowanie na energię, przy wyczerpywaniu się jej tradycyjnych zasobów – głównie paliw kopalnych (węgiel, ropa naftowa, gaz ziemny) oraz towarzyszący ich zużyciu wzrost zanieczyszczenia środowiska naturalnego, powodują zwiększenie zainteresowania wykorzystaniem energii ze źródeł odnawialnych. W pracy przedstawiono znaczenie odnawialnych źródeł energii w bilansie energetycznym kraju. Szczególną uwagę zwrócono na podstawowe źródło energii odnawialnej w Polsce, jakim jest biomasa. Opisano rodzaje biomasy oraz podano ogólne właściwości energetyczne i fizyczno-chemiczne podstawowych surowców roślinnych pozyskiwanych do celów energetycznych. Omówiono możliwości wykorzystania biomasy do produkcji energii elektrycznej i ciepła oraz stosowane sposoby jej konwersji na biopaliwa. Podkreślono także korzyści i zagrożenia związane z wykorzystaniem biomasy roślinnej na cele energetyczne.Energy consumption demand, which is still growing along with civilization development facing depletion of traditional resources - mainly fossil fuels (coal, petroleum, natural gas) and accompanying increase of pollution of natural environment result in the increase of interest in the use of energy from renewable sources. The paper presents the significance of renewable energy sources in the energy balance of the country. Special attention was paid to basic sources of renewable energy in Poland, that is to biomass. Types of biomass were described and general energy and physico-chemical properties of basic plant materials obtained for energy purposes were provided. Possibilities of using biomass for production of electric energy and heat and the applied methods of its conversion into biofuels were discussed. Moreover, advantages and threats related to the use of plant biomass for energy purposes were emphasised

Ocena energochłonności wytwarzania peletów i brykietów w urządzeniach zagęszczających

Assessment of energy consumption of pellets and briquettes production from plant raw materials was presented. Wheat, rye, rape straw and meadow hay were used for their production. The investigated raw materials were ground before briquetting with the use of a station drum straw cutter and theoretical length of cutting of 20 mm, whereas before pelleting – with the use of a beater grinder equipped with sieves of 6 mm meshes diameter. Analysis of moisture of raw materials and their calorific value were carried out according to binding norms. Moisture of compacted raw materials was within 10.1-13.3%, whereas the calorific value was from 16.1 to 17.9 MJ·kg-1. Pellets were produced in a pelleting machine with an immobile flat matrix and driven compressing rolls, whereas briquettes were produced in a screw briquetting machine with a heated compressing chamber. The following values of temperature of the compressing chamber of a briquetting machine were assumed: 200, 225 and 250ºC. For measurement of energy consumption of the raw materials compression process power, time and electric energy converter Lumel 3000 was used. Average values of energy consumption during production of pellets were from 0.145 kWh·kg-1 for rape straw to 0.176 kW·kg-1 for meadow hay. In case of production of briquettes the lowest value of energy intake was reported for wheat straw compressed in temperature 250ºC (0.128 kWh·kg-1), whereas the highest value of energy intake for meadow hay compressed in temperature 200ºC (0.182 kWh·kg-1).Przedstawiono ocenę energochłonności wytwarzania peletów i brykietów z wybranych surowców roślinnych. Do ich produkcji użyto słomy pszennej, żytniej i rzepakowej oraz siana łąkowego. Badane surowce przed brykietowaniem rozdrabniano przy użyciu stacyjnej sieczkarni bębnowej i teoretycznej długości cięcia 20 mm, natomiast przed peletowaniem – za pomocą rozdrabniacza bijakowego wyposażonego w sita o średnicy otworów 6 mm. Analizy wilgotności surowców i ich wartości opałowej przeprowadzono zgodnie z obowiązującymi normami. Wilgotność zagęszczanych surowców wahała się w przedziale 10,1-13,3%, natomiast wartość opałowa od 16,1 do 17,9 MJ·kg-1. Pelety wytwarzane były w peleciarce z nieruchomą matrycą płaską i napędzanymi rolkami zagęszczającymi, natomiast brykiety wytwarzano w brykieciarce ślimakowej z podgrzewaną komorą zagęszczania. Przyjęto następujące wartości temperatury komory zagęszczającej brykieciarki: 200, 225 i 250ºC. Do pomiaru energochłonności procesu zagęszczania surowców wykorzystano przetwornik mocy, czasu i energii elektrycznej typu Lumel 3000. Średnie wartości poboru energii podczas wytwarzania peletów wynosiły od 0,145 kWh·kg-1 dla słomy rzepakowej do 0,176 kWh·kg-1 dla siana łąkowego. W przypadku wytwarzania brykietów najniższą wartość poboru energii odnotowano dla słomy pszennej zagęszczanej w temperaturze 250ºC (0,128 kWh·kg-1), natomiast najwyższą wartość poboru energii dla siana łąkowego zagęszczanego w temperaturze 200ºC (0,182 kWh·kg-1)

Technology of production and processing of sweet corn cobs

Przedstawiono wyniki badań dotyczących produkcji i procesu odcinania ziarna od kolb kukurydzy cukrowej. Obejmowały one określenie właściwości fizycznych kolb i ziarna kukurydzy cukrowej wybranych odmian. Badano także nakłady pracy i energetyczne ponoszone w badanej technologii produkcji, jakość i energochłonność cięcia oraz ilość odciętej masy ziarna podczas jego oddzielania od rdzeni kolb. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono znaczny wpływ prędkości kątowej głowicy nożowej na analizowane parametry procesu cięcia ziarna. Ze wzrostem tej prędkości uzyskiwano ziarno o większej długości cięcia i wyższej ilości odciętej masy, a tym samym niższych stratach ziarna oraz składników pokarmowych.The results of investigations on the production and cutting kernels off sweet corn cobs were presented. The analyses pertained to the qualification of physical properties of sweet corn cobs and kernels of chosen varieties. The expenditures of labour and energy in practical technology of production, quality and energy consumption of cutting as well as the quantity of the cut off kernel mass during its separation from cobs was studied also. The investigations confirmed the considerable influence of the angular speed of the knife head on the analysed parameters of the kernels cutting process. With increasing speed of the knife head, increased the amount of kernels of longer cut and larger weight, that is the losses of kernels and nutrients were lower

The influence of chosen working parameters of cutter on process of cutting sweet corn kernel

Badania wpływu wybranych parametrów pracy obcinarki na proces cięcia ziarna kukurydzy cukrowej określano na stanowisku badawczym. Pomiary prowadzono przy prędkości obrotowej głowicy nożowej w zakresie 1600 do 2560 obr*min-1 i zmiennej średnicy rozstawu noży tnących w granicach 25 do 35 mm. Prędkość podajnika kolb była stała i wynosiła 0,31 m*s-1. Analiza statystyczna uzyskanych wyników badań wykazała, że zmiana prędkości obrotowej głowicy tnącej oraz średnicy rozstawu noży wpłynęły istotnie na wzrost jakości procesu odcinania ziarna oraz zmniejszenie współczynnika nierównomierności cięcia.The investigations of influence of chosen parameters of cutter work on process of cut of sweet corn kernels were defined on investigative stand. The measurements were led near rotational speed of knife head in range 1600 to 2560 obr*min-1 and the variable of diameter of span knives cutting in interval 25 to 35 mm. The speed of feeder of cobs was solid and carried out 0,31 m*s-1. Statistical analysis of got results of investigations shew that they had influenced the change of rotational speed of cutter head as well as diameter span knives on growth of quality of process indeed the parting the grain as well as decrease the coefficient of inequality of cut

Dependences of nitrogen fertilization impact on sweet corn quality characters

W badaniach przyjęto trzy warianty nawożenia oraz cztery poziomy stosowania dawek azotu (O - obiekt kontrolny, 60, 90 i 120 kg N/ha). Określano wielkość plonu kolb kukurydzy cukrowej dla trzech supersłodkich odmian, tj. Golda, Candle i Helena, w zależności od wielkości dawki azotu i sposobu jego aplikacji. Badano także wpływ nawożenia azotem na zawartość sacharozy w ziarnie kukurydzy cukrowej dla przyjętych odmian. Stwierdzono znaczne zróżnicowanie zarówno wielkości plonu kolb, jak i zawartości sacharozy w ziarnie kukurydzy cukrowej, w zależności od dawki azotu i sposobu jego stosowania dla poszczególnych odmian kukurydzy.The investigations focused on analysis of nitrogen fertilization impact on both corn ear crop and quality characters of sweet corn. There were assumed three variants of fertilization measures and four levels of nitrogen rates (0 - control level; 60; 90 and 120 kg N/ha). The sweet corn ear crop was determined for three super-sweet varieties: Golda, Candle and Helena, according to nitrogen rate and method of application. There was also assessed nitrogen fertilization impact on sucrose content of the sweet corn varieties under study. Significant differences were discovered as regards both - ear corn crop and sucrose content in sweet corn conditioned by nitrogen rate and method of application used for respective corn variety

Problems of the plant mass utilization in process of harvesting and processing of sweet corn cobs

W pracy przedstawiono wyniki badań wielkości i struktury plonu kukurydzy cukrowej oraz wpływu głębokości odcinania ziarna na masę rdzeni. Dynamiczny wzrost powierzchni uprawy kukurydzy cukrowej na cele przetwórcze powoduje problemy wykorzystania masy roślinnej pozostałej po zbiorze ziarna. W przypadku ręcznego zbioru kolb resztki pożniwne mogą być wykorzystane na kiszonkę, natomiast przy zbiorze kombajnowym są najczęściej rozdrabniane i przyorywane. Również w procesie obróbki kolb stawiane są wysokie wymagania jakościowe dotyczące odcinanego ziarna. Należy do nich zaliczyć zapewnienie jednakowej długości odciętych ziaren, brak uszkodzeń mechanicznych oraz uzyskanie niskich strat masy i składników pokarmowych.At work, the results of investigations of size and structure crop sweet corn as well as influence depth parting of kernels on mass of cores were presented. The dynamic growth of tillage area of sweet corn in view processing it causes the problems of utilization the remaining plant mass after gathering of kernels. In case of manual gathering of cobs the post-harvest residues can be put-upon on silage, however they during combines gathering are the most often crumbled and the ploughing. The high qualitative relating requirements of cut off kernels in process of cobs processing be placed also. One should to them to number the assurance of equal length of abscissae kernels, lack of mechanical damages as well as obtainment low losses and components alimentary masses

Impact of heat treatment on the process of mechanical grain cutting off sweet maize cobs

Na energochłonność i jakość procesu odcinania ziarna kukurydzy cukrowej duży wpływ wywierają parametry pracy obcinarki oraz zawartość suchej masy oddzielanego surowca. W związku z tym badano wpływ obróbki termicznej kolb oraz prędkości obrotowej głowicy nożowej obcinarki na pobór mocy i ilość odciętej masy ziarna. Do badań używano kolb kukurydzy cukrowej bez obróbki termicznej oraz poddanych procesom blanszowania i mrożenia. Pomiary prowadzono przy zmiennych prędkościach głowicy od 1600 do 2880 obr/min-1 i stałej prędkości liniowej podajnika kolb - 0,31 m/s-1. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że blanszowanie kolb wpłynęło na zmniejszenie poboru mocy jednostkowej, natomiast ich mrożenie spowodowało wzrost poboru mocy, w stosunku do kolb bez obróbki termicznej. Z kolei na zwiększenie ilości odciętej masy ziarna korzystny wpływ wywierała zarówno obróbka termiczna kolb, jak też wzrost prędkości obrotowej głowicy nożowej obcinarki. Dzięki temu uzyskiwano niższe straty ziarna oraz składników pokarmowych.A great impact on energy consumption and quality of the process of cutting off sweet maize grains have the working parameters of the cutter as well as the content of dry mass of the separated raw material. Therefore the test concerned the impact of heat treatment of the cobs and the rotational speed of the cutter head on power consumption and the amount of grain that was cut off. The cobs used for the test were sweet maize cobs without heat treatment and undergoing the processes of blanching and freezing. The measurements were made with variable head speed from 1600 to 2880 obr/min and constant linear speed of the cob feeder - 0.31 m/s. On the basis of the obtained results it has been established that cob blanching resulted in reduction of unit power consumption, but freezing led to the increase of power consumption, compared to the cobs not treated thermically. At the same time, both the heat treatment of the cobs and the increase of rotational speed of the cutter head had a positive effect on the increase of the amount of the cut-off grain. Owing to this, a reduction of grain and nutrient loss was obtained