Darko KIŠ, Ankica BUDIMIR, Krešimir KOŽIĆ, Danijela SLIPČEVIĆ

51st Croatian and 11th International Symposium on Agriculture 480

Karakteristike energenata ložišta sušara za duhan

Darko KIŠ1, Ankica BUDIMIR2, Krešimir KOŽIĆ2, Danijela SLIPČEVIĆ3 1Sveučilište Josipa Jurja Strosmayera u Osijeku, Poljoprivredni fakultet u Osijeku, Kralja Petra Svačića 1d, 31000 Osijek, Hrvatska, (e-mail: dkis@pfos.hr) 2Hrvatski duhani d.d.,Osječka 2, 33000 Virovitica, Hrvatska 3Poslijediplomantica, Ekonomski fakultet u Osijeku

Sažetak

Fosilna goriva primarni su izvor energije koji se koristi u današnjem svijetu. Prekomjerna uporaba fosilnih goriva ima izrazito negativan utjecaj na okoliš i klimu jer rezultira emisijom štetnih plinova u atmosferu. Negativni učinci uporabe fosilnih goriva dovode do izrazite potrebe za obnovljivim izvorima energije koji manje utječu na zagađenje okoliša. Jedan od danas premalo korištenih obnovljivih izvora energije je energija biomase. Načini za dobivanje energije iz biomase su različiti, a energetska vrijednost biomase, ali i drugih goriva, može se prikazati njihovom ogrjevnom vrijednošću. Ložišta za biomasu danas su toliko usavršena da možemo slobodno reći kako je loženje biomase (što se tiče rada i posluživanja) jednako loženju ugljena ili čak tekućih goriva. Cilj istraživanja je uporediti karakteristike biomase kao energenta za sušenje duhana u odnosu na energent zemni plin. Istraživanje je provedeno u poduzeću „Hrvatski duhani“ na ložištima sušara za sušenje duhana s ciljem opravdanosti uvođenja novih ložišta kao nove tehnološke mjere. Pored mjera povećanja prinosa važnu ulogu imaju i mjere smanjenja troškova sušenja. Takove mjere imaju veliki značaj na razvoj pojedinih regija, zapošljavanje i poticanje poduzetništva u RH.

Ključne riječi: biomasa, sušare za duhan, ložišta

Characteristics of energy furnaces for drying tobacco

Abstract

Fossil fuels are the primary energy source used in the world today. Excessive use of fossil fuels has an extremely negative impact on the environment and climate because it results in toxic gas emission into the atmosphere. The negative effects of the fossil fuels use leads to distinctive need for renewable energy sources that affect environmental pollution less. One of little-used renewable energy source today is biomass. Ways to obtain energy from biomass are different, biomass and other fuel energy value can be shown by their flammability value. Biomass combustion chambers have been so perfected that we can say that the combustion of biomass (as far as work and serving) equals the combustion of coal or even liquid fuels. The study was conducted at the "Croatian tobacco" company on the tobacco dryer combustion chambers with the aim of justified introduction of new chambers as new technological measures. In addition to increasing the income, measures taken to lower drying costs are as important. Such measures are of great importance for the development of certain regions, employment and Republic of Croatia entrepreneurship promotion.

Key words: biomass, drier tobacco, combustion chamber

Proceedings . 51st Croatian and 11th International Symposium on Agriculture. Opatija. Croatia (480-484)

PRETHODNO PRIOPĆENJE

Karakteristike energenata ložišta sušara za duhan

Section 10 . Agricultural Engineering 481

Uvod

Jedna od stalnih i neophodnih potreba današnjeg čovjeka je potreba za energijom. Napredak civilizacije doveo je do velikih otkrića i velikog napretka u kvaliteti života čovjeka. No, istovremeno je došlo i do velike vezanosti za izvore energije koji omogućuju održavanje postignute razine napretka i osiguravaju daljnji napredak. Posljedice gubitka opskrbe energijom danas su gotovo nezamislive. Fosilna goriva primarni su izvor energije koji se koristi u današnjem svijetu. Fosilna su goriva neobnovljiva, i ne u tako dalekoj budućnosti, izvori fosilnih goriva biti će iscrpljeni stoga se moraju početi upotrebljavati novi oblici energije. Danas u svijetu postoji veliki broj projekata i studija o različitim tzv. "alternativnim" izvorima energije. Jedan od danas premalo korištenih izvora energije je biomasa. Načini za dobivanje energije iz biomase su različiti. Moguća je direktna proizvodnja električne ili toplinske energije, te konverzija u kruta, tekuća ili plinovita goriva. Kao biomasa za proizvodnju energije mogu se neposredno uzgajati biljke ili se mogu koristiti biljni ostatci nastali u šumarstvu i poljoprivrednoj proizvodnji (BIOEN, 1998.). Hrvatski Duhani kod proizvodnje duhana uvode nove tehnološke mjere kako bi se što više povećali prinosi i smanjili troškovi. Pored mjera povećanja prinosa važnu ulogu imaju i mjere smanjivanja troškova sušenja duhana, te Hrvatski Duhani prepoznaju probleme fosilnih goriva (uglavnom se koristi zemni plin) i pri sušenju duhana posljednjih nekoliko godina uvode nova ložišta - termogena sa tehničkim karakteristikama koje trebaju ispunjavati osnovne uvjete u procesu sušenja duhana a za dobivanje toplinske energije potrebne pri sušenju koriste biogoriva u obliku ogrjevnog drveta, peleta i drvne sječke. Cilj istraživanja je uporediti karakteristike biomase kao energenta za sušenje duhana u odnosu na energent zemni plin.

Materijal i metode

Istraživanja su obuhvatila sušenje duhana sa termogenom „HERBAS“ koji koriste biogorivo pelete i drvnu sječku. Isti je ugrađen u sušaru duhana vlasnika Alojza Locha. Poradi usporedbe istraživanje je napravljeno i na klasičnom sušenju duhana sa plinom kao energentom. Termogen „Herbas“ koristi drvenu sječku i pelete. Spremnik volumena 1m3 služi za pohranu 250 kg drvne sječke ili 650 kg peleta. Drvna sječka se preko dozatora unosi u ložište gdje se obavlja sagorijevanje uz dovođenje zraka potrebnog za sagorijevanje. Iznad ložišta nalaze se cijevni izmjenivači topline.U gornjem djelu termogena nalazi se aksijalni ventilator kapaciteta 18.000 m3/h. Regulacija gorenja regulira se preko postojećeg termoregulatora. Proces sušenja duhana obavlja se pomoću postojeće regulacijske tehnike kojom se održava zadana temperatura i vlažnost zraka u sušari. Slika 1 prikazuje izgled termogena „Herbas“. Drvena sječka nabavljena je od ponuđača. Masa 1 m3 drvne sječke kod 25 % vlažnosti iznosi 200 kg. Energetska vrijednost drvne sječke kod 25 % vlage iznosi 11 880 kJ/kg. Krupnoća sječke kreće se do 30 mm što osigurava nesmetan rad kod doziranja sječke preko pužnog dozatora u ložište. Veći komadi sječke izazvaju zagušenja u dozatoru. Cijena drvne sječke iznosi 1,03 kn/kg sa troškovima dopreme (slika 2). Peleti su pakovani u PVC vrećama i imaju masu 15 kg. Promjer peleta iznosi 6 mm a dužina 30 mm i vlaga 8 %. Masa volumena 1 m3 iznosi 650 kg. Energetska vrijednost peleta iznosi 18 000 kJ/kg. Cijena mase 1 kilograma peleta iznosi 1,29 kuna (slika 3). Cijena kubnog metra Zemnog plina izosila je 4,54 kuna a Odlukom Vlade RH od 1. kolovoza iznosi 3,20 kuna za manje potrošače. Energetska vrijednost zemog plina iznosi 33 120 kJ/m3 . U istraživanju su upotrebljena: vaga za mjerenje mase duhana prije i poslije sušenja, Elektroničkim termometrima, u procesu sušenja, mjerena je temperatura zraka u sušari, vlažnost zraka u sušari i temperatura dimnih plinova u dimnjaku. Preko senzora podaci su se prenosili bežičnim putem u računalo.U računalima su podaci pohranjeni u numeričkom i grafičkom obliku kako bi se mogao kontinuirano pratiti proces sušenja od početka do kraja.

Darko KIŠ, Ankica BUDIMIR, Krešimir KOŽIĆ, Danijela SLIPČEVIĆ

51st Croatian and 11th International Symposium on Agriculture 482

Slika 1. Generator topline „Herbas“

Slika 2. Drvena sječka Slika 3. Drveni peleti

Rezultati i rasprava

Nakon provedenog sušenja duhana na sušari SD 108 sa 108 okvira i 3 kanala, sa generatorom topline „Herbas“ dobiveni su slijedeći rezultati:

– punjenje duhana prosječno je iznosilo 47 kg po ramu a ukupno u sušari bilo 4 984 kg duhana. Vlažnost duhana u berbi kreće se oko 82 %. Proces sušenja duhana odvija se postupnim povećanjem temperature od 25 0C do 74 0C a vlažnost duhana postupnim smanjivanjen do 10 % na kraju sušenja.

– postupak sušenja sa drvom sječkom izvodio se tako da je sa hrpe u blizini sušare sječka ubacivana u spremnik generatora topline.

– temperatura sušenja, sa drvnom sječkom, u fazi isušivanju plojke nije postignuta jer je sadžaj vlage u sječki bio visok a energetska vrijednost nije bila dovoljna da bi se postigla potrebna toplina (grafikon 1). Sječka je sadržavala i veće komade koji su izazivali zagušenje dozatora. U grafikonu zelena krivulja koja označava temperaturu sušenja nije imala potrebnu vrijednost veću od 400C upravo u vremenu kada trba početi isušivanje lista kada je toplina za sušenje najviše potrebna. Kako bi se sušenje moglo uspješno obaviti sa drvnom sječkom u generatoru topline je potrebno povećati doziranje i kapacitet ložišta. Temperatura plinova sagorijevanja u dimnjaku kreće se od 65 do 1300C vidljiva kao krivulja crvene boje u grafikonu.

Karakteristike energenata ložišta sušara za duhan

Section 10 . Agricultural Engineering 483

– sušenje duhana peletima i održavanje potrebne temperature u fazi sušenja lista i glavnog rebra bilo je dobro (grafikon 2.). U grafikonu se vidi, zelena krivulja, koja predstavlja temperaturu ima postupni porast. Plava krivulja koja predstavlja vlažnost zraka ima postupni pad što je dobar pokazatelj procesa sušenja. Crvena krivulja prikazuje temperaturu u dimnjaku a kreće se od 80 do 1300C. Gubici topline preko dimnjaka svedeni su na minimum.

– sušenje duhana, sa zemnim plinom, obavljeno je u sušnici sa 78 okvira, ukupne mase 4196 kg. Temperatura zraka u sušari koja kao zlena krivulja u grafikonu 3 imala je pravilan porast i bila je u zadanim vrijednostima. Vlažnost zraka, plava krivulja, ima brži pad a to znači i brže sušenje. Crvena krivulja koja predstavlja temperaturu na izlazu dimnjaka kretela se od 250C u fazi žućenja do 1300C u fazi isušivanja lista i rebra.

Grafikon1. Kretanja temperature i vlažnosti zraka u sušenju duhana sa drvnom sječkom

Grafikon2. Kretanja temperature i vlažnosti zraka u sušenju duhana sa peletima

Darko KIŠ, Ankica BUDIMIR, Krešimir KOŽIĆ, Danijela SLIPČEVIĆ

51st Croatian and 11th International Symposium on Agriculture 484

Grafikon 3.Kretanja temperature i vlažnosti zraka u sušenju duhana sa zemnim plinom

Zaključci

Nakon provedenog istraživanja na sušenju duhana sa generatorom topline „Herbas“, koji je ugrađen u sušaru od 108 okvira dobiveni su slijedeći zaključci: Uporabom drvene sječke generator topline nije mogao osigurati potrebnu temperaturu. U fazi isušivanja lista i rebra. Potrebito je kapacitet ložišta pojačati kako bi se sa drvnom sječkom mogao sušiti duhan bez poteškoća. Sušenje sa peletima nije stvaralo poteškoće jer pelet ima veću specifičnu težinu i veću energetsku vrijednost i može bez poteškoća održavati temperaturu sušenja. Preporučuje se ugradnja radijalnog ventilatora koji omogućuje veći tlak i bolju cirkulaciju zraka u sušari. Uporaba biogoriva kod sušenja duhana u odnosu na zemni plin je pored ekološkog aspekta i ekonomski opravdana.

Literatura

BIOEN (1998): Program korištenja biomase i otpada I. Energetski institut ''Hrvoje Požar'', Zagreb. Domac, J. (2000): Hrvatski sustav korištenja biomase. Magistarski rad, Fakultet elektrotehnike i računarstva Sveučilišta u Zagrebu, Zagreb. Đonlagić, M. (2005): Energija i okolina, udžbenik, Tuzla, str. 235 – 278. Katić Z. (1997): Sušenje i sušare u poljoprivredi, udžbenik, Zagreb, str.379 – 388. Kostić S.(1987): Tehnologija sušenja duhana svijetla virginija, III Savjetovanje tehnologa sušenja i

skladištenja, Stubičke Toplice, str. 252 - 268.

sa2016_p1008