Technický a skúšobný ústav pôdohospodársky, SKTC – 106,

900 41 ROVINKA

Projekt využitia biomasy ako zdroja energie

na sušenie poľnohospodárskych produktov.

(Záverečná správa)

Spracované ako úloha kontraktu medzi

MP SR a TSÚP Rovinka na rok 2002

Zodpovedný riešiteľ: Ing. Štefan Pepich

Riaditeľ: Ing. Richard Markovič, CSc.

Termín riešenia: rok 2002

Číslo úlohy: S7 – 50 – 3527 02 / 3

Rovinka, november 2002

2

OBSAH

1. Úvod do problematiky

2. Analýza súčasného stavu využitia biomasy ako zdroja tepla v poľnohospodárstve

3. Cieľ riešenia úlohy

4. Metodika riešenia

4.1. Zdôvodnenie riešenia

4.2. Metodický postup

4.3. Vecný a časový harmonogram riešenia

4.4. Riešiteľský kolektív a finančné prostriedky

5. Riešenie úlohy

5.1. Meranie a spracovanie nameraných hodnôt

5.2. Výsledky riešenia

5.2.1. Nízkoteplotné sušenie a teplovzdušné sušenie a dosušovanie

5.2.2. Horúcovzdušné sušenie

6. Zhodnotenie dosiahnutých výsledkov a návrh technologickej linky na sušenie

poľnohospodárskych produktov energiou z biomasy

7. Doporučenia a návrh na ďalšie riešenie

8. Záver

9. Použitá literatúra

3

1. Úvod do problematiky

Za biomasu sa považuje organická hmota rastlinného pôvodu získaná na báze fotosyntetickej

konverzie solárnej energie ( fytomasa ). Vhodnejšou definíciou pre naše účely je definícia

biomasy ako substancie biologického pôvodu, ktorá zahŕňa rastlinnú biomasu pestovanú na

pôde, hydroponicky, alebo vo vode, živočíšnu biomasu, vedľajšie organické produkty

a organické odpady.

Všade vo svete sa do biomasy určenej k energetickému využitiu vkladá nádej, že sa stane

alternatívnym obnoviteľným energetickým zdrojom a v budúcnosti nahradí podstatnú časť

miznúcich neobnoviteľných klasických zdrojov energie (uhlia, ropných produktov, zemného

plynu).

Biomasa zaisťuje jednu sedminu spotrebovanej energie vo svete. V rozvojových krajinách sa

táto hodnota pohybuje v rozmedzí 40 – 90 %. Je to hlavný palivový zdroj takmer polovice

celosvetovej populácie.

Biomasa je dôležitým zdrojom energie i v rozvinutých krajinách. V USA biomasa pokrýva

viac ako 4 % spotreby primárnej energie (teplo ,elektrina, kvapalné palivá ). V Kanade

predstavuje podiel biomasy na energetickej bilancii krajiny 8 %. Pätnásť krajín EU má

priemerný podiel všetkých obnoviteľných zdrojov asi 5 %. Švédsko –18 - 20 %, Fínsko – 14,5

%, Rakúsko – 14 %, Portugalsko – 17 %, Nemecko, Belgicko, Dánsko, Španielsko,

Francúzsko, Grécko, Taliansko – 2-5 % , Holandsko, Írsko, Luxembursko, Veľká Británia

menej ako 1 %.

Prognostický cieľ štátov EU predpokladá, že do roku 2010 sa vytvoria podmienky pre

10 % - ný podiel energie z biomasy na celkovej spotrebe. Podľa EU sa musí do roku 2010

investovať do obnoviteľných zdrojov energie 165 miliárd ECU, z toho najmenej 84 miliárd

ECU do podnikov produkujúcich, alebo spracovávajúcich biomasu.

Hoci ropa, uhlie a zemný plyn spolu predstavujú až 85 % svetového využívania energie, ich

perspektíva bude mať vzhľadom na limitujúce zásoby a environmentálne následky ich

využívania z dlhodobého hľadiska klesajúcu tendenciu. Popri efektívnejšom využívaní

vyrobenej energie sú to práve obnoviteľné zdroje, ktoré budú mať v budúcnosti dominantnú

úlohu v energetickom mixe mnohých krajín. Odhad predpokladá, že obnoviteľné zdroje

energie by do roku 2060 mohli uspokojovať až 50 % celosvetových potrieb energie.

4

Celkové zásoby biomasy sú obrovské. Odhadovaná ročná celosvetová produkcia energeticky

využiteľnej biomasy prevyšuje takmer desaťkrát svojim energetickým potenciálom ročný

objem svetovej produkcie ropy a zemného plynu.

Biomasa vzhľadom na svoju dostupnosť a možnosť využitia nových technológií sa

z hospodárskeho i energeticko – politického a ekologického hľadiska ukazuje ako

najdôležitejší a v našich podmienkach najperspektívnejší obnoviteľný zdroj energie.

Biomasa tvorí značný energetický potenciál, ktorý je rovnomerne rozložený po celom

Slovensku. Zahŕňa energeticky využiteľné materiály rastlinného a živočíšneho pôvodu, ako:

- lesná biomasa – palivové drevo, konáre, pne, korene, odrezky, kôra, piliny

- poľnohospodárska biomasa – obilná a repková slama, živočíšne exkrementy,

- odpady drevospracujúceho priemyslu – odrezky, stružliny, piliny

- komunálny odpad – tuhý spáliteľný odpad, skládkový plyn, kalový plyn

Najmä ušľachtilé produkty z biomasy sú konkurencieschopné fosílnym palivám. Sú to:

- tuhé palivá – drevné štiepky, pelety a brikety

- plynné produkty biomasy – drevoplyn (syntetický plyn) a bioplyn

- tekuté biopalivá: bionafta, ktorá je plnou náhradou motorovej nafty

bioalkohol (etanol), ktorý sa používa ako náhrada benzínu.

Hlavným cieľom aktualizovanej energetickej koncepcie SR je dosiahnutie nevyhnutnej

úspory v získavaní energetických zdrojov a orientácia energetického hospodárstva na

efektívne a ekologicky prijateľné technológie výroby a vyššie užívanie obnoviteľných zdrojov

energie, zlepšenie životného prostredia a redukcia tvorby emisií v súlade s prijatou

legislatívou a medzinárodnými záväzkami.

Slovensko dnes pokrýva svoju energetickú spotrebu len na 13,7 % z vlastných zdrojov,

v drvivej väčšine neobnoviteľných zdrojov energie, zvyšok predstavuje dovoz.

Energetická náročnosť SR je trikrát vyššia v porovnaní s krajinami EU (ak sa HDP ráta cez

paritu kúpnej sily ).Dôvodom je nízka hodnota HDP, vysoký podiel priemyslu na tvorbe

HDP, vysoký podiel energetickej náročnosti odvetví.

Do roku 2010 sa ráta so znížením energetickej náročnosti národného hospodárstva o 20 – 30

%. Nedostatočne je využitý potenciál obnoviteľných a druhotných zdrojov energie.

Obnoviteľné zdroje energie ( OZE ) pokrývajú v SR menej ako cca 4 % z celkovej spotreby

primárnych zdrojov. Do tejto náročnej úlohy musí byť zapojený aj rezort poľnohospodárstva.

Využitie obnoviteľných zdrojov energie v poľnohospodárstve, ktoré by viedlo k zníženiu

energetickej náročnosti hlavne v rezorte pôdohospodárstva, je vlastne využitie surovín

založených na ekologickom základe pre energetické účely.

5

2. Analýza súčasného stavu využívania biomasy ako zdroja tepla

v poľnohospodárstve

Jednou z energetického hľadiska najnáročnejšou pracovnou operáciou v poľnohospodárstve je

sušenie produktov rastlinnej výroby. Z meraní a výskumov TSÚP Rovinka sa preukázalo, že

až 60 % nákladov na sušenie tvoria náklady na energiu. Využitím biomasy ako zdroja energie

pri sušení poľnohospodárskych produktov je možné zníženie nákladov na energiu až o 30 –

40 %.

Ak na dosušenie 1 t zrnín je potrebných v priemere 43 m3 zemného plynu, čo predstavuje

energetickú hodnotu 1462 MJ ( 1,46 GJ ), tak pri použití slamy je potrebné na dosušenie 1 t

zrnín 90 kg slamy. Pri výrobe 1 t úsuškov z lucerny by bolo potrebných 390 kg slamy. Ak má

PD napríklad 100 ha obilnín, produkcia slamy by postačovala na výrobu 1025 t úsuškov

a náklady by poklesli zhruba o 50 – 60 %. Pri využívaní slamy z vlastnej produkcie na sušenie

úsuškov z lucerny by poklesli náklady z 1910,- Sk na 1 t zhruba na 700,- až 900,- Sk na 1 t, čo

predstavuje úsporu pre jeden podnik pri produkcii 2000 t úsuškov 1,4 až 1,8 mil. Sk. Podobne

pri dosušovaní zrnín by poklesli náklady z priemerných 346,- Sk na tonu na cca 100,- až 170,-

Sk na 1 t, čo pri ročnej výkonnosti 5000 t predstavuje úsporu 500 až 850 tis. Sk

Slamu možno spaľovať v rozličnej forme, lisovanú do balíkov, sečkovanú alebo peletovanú

do brikiet s prídavkami pilín. Podmienkou je náležité technické vybavenie, predovšetkým

špeciálna pec na spaľovanie. V takejto peci jeden m3 hranolovitých balíkov poskytne teplo

ekvivalentné 30 litrom vykurovacieho oleja.

Využívanie biomasy pri dosušovaní poľ. produktov je až na pár výnimiek ešte v štádiu

teoretickom. Na Slovensku sa touto formou získavanie energie na dosušovanie zaoberali len

vo firme TATRA – AGROLEV v Levoči, kde sušili lucernu v bubnovej sušiarni BS – 6

s využitím pilín ako paliva. V sezóne 1997, ktorá bola poslednou sezónou takéhoto sušenia

počas 51 dní prevádzky vyronili 195 ton úsuškov pri spotrebe 434 ton pilín. Na odparenie 1

tony vody spotrebovali 600 kg pilín.

Ďalšou firmou, ktorá využívala biomasu, konkrétne odpadové drevo a pilinové brikety na

sušenie poľ. produktov, bola BIOVEX Michalovce. Firma sušila produkty zeleninárstva

a liečivé rastliny.

Využívaním energie z bioplynu na sušenie drevnej hmoty sa zaoberali aj v AGROÁR

DRUŽSTVO BREZOV okr. Bardejov.

6

Na energetické účely je možné v slovenskom poľnohospodárstve využiť ročne okolo 535 tis.

ton biomasy. Celkové zdroje biomasy na energetické účely sú uvedené v tabuľke 1.

7

Tabuľka 1 Celkové zdroje biomasy na energetické účely.

Druh biomasy Ročne využiteľné množstvo

( v tis. ton )

Energetický ekvivalent

( v PJ za rok )

Lesná biomasa

- tenčina do 7 cm

- alikvotná časť hrubiny

- zvyšky po manipulácii

- biomasa z prerezávok

- pne a korene

- odpad po prvotnom spracovaní

- palivové drevo

250

75

110

15

25

105

350

2,4

0,7

1,1

0,1

0,2

1,2

3,3

Lesná biomasa spolu 930 9,0

Poľnohospodárska biomasa

- obilná slama

- repková a slnečnicová slama

- odpad z ovocných sadov a viníc

- bioplyn ( tis. m3 )

- bionafta

275

160

50

44

6

3,9

2,2

0,5

1,0

0,2

Poľnohospodárska biomasa spolu 535 7,8

Zdroje z drevospracujúceho priemyslu

- kusový odpad

- jemnozrnný odpad

- kvapalný odpad

485

320

460

5,7

3,7

6,5

Drevospracujúci priemysel spolu 1 265 15,9

Komunálny odpad

- tuhý komunálny odpad

- drevný komunálny odpad

180

130

1,1

1,5

Komunálny odpad spolu 310 2,6

Kaly z ČOV ( tis. m3 ) 30 0,7

Celkom biomasa 3 070 36,0

8

Z poľnohospodárskej biomasy vhodnej na energetické účely pripadá najväčší podiel na slamu,

či už obilnú alebo repkovú. Vzhľadom k výraznému poklesu objemu živočíšnej výroby za

posledných 10 rokov sa znížila aj potreba slamy pre kŕmenie a podstielanie. Pri obilovinách je

potrebné ďalej zohľadniť výživovú hodnotu slamy ako hnojiva. Podľa väčšiny odborníkov je

možné odobrať z kolobehu živín 25 – 33 % každoročne zberanej slamy bez negatívneho

vplyvu na úrodnosť pôdy a využiť túto slamu pre priemyselné a energetické účely. V tabuľke

2 je znázornený vývoj zberových plôch, hektárových úrod a produkcie vybraných zrnín,

ktorých slama by mohla byť využitá v určitom podiely aj na energetické účely.

Málokto si uvedomuje, že slama môže byť veľmi dobrým palivom, pričom jej merná

výhrevnosť je až o 30 % vyššia ako výhrevnosť hnedého uhlia. Najvýhodnejšie energetické

využitie slamy je priame spaľovanie v kotloch. Keď sa slama prepravuje na krátke

vzdialenosti, stáva sa často najlacnejším palivom. Na Slovensku v súčasnosti žiadne

zariadenie na spaľovanie slamy neexistuje. Napriek tomu pre niektoré poľnohospodárske

družstvá je slama dobrý vývozný artikel. Obecná kotolňa v rakúskom Wolfsthali je

zásobovaná aj slamou zo Slovenska.

V zahraničí sa malé spaľovne s výkonom okolo 10 kW navrhujú za účelom zabezpečenia

tepla pre poľnohospodárske farmy ( budovy ) a väčšie sušiarne obilia. Tieto zariadenia

podobne ako veľké spaľovne bežne spaľujú celé balíky slamy. Väčšie spaľovne sa využívajú

na prípravu tepla dodávaného do systémov centralizovaného zásobovania zvyčajne pre celé

obce, resp. menšie mestá.

Často sa okrem slamy v týchto zariadeniach súčasne spaľujú aj iné palivá ako drevný odpad

alebo uhlie. Účinnosť spaľovania v Dánsku je asi 80 – 85 %. Spaľovne sú často vybavené

automatickými dopravníkmi slamy a ďalšími zariadeniami umožňujúcimi ich bezobslužnú

prevádzku.

Pre energetické využitie je možné počítať so slamou, ktorá sa ušetrí z množstva určeného na

poľnohospodárske účely ( podstielanie a hnojenie pôdy ).

Na základe skúseností z Dánska je možné až 1/3 vyprodukovanej slamy energeticky

zužitkovať bez toho, aby bola pôda o ňu ochudobnená. Pre zhodnotenie energetického

potenciálu obsiahnutého v slame je možné vychádzať z ročnej produkcie obilovín.

9

Tabuľka 2 Vývoj zberových plôch, úrod a produkcie zrnín

Skutočnosť Prognóza UKAZOVATE Ľ

Merná jednotka 1999 2000 2001 2002

Zberové plochy Obilniny spolu tis. ha 733,2 812,4 863,8 839,6 Z toho: pšenica tis. ha 295,9 405,2 413,9 404,0 jačmeň tis. ha 245,9 199,4 236,4 236,2 raž tis. ha 29,8 31,5 36,9 31,6 ovos tis. ha 22,8 20,9 19,3 19,4 kukurica tis. ha 129,9 145,0 143,6 133,4 olejniny tis. ha 225,8 173,9 203,6 204,6 Hektárové úrody Obilniny spolu t/ha 3,7 2,7 4,4 4,6 Z toho: pšenica t/ha 4,0 3,1 4,5 4,7 jačmeň t/ha 2,9 2,0 3,9 4,1 raž t/ha 2,3 2,0 3,2 3,3 ovos t/ha 2,1 1,2 2,7 2,9 kukurica t/ha 6,0 3,0 5,8 6,0 olejniny t/ha 1,7 1,5 1,8 1,9 Produkcia Obilniny spolu tis. t 2829,4 2201,3 3832,8 3893,2 Z toho: pšenica tis. t 1187,3 1254,3 1862,5 1898,8 jačmeň tis. t 723,7 396,7 922,0 968,4 raž tis. t 69,6 64,2 118,1 104,3 ovos tis. t 48,4 24,9 52,1 56,3 kukurica tis. t 779,3 440,4 832,9 800,4 olejniny tis. t 377,6 259,9 368,3 389,0

Za predpokladu, že asi 1/3 z celkového množstva slamy bude využitá pre energetické účely je

možné očakávať ročne 15,6 PJ z tohto zdroja.

Veľmi sľubným sa ukazuje aj využívanie odpadovej slamy z pestovania repky olejnej. Na

Slovensku predstavuje výmera pôdy, kde sa repka pestuje asi 40 000 ha. Pri priemernej

produkcii slamy 4 tony / ha a jej energetickom obsahu 18 GJ / tonu je možné očakávať

energetický potenciál z tohoto zdroja približne 2,9 PJ / rok.

Pri sledovaní výhrevnosti jednotlivých druhov palív môže slama konkurovať hnedému uhliu

a drevu. V tabuľke 3 sú uvedené výhrevnosti niektorých druhov palív.

10

Tabuľka 3 Výhrevnosti niektorých druhov palív.

Výhrevnosť Palivo Jednotka

MJ kWh

Nafta 1 kg 42,6 11,8

Vykurovací olej ťažký 1 kg 40,3 11,2

Zemný plyn 1 m3 36,0 10,1

Čierne uhlie 1 kg 27,9 7,8

Bioplyn 1 m3 25,0 6,9

Drevo 1 kg 15,5 4,3

Slama 1 kg 14,2 3,9

Hnedé uhlie 1 kg 11,1 3,1

Aj pri porovnávaní potrebných skladovacích priestorov pre jednotlivé druhy palív nie je slama

ako palivo tak náročná ako by sa dalo očakávať ( okrem samozrejme voľne loženej slamy ).

Údaje porovnávajúce potrebné skladovacie priestory v m3 potrebných na produkciu 1 MWh

energie sú v tabuľke 4.

Tabuľka 4 Približná potreba skladovacích priestorov niektorých palív

Palivo Priemerná hmotnosť

v kg / m3

Skladovací priestor

v m3 / MWh

Čierne uhlie 820 0,2

Drevené brikety, pelety 950 0,3

Hnedé uhlie 710 0,4

Slama v balíkoch 110 0,6

Drevo – polená 380 0,7

Rašelina 370 0,8

Drevo – odrezky 250 1,1

Drevné štiepky 320 1,3

Slama volná 90 3,0

Pri sledovaní nákladov na rôzne druhy paliva sme získali údaje zo skúšok v kotolni o výkone

400 kW. Náklady sú uvádzané v tis. Sk za obdobie jedného roku.

11

Údaje sú uvedené v tabuľke 5. Z tohto pohľadu je slama ako zdroj energie najvýhodnejšie

palivo.

Tabuľka 5 Porovnanie ročných nákladov na jednotlivé druhy paliva

Druh paliva Ročné náklady na palivo v tis. Sk

Slama 240

Drevná štiepka 260

Hnedé uhlie 350

Čierne uhlie 490

Koks 720

Vykurovací olej ľahký 1 060

Elektrina 1 270

Propán – bután 1 780

Príklady na využívanie energie biopalív sa začínajú objavovať aj na Slovensku, aj keď

v porovnaní s okolitými krajinami je ich podstatne menej. Takmer výlučne, až na malé

výnimky, sa jedná o ohrev teplej úžitkovej vody alebo vykurovanie objektov, ktoré je

zabezpečované technologickou linkou s využitím biomasy ako paliva.

Jednou z prvých investičných akcií, ktorá predpokladá vytvorenie trhu s biomasou bola

výstavba kotolne s výkonom 2,4 MW v Rajci. Kotolňa bola vybudovaná s podporou

zahraničných zdrojov. Vykuruje 187 bytov a materskú škôlku. Jej výkon nie je využitý

naplno, pretože ďalší záujemcovia nemajú záujem pripojiť sa pre vysokú cenu energie, skoro

dvojnásobnej oproti bežnej cene tepla.

Lesnícky výskumný ústav vo Zvolene zabezpečoval realizáciu kotolne s výkonom 600 kW

v Semenoles Liptovský Hrádok a s výkonom 2,5 MW v drevárskej firme Quercus v Lučenci.

Kotolne realizovali s prispením Nórskeho kráľovstva, Štátneho fondu životného prostredia

a užívateľov. V súčasnosti sa realizuje kotol s výkonom 600 kW s podporou Holandska na

školskom lesnom podniku – TV vo Zvolene. Všetky tieto kotolne sú na spaľovanie štiepok,

alebo pilín.

Ďalšie dve kotolne boli realizované s podporou Dánska. Jedna je v obci Klokočov a druhá

v obci Lúky. Kotol má výkon 130 kW. Tieto dve kotolne boli vybudované ako kotolne

v rámci väčšieho regionálneho projektu, v rámci ktorého by sa v najbližších rokoch malo

vybudovať okolo 30 kotolní na drevo v budovách škôl na Považí. V súčasnosti sa ako palivo

používajú drevné štiepky. Súčasťou projektu je aj budovanie centrálnej prevádzky

12

v Kysuckom Novom Meste na výrobu energetických paliet z pilín, ktoré by sa distribuovali

do jednotlivých kotolní.

V komunálnej sfére by sa mohlo spomenúť ešte viac zariadení využívajúcich biopalivá ako

zdroj energie.

V poľnohospodárstve je situácia o porovnanie horšia aj keď sa jedná o odvetvie, ktoré je

priamym producentom nemalého objemu biopalív. Nájde sa niekoľko poľnohospodárskych

podnikov, v ktorých sa táto forma energie využíva, ale aj v týchto prípadoch sa jedná o ohrev

teplej úžitkovej vody alebo vykurovanie niektorých prevádzok. Možno spomenúť napríklad

vykurovanie mechanizačného strediska v PPD Prošice slamou.

V okolitých krajinách je situácia v rezortoch poľnohospodárstva podobná ako na Slovensku.

Len s ťažkosťami sa dajú zistiť poľnohospodárske prevádzky, kde sa využíva biomasa na

energetické účely. A keď, tak sú to opäť prevádzky na ohrev vody alebo vykurovanie.

Spomenúť možno Zemědělské družstvo Opava, Zemědělskú spoločnosť Kratonoly,

Zemědělské družstvo Klenovice alebo Zemědělské družstvo Radiměř, kde sa využíva slama

na vykurovanie a ohrev vody. Vo dvoch zo spomínaných podnikov sme uskutočnili aj naše

skúšky a merania.

Podobne sme uskutočnili merania aj v súkromnom podniku vo Vityapuste v Maďarsku, kde

sa slama využíva pri dosušovaní zrnín.

Sušiarenstvo ako jedno z energeticky najnáročnejších odvetví poľnohospodárstva je priam

predurčené na využívanie biomasy ako zdroja tepla. Je to jedna z hlavných alternatív

znižovania nákladov na sušenie poľnohospodárskych komodít.

S týmto variantom využívania biomasy sme sa ešte stretli, okrem už spomínaného podniku

v Maďarsku, aj v Českej republike v Českých Budějoviciach, kde je vybudovaná nová

paletizačná linka na piliny, ktorá nadväzuje priamo na sušiareň obilia. Časť produkcie

pilinových peliet sa využíva na sušenie obilia a ďalšia časť je dodávaná na trh. Investičná

náročnosť linky bola 4,9 mil. Kč.

V Nemeckom Legenfelde je zariadenie na sušenie krmovín s využitím spaľovania biomasy,

konkrétne drevnej štiepky alebo peliet. Sušička má hodinovú odparovaciu kapacitu 18 t

a ročnú výkonnosť 80 000 ton. Pred jej rekonštrukciou na biopalivo bola ročná spotreba

tekutého paliva 2 100 ton. V súčasnosti je spotreba biopaliva 2 700 ton ročne.

Na Slovensku sa touto formou získavania energie na dosušovanie zaoberali len vo firme

TATRA – AGROLEV v Levoči, kde sušili lucernu v bubnovej sušiarni BS – 6 s využitím

pilín ako paliva. V sezóne 1997, ktorá bola poslednou sezónou takéhoto sušenia počas 51 dní

13

prevádzky vyronili 195 ton úsuškov pri spotrebe 434 ton pilín. Na odparenie 1 tony vody

spotrebovali 600 kg pilín.

Ďalšou firmou, ktorá využívala biomasu, konkrétne odpadové drevo a pilinové brikety na

sušenie poľ. produktov, bola BIOVEX Michalovce. Firma sušila produkty zeleninárstva

a liečivé rastliny.

Sušiareň tvorili kotol o výkone 100 kW OCEP výrobok JRD Lozorno z roku 1987. Zohriaty

vzduch vháňal do sušiarne pod sušiaci rošt ventilátor JANKA ZRL typ RNE 400 so

sekundovou výkonnosťou 1,4 až 4 m3. Samotná sušiareň mala rozmery 2 x 4 m s 25 cm

podroštovou výškou, Sušený materiál sa dal navrstviť do výšky 60 cm. Jedno navrstvenie

sušeného materiálu predstavovalo 500 kg. Doba sušenia jednej náplne sa líšila v závislosti na

sušenom materiále od 18 do 52 hodín. Hodinová spotreba paliva bola v priemere 15,5 kg

dreva alebo 11,5 kg pilinových brikiet. Na odparovanie 1 kg vody bolo potrebných od 0,5 po

3,6 kg paliva. Najmenej, t.j. 0,5 kg paliva, stačilo na odparenie 1 kg vody z koreňovej

zeleniny, najviac, 3,6 kg paliva, na odparenie 1 kg vody bolo potrebné pri šípkach.

Hodinová spotreba paliva vyjadrená v korunách bola pri dreve s cenou 550 Sk.t-1 – 8,5 Sk

a pri pilinových briketách pri cene 1 200 Sk.t-1 – 13,8 Sk.

Podľa pasportizácie TSÚP Rovinka je v súčasnej dobe funkčných len 20 % sušiarní na

Slovensku. Najväčšou rezervou na využívanie biomasy pri sušiarenstve je využívanie

existujúcich sušiarní, ktoré sú funkčné, ale potrebujú opravu a ktorých je na Slovensku 35 %.

Premyslené spojenie opravy s rekonštrukciou na biopalivo by prinieslo v budúcnosti nielen

nemalú úsporu energie pre užívateľa ale aj možnosť lacnejšej výroby. Takýmto spôsobom by

bolo možné nielen dosušovať zrniny, ale aj vyrábať bielkovinové úsušky. Pokles výroby

bielkovinových úsuškov je zapríčinený zvyšujúcimi sa nákladmi na ich výrobu. V roku 2000

bola ich spotreba v kŕmnych dávkach hospodárskych zvierat 15 600 ton, čo predstavuje len

7,8 % zo spotreby úsuškov v roku 1990. Zníženie nákladov na výrobu bielkovinových

úsuškov využívaním biopalív by umožnilo zvýšiť ich podiel v kŕmnych dávkach

hospodárskych zvierat na požadované hodnoty.

Na Slovensku je okolo 50 bubnových sušiarní, ktoré by bolo možné rekonštrukciou prerobiť

na využívanie biopalív.

Rekonštrukcia a oprava sušiarní je možná cez firmu, ktorá tieto zariadenia montovala

v období ich výroby. Kompletná rekonštrukcia bubnovej sušiarne aj s dodávkou kotla na

piliny alebo drevné štiepky by predstavovala investičné náklady okolo 1,2 – 1,7 mil. Sk.

Takto zrekonštruované sušiarne by dokázali vyrobiť ročne viac ako 24 tis. ton úsuškov, čo je

takmer dvojnásobok súčasnej ročnej spotreby.

14

Najväčšou položkou je inštalácia nového kotla na biopalivo. Kotle sú väčšinou z dovozu zo

severských štátov ako Fínsko, Dánsko, Nórsko alebo aj z Českej republiky.

Na Slovensku sa výrobou kotlov zaoberá BME Nováky. Jedná sa o kotle s využitím biomasy

na ohrev vody. Pri rekonštrukcii treba počítať aj so zvýšenou protipožiarnou ochranou

a ochranou proti úletu prachových spalín začlenením odprašovacej komory a turniketu.

Pri rekonštrukcii treba venovať pozornosť aj uskladňovacím priestorom pre palivo ( piliny,

pelety, štiepka ) a následnou technológiou dopravy do zásobníkov a do kotla. Na dopravu sa

väčšinou používajú závitovkové dopravníky.

3. Cieľ riešenia úlohy

Úloha si dala za cieľ odskúšať v poľnohospodárskej praxi využívanie biomasy ako zdroja

energie s cieľom znížiť náklady na jednotku usušeného materiálu. Sledovanie prevádzkovo –

exploatačných ukazovateľov bolo zamerané na tri základné typy sušenia poľnohospodárskych

produktov:

- nízkoteplotné sušenie poľnohospodárskych produktov pri teplotách do 100 °C.

- teplovzdušné sušenie a dosušovanie napr. zrnín pri teplotách do 250 °C.

- horúcovzdušné sušenie krmovinových úsuškov pri teplotách do 1000 °C.

Ďalej bolo cieľom úlohy overiť v praxi najvhodnejší druh biomasy pre jednotlivé typy sušenia

a overiť vhodnosť používania dreva, drevných štiepkov, pilín, pilinových peliet a slamy pri

sušení poľnohospodárskych produktov.

Pozornosť bola zameraná na analýzu nákladových položiek pri sušení a porovnanie fosílnych

palív a biopalív.

Ďalším cieľom bolo na základe meraní a získaných výsledkov navrhnúť technologické linky

sušiarenských prevádzok pre vybraté poľnohospodárske podniky, ktoré budú využívať

bioenergiu pri sušení poľnohospodárskych produktov, tak aby úspora nákladov na energiu pri

sušení bola 20 – 40 %.

Ciele úlohy korešpondujú s dlhodobými cieľmi štátov EÚ o zvyšovaní podielu energie

z biomasy ne celkovej spotrebe energie.

15

4. Metodika riešenia

4.1. Zdôvodnenie riešenia

Nakoľko cena primárnych zdrojov energie na báze fosílnych palív bude podľa prognóz

ekonómov narastať aj v budúcich rokoch, nie je predpoklad na zníženie energetickej

náročnosti sušenia poľnohospodárskych produktov. Naopak podiel nákladov na energiu pri

sušení sa zo súčasných 60 % bude aj naďalej zvyšovať. Z tohto hľadiska sa javí ako jediné

riešenie využívať biopalivá ako zdroj energie pre túto pracovnú operáciu. Ako dokázali

merania uskutočnené na TSÚP Rovinka v roku 2001 je možné touto formou znížiť náklady na

energiu pri sušení poľ. produktov až o 20 – 40 %. Z týchto dôvodov bude potrebné navrhnúť

technologické linky sušiarenských prevádzok využívajúcich biomasu ako zdroj energie.

4.2. Metodický postup

Sledovanie prevádzkových, ekonomických a technických ukazovateľov pri sušení

poľnohospodárskych produktov sa uskutočnilo pri troch typoch sušiarní:

1. nízkoteplotné sušenie do teploty 100 °C.

2. teplovzdušné sušenie a dosušovanie do 250 °C.

3. horúcovzdušné sušenie do 1000 °C.

Ako zdroj energie sa používalo palivové drevo, drevné štiepky, piliny a pilinové brikety

a slama.

Pri jednotlivých sušiarňach boli sledované a merané : množstvo dodaného materiálu do

sušiarne a jeho obsah sušiny, množstvo usušeného materiálu a jeho obsah sušiny, množstvo

odparenej vody, teploty pri sušiacom procese, výkonnosti, spotreba paliva, jeho cena

a množstvo, štruktúra nákladov pri procese sušenia, zloženie a výkonnosti celej

technologickej linky. Namerané hodnoty boli spracovávané pomocou počítačových

programov pracovníkmi TSÚP Rovinka. Výsledky boli spracovávané pomocou tabuliek

a grafov a budú tvoriť podklad pre stanovenie technologickej linky na využívanie biopaliva

ako zdroja energie, zabezpečujúcej úsporu nákladov na energiu sušenia v rozmedzí

20 – 40 %.

16

4.3. Vecný a časový harmonogram riešenia

Etapa Problém č.

Popis Termín

1. Spracovanie metodiky II. 2002

2. Výber poľnohospodárskych podnikov, v ktorých sa uskutočnia merania a sledovanie sušenia

V. 2002

3. Sledovanie a meranie prevádzkových, ekonomických a technických ukazovateľov sušiarní

IX. 2002

4. Spracovanie a vyhodnotenie výsledkov XI. 2002

5. Odovzdanie správy za riešenie úlohy XII. 2002

4.4. Riešiteľský kolektív a finančné prostriedky

zodpovedá za etapy

1. Ing. Štefan Pepich zodpovedný riešiteľ 1,2,3,4,5

2. Ing. Marianna Čeppanová zástupca 2,3

3. Ing. František Lavčák, CSc. spoluriešiteľ 2,4

4. Ing. Ernest Domsitz spoluriešiteľ 3,4

5. Ing. František Zacharda, CSc. spoluriešiteľ 2,5

6. Marta Takácsová spoluriešiteľ 4

7. Helena Vargová spoluriešiteľ 4

8. Ing. Ján Lintner spoluriešiteľ 2,3,4

Finančné prostriedky na riešenie úlohy predstavujú 1,500 tis. Sk.

17

5. Riešenie úlohy

5.1.Meranie a spracovanie nameraných hodnôt

Meranie technických parametrov sušiarní pri využívaní biomasy ako zdroja energie sa

uskutočnilo pracovníkmi skúšobného laboratória útvaru 22 a 50. Meranie bolo zamerané na

teploty, hmotnosti, vlhkosti materiálu pri vstupe a výstupe, výkonnosti a spotrebe paliva.

Prevádzkovo – ekonomické parametre sledovali pracovníci útvaru 50 v spolupráci

s prevádzkovateľom sušiarne. Išlo hlavne o štruktúru nákladov, ceny palív, výkonnosti

sušenia, časové snímky a pod.

Výsledky boli spracované do tabuliek a grafov a ďalej vyhodnocované.

Meranie technických, ekonomických a prevádzkových ukazovateľov boli upresnené pre

každý typ sušiarne osobitne.

5.2.Výsledky riešenia

Výsledky,získané pracovníkmi TSÚP Rovinka, meraním a sledovaním zariadení na

spaľovanie biomasy v náväznosti na ďalšie technologické linky ohrevu teplej úžitkovej vody,

vykurovanie budov alebo sušenie poľnohospodárskych komodít sme boli nútení sledovať aj

mimo územia SR. Vyplynulo to z dôvodov neexistencie sušiarenských zariadení na

využívanie energie biomasy v Slovenských poľnohospodárskych podnikoch.

Sledovania a merania sa uskutočnili vo firme BIOLEX Michalovce, ktorá je zameraná na

nízkoteplotné sušenie poľnohospodárskych produktov ako je zelenina alebo sušenie liečivých

rastlín pomocou spaľovania dreva a peletových brikiet. Niektoré údaje sa nám podarilo získať

z prevádzok, ktoré sa touto činnosťou už nezaoberajú, ale ju realizovali v minulosti ako firma

TATRA – Agrolev v Levoči, kde sušili lucernu s využitím tepla pri spaľovaní pilín. Na

sušenie zelených a liečivých rastlín používali vo firme ZADEN SHOP s.r.o., Komárno ako

palivo uhlie, plyn a elektrickú energiu a tieto údaje nám slúžili na porovnávanie s ostatnými

palivami. Údaje sme získali aj z firiem SININOT Oravská Lesná a PD Brezov okr. Bardejov,

kde sušili drevo na ďalšie spracovanie.

Okrem spomínaných zariadení v SR sme sa zúčastnili meraní a sledovaní využívania biomasy

v poľnohospodárstve aj v Českej republike, konkrétne v Poľnohospodárskych družstvách

v Klenoviciach a Radiměři a v Maďarsku na súkromnej farme vo Vityapuste. Tieto merania

18

a sledovania sa uskutočnili v spolupráci s firmou DANAGRA s.r.o., Bratislava

a Szegána, k.f.t Kaposvár.

Namerané a získané údaje od prevádzkovateľov boli ďalej spracované a vyhodnotené formou

tabuliek i grafov. Počas skúšok sme sledovali prevádzky, ktoré využívali na získanie energie

ako palivo drevo, uhlie, plyn a slamu. Takto sme získali porovnateľné údaje hovoriace

o výhodách jednotlivých zdrojov energie.

5.2.1. Nízkoteplotné sušenie a teplovzdušné dosušovanie

Pôvodne sme pri začiatku riešenia tejto úlohy uvažovali o rozdelení nízkoteplotného sušenia

a teplovzdušného dosušovania. Nakoľko pri samotných skúškach sme zistili, že sušiarne na

biomasu pri oboch typoch sušenia pracujú s porovnateľným teplotným režimom, rozhodli sme

sa tieto dva druhy sušenia riešiť spolu.

Pri nízkoteplotnom sušení zeleniny a liečivých rastlín sa teploty sušiaceho média pohybovali

v rozmedzí 30 až 60 °C. Pri sledovaní dosušovania kukurice a obilnín sme namerali teploty

sušiaceho vzduchu v rozmedzí 35 – 45 °C.

Pri sušení zeleniny, ovocia a liečivých rastlín sme sledovali sušičky na drevo a brikety z pilín

a na uhlie. Obe sušičky boli nízkoteplotné, kde sušiaci vzduch mal teplotu okolo 40 °C. Pri

niektorých liečivých rastlinách sa požadovalo sušenie pri teplotách 30 °C. Sušičky boli

roštové s núteným prevetrávaním vrstvy sušeného materiálu teplým vzduchom. Obe sušičky

boli rôznej konštrukcie, veľkosti a investičnej náročnosti, čo nám do určitej miery sťažilo

porovnávanie ich prevádzky.

V tabuľke 6 sú uvedené údaje o spotrebách energií za sezónu pri sušičke využívajúcej ako

palivo uhlie.

Tabuľka 6 Spotrebovaná energia pri sušení za využitia uhlia a plynu

Druh spotreba Jednotková cena v Sk Cena spolu v Sk

Uhlie 685 t 1.614,- 1,105.590,-

Plyn 12 314 m3 4,75 58.492,-

Elektrická energia 29 951 kWh 2,25 67.389,-

Spolu 1,231.471,-

19

Tento energetický materiál uvedený v tabuľke 6 bol spotrebovaný na výrobu 147 395 kg

sušených produktov. Okrem toho boli sledované ďalšie náklady, ktoré dosahovali nasledovné

hodnoty:

Mzdy 1,276.035,- Sk

Opravy 100.022,- Sk

Odpisy 362.040,- Sk

Poistné 92.331,- Sk

Tabuľka 7 Hodnoty hmotností spracovaných produktov sušením pri využití energie uhlia

Hmotnosť v kg Plodina

Pred sušením Po sušení

Paprika 472 620 72 173

Ríbezle 27 816 5 228

Harmanček 49 295 11 023

Baza čierna 342 542 58 971

Spolu 892 273 147 395

V tabuľke 7 sú uvedené hodnoty usušeného materiálu pri sušení s využitím uhlia ako paliva.

V tabuľke 8 sú uvedené hodnoty materiálu sušeného za využitia energie biomasy.

Tabuľka 8 Hmotnosti spracovaného materiálu sušením pri využití dreva a brikiet z pilín.

Hmotnosť v kg Spotreba paliva v t Druh materiálu

Pred sušením Po sušení Drevo Brikety z pilín

Imelo 1 160 412 2 660 -

Šípky 3 860 1 792 - 5 150

Petržlen 2 900 652 - 1 210

Harmanček 5 040 1 080 2 740 -

Spolu 12 960 3 936 5 400 6 360

V tabuľke 9 je znázornený priebeh teplôt pri sušení koreňovej zeleniny v sušičke na biomasu.

Pre lepšiu orientáciu sú hodnoty teplôt znázornené aj na grafe č. 1.

20

Tabuľka 9 Priebeh teplôt pri sušení koreňovej zeleniny

Teplota v °C Čas v hod

Čidlo 1 Čidlo 2 Čidlo 3 Čidlo 4 Čidlo 5

10,10 280,6 14,2 16,4 18,6 73,1

10,40 291,8 17,8 21,2 21,9 84,7

11,10 264,9 20,4 23,6 23,8 81,5

11,40 274,3 20,7 25,1 24,6 78,5

12,10 358,9 30,7 58,7 34,7 67,1

12,40 357,7 25,4 53,1 28,2 61,3

13,10 310,6 28,1 52,2 28,3 59,1

13,40 290,9 29,1 51,6 29,7 57,1

14,10 288,5 29,2 51,5 29,8 57,4

Čidlo 1 – výstup vzduchu z kotla pod ventilátorom

Čidlo 2 – sušiaci rošt najďalej od vstupu vzduchu z ventilátora

Čidlo 3 – sušiaci rošt pri vstupe vzduchu z ventilátora

Čidlo 4 – 20 cm nad sušeným materiálom

Čidlo 5 – výstup vzduchu z ventilátora

21

Graf 1

22

Po zhodnotení nameraných a sledovaných údajov sme vyhodnotili náklady na energiu pri

jednotlivých druhoch používaného paliva počas sušenia. Nakoľko sa jednalo o dve rôzne

sušiarne a ich nákladové položky mzdové, náklady na opravy a amortizáciu sa značne

odlišovali, tak tieto porovnávania neuvádzame, ale uvádzame len náklady spojené priamo

s používaným palivom.

Zatiaľ čo náklady z hľadiska spotreby paliva na 1 kg odparenej vody boli pri uhlí 1,77 Sk, tak

pri pilinových briketách boli 1,6 čo je o 9,7 % menej a pri dreve boli len 1,18 čo je o 33 %

menej.

Aj tieto merania a výpočty nám potvrdili, že využívaním biomasy ako zdroja energie je

možné pri sušení poľnohospodárskych produktov znížiť náklady na energiu až o 33 %.

Využívanie obilnej slamy ako zdroja energie v sušiarenstve v poľnohospodárstve je

z hľadiska ekonomického jedna z najvýhodnejších alternatív. Poľnohospodársky podnik

znižuje v maximálnej miere náklady, ak využíva slamu z vlastnej produkcie.

V tabuľkách 10 a 11 je uvedený konkrétny príklad z PD Dunajská Lužná, akým spôsobom sa

spracováva slama a z akých výmer.

Tabuľka 10 Plochy a spôsoby spracovania slamy.

Lisovanie Drtenie Druh slamy Počet ha

ha % ha %

Pšeničná 1 418 930 65,6 488 34,4

Jačmenná 448 381 85,0 67 15,0

Repková 377 - 0 377 100

Spolu 2 243 1 311 58,5 932 41,6

Ako je zrejmé z tabuľky 10, takmer 60 % produkcie slamy sa spracováva lisovaním do

veľkých balíkov. Z tohto množstva sa časť používa na podstielanie, kŕmenie i na obchodné

účely ( predaj ).

23

Tabuľka 11 Množstvo lisovanej slamy

Druh slamy ha Počet balíkov

v ks

Hmotnosť balíku

v t

Hmotnosť spolu

v t

Pšeničná 930 6 510 0,25 1 627,5

Jačmenná 381 2 286 0,20 457,2

Spolu 1 311 8 796 - 2 084,7

Slama uvádzaná v tabuľke 11 by podľa našich meraní a výpočtov postačovala na dosušenie

cca 31 000 ton kukurice z vlhkosti 22 % na 14 %.

Nezanedbateľná je však aj repková slama, ktorá sa môže taktiež využiť ku spracovaniu

a výrobe tepla. V susednej Českej republike sú v prevádzke štyri kotolne na spaľovanie

repkovej slamy. Z nameraných hodnôt plynových emisií horenia ( VÚZT ) boli všetky

položky pod požadovanými hodnotami umožňujúcimi udelenie ochrannej známky

„Ekologicky šetrný výrobok“. V spomínaných kotolniach je spaľovaná repková slama

v podobe hranatých balíkov. Posledné výskumy však ukázali, že vhodným palivom sú aj

brikety lisované zo slamy rôzneho druhu. V tabuľke 11a uvádzame technické a energetické

parametre briketovacieho lisu BHL 320 pri výrobe brikiet z troch druhov slamy.

Tabuľka 11a Technické a energetické parametre briketovacieho lisu

Druh slamy Štruktúra rezanky Vlhkosť

v %

Veľkosť

brikiet

( mm )

Merná

hmotnosť

brikiet

v kg.m-3

Výkonnosť

lisu

v t.h-1

Spotreba

energie

na

lisovanie

v kWh.t-1

Pšeničná 80 % do 5 mm

zvyšok do 80 mm 13,4 Ø 70 1 045 310 46

Jačmenná 75 % do 50 mm

zvyšok do 80 mm 14,4 Dĺžka 1 030 300 44

Repková 82 % do 50 mm

zvyšok do 80 mm 12,5 90 – 140 1 040 280 48

24

V ďalšej časti správy sa budeme venovať technologickým linkám na využívanie slamy ako

zdroja energie. V prvom prípade pôjde o linky z ČR zamerané na ohrev teplej úžitkovej vody

a vykurovanie objektov a v druhom prípade pôjde o linku na dosušovanie zrnín v Maďarsku.

Technologická linka na ohrev vody, ktorú sme sledovali pri spaľovaní repkovej a obilnej

slamy je v prevádzke na poľnohospodárskych podnikoch v Radiměři a Klenoviciach.

V prvom prípade sa jedná o ohrev úžitkovej vody v Družstevnej mliekárni a v druhom prípade

vykurovanie poľnohospodárskych objektov živočíšnej výroby. Týmito technologickými

linkami sme sa zaoberali z toho dôvodu, že ich je možné využiť aj pri dosušovaní alebo sušení

poľnohospodárskych produktov a nie je potrebná ich prestavba, ale len začlenenie výmenníka

tepla do linky, ktorý umožní vyprodukované teplo odovzdať sušiacemu médiu.

Spomínaná linka pozostáva z podávacieho reťazového pásu ( obr. 1 ), ktorý zabezpečuje

kontinuálny prísun balíkov slamy do rozdružovača balíkov dánskej výroby PASSAT PB R

( obr. 2 ). Na podávací pás sa dajú naložiť 3 hranaté balíky slamy, každý o hmotnosti 400 až

600 kg. Nakladanie balíkov zabezpečuje HON s nakladacími vidlami alebo nakladacie

zariadenie s drapákom vlastnej výroby. Obe spomínané zariadenia sú umiestnené v hale o

rozmeroch 20 x 10 m. Na halu nadväzuje medzisklad balíkov, kde je umiestnených cca 250

balíkov slamy.

Spotreba balíkov slamy sa mesačne pohybuje okolo 33 ks. Na ohrev vody im postačuje slama

z vlastnej produkcie. Rozdružovač balíkov má dva valce s nožmi ( obr. 3 ), ktoré zabezpečujú

drvenie slamy z balíkov a ich voľnú dopravu závitovkovým dopravníkom cez cyklón do

podávacieho závitovkového dopravníkového kotla. Kotol PASSAT 280 (obr 4) má výkon

210 kW a spaľuje slamu, ktorú mu dodáva podávací závitkový dopravník cez protipožiarnu

sekciu (obr 6). Teplota pri spaľovaní slamy v kotli bola nameraná v hodnote 1 500 °C. Slama

sa spaľuje pri vlhkosti cca 10 – 14 %. Popolček, ktorý vzniká pri spaľovaní slamy sa

automaticky podáva z kotla do 200 l suda, ktorý sa pri plnej prevádzke zaplní za 10 dní. Tento

popol sa využíva ako kvalitné hnojivo v poľnohospodárskom podniku. Linka je v prevádzke

10 rokov a za túto dobu boli 2 x vymenené nože v rozdružovači balíkov. Údržba spočíva

v premazaní zariadenia dva krát mesačne. Kotol ohrieva vodu na 92 °C v nádrži o objeme 7,5

tis. l. Celý proces spaľovania je automaticky riadený cez počítač. V kotli je možné okrem

slamy spaľovať aj drevné štiepky a brikety z pilín. Napojením kotla na výmenník tepla za

ventilátor je možné využívať teplo na ohrev vzduchu ako sušiaceho média pri sušení

poľnohospodárskych produktov.

25

Obrázky 1, 2

26

Obr. 3,4

27

Obr 5,6

28

Takéto riešenie technologickej linky dosušovania zrnín bolo realizované na súkromnej farme

vo Vityapuste neďaleko Kaposváru. V tomto prípade bol použitý kotol PASSAT ENERGI

o výkone 350 kW.

Celú linku tvorili nasledujúce stroje:

1. rozdružovač balíkov slamy pozostávajúci z

- podávacieho pultu

- hrubého rozdružovača – 2 valce

- jemného rozdružovača - šrotovník

2. závitkový dopravník, dopravujúci rozdruženú slamu do cyklónu slúžiaceho zároveň

ako medzizásobník

3. dávkovač slamy – riadený automaticky počítačom

4. protipožiarne zariadenie, zabraňujúce úniku ohňa z kotla do dávkovacieho zariadenia

5. kotol PASSAT ENERGI 350 kW

6. odpad popola – sud o objeme cca 200 l

7. riadiaca jednotka

8. výmenník tepla

9. ventilátor

10. roštová sušiareň zrnín

11. čistička zrnín zabezpečujúca aj plnenie sušiarne

Podávací pult je naskladňovaný balíkmi slamy pomocou čelného traktorového nakladača.

Cyklón slúžiaci ako medzizásobník ruzdruženej slamy je v spodnej časti vybavený

turniketovým dávkovačom, na ktorý nadväzuje závitkový dopravník podávajúci slamu cez

protipožiarnu jednotku do kotla. V kotli sú spaliny vytláčané pohyblivým zariadením

poháňaným kompresorom. Celá prevádzka kotolne ja riadená počítačom, MITSUBISCHI

s reglermi. Počítač s riadiacou jednotkou je umiestnený vo vedľajšej miestnosti. Počítač riadi

prísun slamy a vzduchu do kotla podľa analýzy, ktorú uskutočňuje snímač v komínovom

potrubí. Snímače merajú zloženie dymu, tlak v komínovom potrubí, teplotu výfukového

plynu, obsah kyslíka. Všetky údaje sa zaznamenávajú na displeji. Spaľovacie pomery sú na

základe analýzy počítačom riadené regulačnou klapkou, ktorá reguluje tlak v kotli, teplotu

v kotli a množstvo dodávaného vzduchu. Počítač riadi aj prísun slamy do kotla. V kotli je

spaľovaná slama o vlhkosti pod 10 %.

29

Obr.7,8

30

Obr 9,10

31

Obr 11,12

32

Z kotla sa potrubím odvádza zohriata voda do vedľajšej miestnosti do výmenníka tepla, cez

ktorý je prefukovaný vzduch ventilátorom do roštového kanála samotnej sušiarne. Vzduch má

teplotu 35 – 45 °C pri dosušovaní kukurice a do 35 °C pri dosušovaní olejnín a ozimných

zrnín. Jednotlivé časti technologickej linky sú na obrázkoch 7 až 12. Sušiareň má šírku 7 m,

dĺžku 12 m a výšku naskladnenia 2 m. Takýto roštový box má kapacitu 127 ton. Pred sušením

sa vlhkosť naskladňovacej kukurice pohybovala v rozmedzí 20 – 38 % a výstupná vlhkosť

bola 14,5 %. Jačmeň a pšenica sa dosušovali zo vstupnej vlhkosti 15 – 16 % na výstupnú

14,5 %. Zrno je do sušiarne naskladňované po jeho vyčistení v čističke sústavou závitkových

a pásových dopravníkov umiestnených pod stropom sušiarne.

Pri našich meraniach bola naskladňovaná kukurica o vlhkosti 20 % a za 36 hodín bolo

docielené zníženie vlhkosti na 14 %. Znižovanie vlhkosti začína od spodných vrstiev.

Najvlhšie sú vrchné vrstvy aj z toho dôvodu, že zatiaľ v sušiarni nie je doriešené

odkvapkávanie kondenzovanej vlhkosti zo stropu do sušeného materiálu. Po dosušení zrna sa

studeným vzduchom zabezpečí odkladanie usušeného materiálu.

Na grafe č. 2 je znázornený obsah sušiny sušenej kukurice v jednotlivých vrstvách v sušiacom

boxe. Spotreba slamy bola 1 balík za hodinu, to je cca 250 kg slamy na hodinu sušenia.

Usušená kukurica bola vyskladňovaná zo sušiaceho boxu traktorovým čelným nakladačom

a traktorovými prívesmi vozená do skladu o rozmeroch 40 x 50 m. Možnosť naskladnenia

bola do výšky 3 – 4m. Pri meraní vlhkosti naskladňovanej kukurice sme namerali hodnoty od

13,2 do 14,9 %. V sklade sa materiál premieša a po čase sa vlhkosti vyrovnajú na

požadovaných cca 14 %.

Sušiareň bola v prevádzke druhú sezónu a zatiaľ dosušovali len vlastnú produkciu, ale

v blízkej budúcnosti chcú investovať ešte do jednej technologickej linky s kotlom na slamu

a sušiť nielen zrniny formou služby ale aj lucernu, seno, makovice a drevo. O kukuricu

prejavili záujem aj veľkochovatelia ošípaných pre jej kvalitu, nakoľko nedochádza pri sušení

do styku so spalinami. Zariadenie bude financované majiteľom, ale väčšiu časť investícií

zabezpečia dotácie z ministerstva životného prostredia. Pracovníci ministerstva ŽP sledujú aj

hodnoty spalín, ktoré kontrolujú po každom zásahu do regulačného systému horenia ( napr.

oprava a pod. ).

Podľa meraní a výpočtov bolo potrebných na zníženie vlhkosti o 1 % v 1 t dosušovanej

kukurice 10 kg slamy, čo pri bežnej cene slamy 500 – 900 Sk za 1 t predstavuje hodnotu 5 – 9

Sk. Ak sa pravda slama nakupuje a nie je z vlastnej produkcie. Ak je slama z vlastnej

produkcie, tak náklady spojené s jej zberom, lisovaním a dopravou z poľa na miesto

33

uskladnenia sa pohybovali maximálne do hodnoty 120,- Sk / t. Takže náklady na dosušovanie

1 t kukurice o 1 % boli 1,2 Sk.

V nasledujúcich častiach správy porovnávame náklady na dosušovanie zrnín zemným plynom

na PD Dunajská Lužná s nákladmi na dosušovanie teplom spaľovanej slamy. V tabuľke 12 sú

uvedené náklady na sušenie zrnín ak je ako palivo použitý zemný plyn.

34

Graf 2

35

Tabuľka 12 Náklady pri sušení zrnín

Údaj Plodina

Náklady v Sk Kukurica Slnečnica Repka Pšenica

plyn 306 000 3 470 4 530 50 202

el. energia 20 000 4 483 1 560 4 420

Mzdy 179 000 9 020 16 380 46 410

odpisy 218 000 12 382 12 240 34 680

ostatné 21 000 2 500 3 660 10 370

réžia 69 000 8 200 12 000 34 000

náklady spolu 813 000 40 055 50 370 180 082

hmotnosť vlhkej plodiny 3 155 t - - -

hmotnosť suchej plodiny 2 682 t 125 t 1 003 t 1 513 t

náklady na 1 t 303 Sk 320 Sk 50 Sk 119 Sk

vlhkosť pri vstupe 26,7 % 17,6 % 9,2 % 17,5 %

vlhkosť pri výstupe 14,0 % 8 % 8 % 14 %

odsušok 12,7 % 9,6 % 1,2 % 3,5 %

náklady na 1 t o 1 % 24 Sk 33 Sk 42 Sk 34 Sk

výkon sušiarne 9 t / h 3 t / h 16,7 t / h 8,9 t / h

345 h 41 h 60 h 170 h

Z uvedených údajov je zrejmé, že celkové náklady na dosušenie 1 t zrnín o 1 % boli

v rozmedzí 24 – 42 Sk. Pri prepočte len na palivo sušiarne, t.j.: plyn sa náklady na dosušenie

1 t zrnín o 1 % pohybovali od 6 do 10 Sk.

Pri dosušovaní kukurice boli náklady na dosušenie 1 t o 1 % vlhkosti 9 Sk, z hľadiska

nákladov na palivo, a to bol plyn. Pri dosušovaní kukurice v sušiarni na biopalivo, konkrétne

slamu boli náklady na dosušenie 1 t o 1 % 1,2 Sk. Táto hodnota je o 86 % menšia. Aj v tomto

prípade je vidieť, že náklady na energiu pri dosušovaní zrnín sa dajú znížiť rádovo až o 70 –

80 % pri použití slamy z vlastnej produkcie ako zdroja energie namiesto zemného plynu.

V tabuľke 13 sú uvedené náklady pri dosušovaní kukurice v prepočte na 1 t usušenej

kukurice.

36

Tabuľka 13 Náklady na dosušovanie kukurice

Náklady v Sk Spolu Na 1 t kukurice

Plyn 306 000 114

El. energia 20 000 8

Mzdy 179 000 67

Odpisy 218 000 81

Ostatné 21 000 8

Réžia 69 000 25

Spolu 813 000 303

Na grafe č. 3 je znázornený podiel nákladov pri dosušovaní kukurice, ak bolo palivo zemný

plyn, v porovnaní so slamou ako palivom. Ako je zrejmé z grafu, náklady na palivo pri tomto

porovnaní sú v prospech slamy. Použitie slamy z vlastnej produkcie znižuje náklady na

energiu oproti zemnému plynu až o 87 %. Ak sa na dosušovanie používa slama nakupovaná,

efekt je podstatne nižší a zníženie nákladov je len o 10 – 20 %. Aj v tomto prípade však

možno hovoriť o značných úsporách nákladov.

Z ekonomického hľadiska podniku, ktorý pestuje kukuricu alebo inú zrninu, je dosušovanie

vo vlastnej réžii veľmi výhodné. Ako príklad uvedieme podnik pestujúci kukuricu na výmere

500 ha ( Dunajská Lužná ), pri úrode 6 t / ha pestovateľ vyprodukuje cca 3 000 ton kukurice.

Pri zbere je vlhkosť zrna 27 % a na účely uskladnenia je nutné vlhkosť znížiť na 14 %.

Odsušok je takto 13 %. Podniky služieb ponúkajú čistenie 1 t kukurice za 80,- Sk a sušenie

o tonopercento 65,- Sk. To znamená, že súhrnná cena dosušenia 1 t kukurice v podnikoch

služieb bude stáť pestovateľa 925,- Sk. Ak si úrodu čistí a suší vo vlastnej réžii za použitia

zemného plynu ako paliva, sú náklady na 1 t kukurice 204,- Sk. Pri nákupnej cene kukurice

4.100,- Sk / t potom utŕži pri spomínanej výmere 500 ha celkovo za svoju produkciu:

- 9,525.000,- Sk v prípade sušenia v podnikoch služieb

- 10,791.000,- Sk v prípade sušenia vo vlastnej réžii zemným plynom

- 11,688.000,- Sk v prípade sušenia vo vlastnej réžii energiou spaľovania slamy

37

graf 3

38

Celková tržba pri použití slamy ako zdroja energie na dosušovanie produkcie kukurice je

o 8,3 % vyššia ako pri použití energie zemného plynu a o 22,7 % vyššia ako pri využití

podniku služieb.

Ak uvážime rastúce náklady na plyn a elektrickú energiu, tak výsledný efekt v nasledujúcich

5 – 6 rokoch bude pri využívaní biomasy na dosušovanie ešte väčší.

Ako je zrejmé z uvedeného príkladu, pestovateľ utŕži za svoju produkciu, ak si ju dosuší sám

pomocou energie slamy, o 2,2 mil. Sk viac ako pri využití ponuky podniku služieb. A to sme

nebrali do úvahy podobný efekt aj pri ostatných zrninách a olejninách. Ak je investičná

náročnosť sušiarne na zrniny rádovo okolo 5 mil. Sk, tak návratnosť vloženej investície, len

z efektu spracovania kukurice je 2,3 roku.

5.2.2. Horúcovzdušné sušenie

Horúcovzdušné sušenie sa využíva pri výrobe vitamínových úsuškov a objemových krmovín

a teplota, ktorej sú krmoviny vystavované, sa pohybuje okolo 900 °c. U nás sa vo väčšine

prípadov využívajú na túto pracovnú operáciu bubnové sušiarne rady BS. Aj naše

porovnávanie sa uskutočnilo na dvoch takýchto typoch, a to BS – 6. Prvá sušiareň pracovala

pri klasickom využívaní zemného plynu ako zdroja energie a druhá využívala ako zdroj

energie biomasu, konkrétne piliny.

Pri výrobe lucernových úsuškov za využitia energie spaľovania drevených pilín bolo

vyrobených celkovo za sezónu 195 t úsuškov z celkovej spracovanej hmoty 904 t. Cena pilín

bola 20 Sk za 1 m3. Celkovo bolo spotrebovaných pri sušení 434 t pilín. Na sušičke pracovalo

6 pracovníkov a sušička bola v sezóne celkovo v prevádzke 51 dní nepretržite, čo je 1 224

hodín.

V tabuľke 14 sú porovnané náklady na 1 t úsuškov pri sušení lucerny energiou plynu alebo

energiou pilín. Na grafe č. 4 sú obe technológie porovnané.

Tabuľka 14 Náklady na 1 t úsuškov v Sk pri sušení lucerny plynom a pilinami.

Náklady v Sk / t Palivo

Energia Mzdy Opravy a údržba Odpisy Spolu

Plyn 1 306 317 137 101 1 861

Piliny 445 384 190 201 1 220

39

Graf 4

40

Ako je zrejmé z uvedených údajov v prvom prípade, kde bol zdroj energie zemný plyn, tvorili

náklady na energiu z celkových nákladov na výrobu 1 t lucernových úsuškov 70 %. Zatiaľ čo

v druhom prípade, kde zdrojom energie poli piliny, tvorili náklady na energiu pri výrobe 1 t

úsuškov len 36 %.

Podarilo sa nám tak na príklade dokázať, že využívaním biomasy sa dajú znížiť náklady na

energiu pri sušení krmovín na bubnových sušiarňach rádovo až o 35 %.

Je len na škodu, že v našej poľnohospodárskej praxi nie je viac príkladov využívania biomasy

ako zdroja energie pri sušení krmovinových úsuškov. Podobná situácia je aj v susedných

krajinách. Pritom takáto forma využitia biomasy by nám umožnila znížiť náklady na výrobu 1

t úsuškov o 30 – 40 % a tým by bolo reálne dostať do kŕmnej dávky hospodárskych zvierat

viac bielkovinových úsuškov ako je tomu v súčasnosti. Spotreba bielkovinových úsuškov

v kŕmnych dávkach hospodárskych zvierat sa v súčasnosti pohybuje len na hranici 8 % zo

spotreby úsuškov v roku 1990. Z hľadiska výživárskeho sú bielkovinové úsušky

nenahraditeľné v kŕmnych dávkach zvierat.

Preto je nevyhnutné v budúcnosti zamerať pozornosť na prebudovanie jestvujúcich

bubnových sušiarní na biomasu či už drevné štiepky, piliny alebo pilinové pelety, prípadne

pelety zo slamy. Pri neustálom zvyšovaní cien energie je táto forma energie stále aktuálnejšia.

6. Zhodnotenie dosiahnutých výsledkov a návrh technologickej linky na sušenie

poľnohospodárskych produktov energiou z biomasy

Výsledky získané meraním technologických liniek na využívanie biomasy ako zdroja energie

nám potvrdili teoretické predpoklady znižovania nákladov na energiu. Energia tvorí najväčší

podiel z nákladov pri sušení poľnohospodárskych produktov. Podľa našich meraní 40 – 60 %

nákladov pripadá na energiu, pri využívaní uhľovodíkových palív ako zdroja tepla.

Pri riešení úlohy sme sa zamerali na sledovanie možností znižovania nákladov na energiu pri

nízkoteplotnom sušení, pri dosušovaní zrnín a pri horúcovzdušnom sušení, využívaním

biomasy ako zdroja tepla.

Počas riešenia úlohy sme sledovali nízkoteplotné sušenie ovocia, zeleniny a liečivých rastlín

na roštovej i boxovej sušiarni. Ďalej sme sledovali dosušovanie zrnín a ako poslednú

technológiu sme sledovali horúcovzdušné sušenie bielkovinových úsuškov. Počas sledovania

41

spomínaných technologických postupov sušenia poľnohospodárskych komodít sme ako zdroj

energie sledovali:

- zemný plyn

- uhlie

- biomasu:

- piliny

- drevo

- pilinové brikety

- slamu

Vo všetkých prípadoch, v ktorých sa ako zdroj energie využívala biomasa sa ukázali úspory

energie. Pri analýze nákladových položiek sa podiel nákladov na energiu znížil pri použití

biomasy o 9,7 % až 86 %. Namerané a vypočítané hodnoty úspory nákladov pri jednotlivých

druhoch sušenia sú v tabuľke 15.

Tabuľka 15 Zníženie nákladov na energiu pri jednotlivých sledovaných druhoch sušenia

Porovnanie paliva Druh sušenia Komodita

Klasické biomasa

Úspora energie

V %

nízkoteplotné zelenina uhlie pilinové brikety 9,7

nízkoteplotné zelenina uhlie drevo 33

teplovzdušné kukurica plyn slama - nakúpená 25

teplovzdušné kukurica plyn slama - vlastná 86

horúcovzdušné lucerna plyn piliny 35

Počas skúšok sa nám podarilo dokázať, že využívanie slamy z vlastných zdrojov ako zdroja

tepla pri sušení zrnín môže ušetriť náklady na energiu až o 86 % v porovnaní s používaním

zemného plynu.

Technológia využitia lisovanej slamy z vlastnej produkcie na dosušovanie zrnín, či už

vlastných alebo vo forme služby, sa javí ako vysokoefektívny spôsob dosušovania.

Skúsenosti z praxe poukázali na vhodnosť dosušovať zrniny teplým vzduchom o teplote 35 –

45 °C cez výmenník tepla, čím dochádza k ich pomalšiemu sušeniu bez vnútorných zmien

v zrne, čo kladne hodnotia hlavne semenári, pretože nedochádza k narušovaniu klíčivosti

42

semien ale aj krmovinári, pretože takto získané komponenty krmív nedošli do styku so

spalinami ako pri teplovzdušnom sušení v klasických obilných sušiarňach. V neposlednom

rade túto technológiu kladne hodnotia aj potravinári či už škrobári, mlynári, sladári alebo

ďalší spracovatelia opäť kvôli tomu, že produkt nebol v styku so spalinami horenia.

Podobne je možné túto technológiu využiť aj pri ďalších poľnohospodárskych komoditách

( zelenina, ovocie, makovice a pod. ) a iných produktoch, ako napríklad drevo pre

spracovateľov a nábytkárov. Technologická linka, ktorú navrhujeme na využívanie slamy ako

biopaliva pri sušiarenstve v poľnohospodárstve má aj tú výhodu, že po malých úpravách je

v nej možné použiť ako palivo aj drevnú štiepku alebo pilinové pelety. Kľúčovým prvkom

v celej technologickej linke je kotol.

V tabuľke 16 sú uvedené základné parametre kotlov na biomasu, ktoré sú dostupné na našom

trhu.

43

Tabuľka 16 Základné parametre kotlov na biomasu

Por.

č. Typ Výrobca Výkon kW Druh paliva

1 DAKON KP PYRO DAKON ČR 21 - 40 Drevo

2 VYGAS S VYMAR B.B. SR 5 – 92 Drevo, štiepky, piliny,

polená

3 HAGER – BME BME NOVÁKY SR 23 – 110 Piliny, štiepky, pelety, pel.

zo slamy, iné poľ odpady

4 HDG – COMPACT HDG BAVÁRIA, NEM 15 – 300 Drevo, všetko piliny,

pelety + štiepky

5 VERNEP P25-45 VERNER SLOVAKIA SR 25 – 75 Drevo – celá škála

6 HOVAL Purolyt HOVAL GmbH, RAK 20 – 45 Drevo, polena, štiepky,

pelety

7 PRÜLLER P-LE PRÜLLER, RAK 6 – 60 Polena + pelety, polena +

štiepky

8 KÜNZEL HV KÜNZEL, NEM 15 – 50 Drevo – polená

9 ATMOS DC ATMOS –J. CANKAŘ ČR 20 – 70 Drevo, polená, pelety

10 EUROTURBO FRÖLING, NEM 10 – 60 Drevo, celá škála

11 TURBO FH FERRO, NEM 8 – 49 Drevo polená, pelety,

slama

12 TURBRA 15-50 GUNTAMATIC, RAK 15 – 50 Drevo celá škála

13 HERZ HERZ GmbH, RAK 15 – 35 Drevo polená, pelety

14 SL30T-150T SOMMERAUER a LINDNER

GmbH, RAK 30 – 1150 Drevo. Pelety

15 BINDER BINDER, RAK 80 – 150 Drevo, polená, pelety.

Štiepky

16 HEIZOMAT GILLES, RAK 40 – 650 Slama-brikety,

drevo celá škála

17 HARGASSNER WTH HARGASNER GmbH, RAK 25 – 100 Drevo, pelety, štiepky

18 REKA – HKRST – FSK REKA, RAK 20 – 60

Pelety zo slamy - dreva,

štiepky, obilie, obilný

odpad do 30 % vlhkosti

19 PASSAT - HO PASSATENERGI, DANSKO 210 – 350 Brikety, slama balíky,

slama, štiepky

Z celkovo uvádzaných 19 výrobcov kotlov len štyria vyrábajú kotle aj na spaľovanie slamy.

Nakoľko sa ako palivo využívajú v spomínaných kotloch aj lisované piliny, prikladáme

výrobcov tohto druhu biopaliva na Slovensku.

44

Pelety: Pelet, s.r.o., Lesná 189, Hliník nad Hronom

Drevomax, s.r.o., 1. mája 2044, Liptovský Mikuláš

Brikety: Beky, s.r.o., Snina

Brikera, s.r.o., Spišská Nová Ves

Bioterm, Elena Fáberová, Liptovská Porúbka 479

Drevomax, s.r.o., 1. mája 2044, Liptovský Mikuláš

FABA, s.r.o., Trate Mládeže 11 / 1740, Banská Štiavnica

Norba Plus, J. Čierny, Prievidza

p. Debnár, Žarnovica

p. Sóoš, Trnava

Na základe získaných, nameraných a vypočítaných údajov za najvhodnejšiu pre sušiarensto

s využitím energie biomasy pokladáme technologickú linku na lisovanú slamu. Táto linka

dokáže znížiť náklady na energiu oproti klasickým uhľovodíkovým palivám rádovo až

o 70 – 80 %.

Z toho dôvodu sme navrhli túto linku aj ako výslednú technologickú linku pre nízkoteplotné

sušenie poľnohospodárskych veľkoobjemových produktov i na dosušovanie zrnín.

Alternatívnym palivom namiesto slamy je drevná štiepka alebo pilinové pelety.

Pri návrhu technologickej linky sme sa zamerali len na strojno – technologickú časť

a stavebno – technologickú spomíname len okrajovo. Táto časť linky by mala byť v réžii

poľnohospodárskeho podniku ako jestvujúca alebo rekonštruovaná stavba.

Taktiež okrajovo spomíname náväzné technológie, ako sú naskladňovanie a vyskladňovanie

sušeného materiálu alebo manipulácia a uskladňovanie slamy. Táto strojno – technologická

časť linky by mala byť taktiež zložená z už jestvujúcich strojov v poľnohospodárskom

podniku. Týmto spôsobom sa návrh sústreďuje len na samotnú technologickú linku

spaľovania slamy. Toto riešenie sleduje cieľ vyčísliť investičné náklady a zároveň ich

minimalizovať aby bolo možné združenými investíciami v roku 2003 realizovať jedno

zariadenie na dosušovanie zrnín a sušenie veľkoobjemových poľnohospodárskych plodín

s využitím energie spaľovania slamy. Združené investície by mali byť poskytnuté:

1. užívateľ – poľnohospodársky podnik

2. ministerstvo pôdohospodárstva SR

3. ministerstvo životného prostredia SR

4. fond Európskej únie SAPARD a pod

45

Koordinátorom realizácie sušiarne by bol TSÚP Rovinka.

Strojno – technologická linka na naskladňovanie a vyskladňovanie sušeného materiálu na

manipuláciu so slamou a sušenie by mala pozostávať:

1. Lis na stebelniny – zabezpečujúci zber slamy lisovaním do veľkoobjemových balíkov

2. manipulačná a dopravná linka – manipulátor na zber balíkov z poľa a nakladanie na

dopravný prostriedok. Manipulátor by zároveň slúžil aj na nakladanie balíkov na

dávkovací dopravník linky na spaľovanie slamy. Vhodný je samohybný manipulátor

s hydraulicky výsuvným ramenom a nakladacími vidlami alebo drapákom na

manipuláciu s balíkmi

3. uskladňovací priestor na balíky slamy – by mal byť prístrešok zabraňujúci zamokaniu

balíkov v blízkosti sušiarne. Ideálny je roštový veľkokapacitný halový senník

s mostovým žeriavom, zabezpečujúcim manipuláciu s balíkmi v sklade.

Nakoľko sa uvažuje s roštovou prechodnou boxovou sušiarňou, naskladňovanie

a vyskladňovanie by bolo zabezpečené opäť samohybným manipulátorom, ktorý by

vhodnou lyžicou zabezpečil nakladanie sušeného materiálu. V prípade náväznosti

sušiarne na čističku alebo predčističku zrnín, naskladňovanie by mohlo byť

zabezpečené sústavou závitovkových a pásových dopravníkov.

Strojno – technologická linka naskladňovania a vyskladňovania sušeného materiálu

ako aj linka na manipuláciu so slamou by bola riešená individuálne podľa možností

konkrétneho poľnohospodárskeho podniku.

4. Samotná sušiareň by mala byť s roštovou podlahou a prívodným kanálom na sušiace

médium. Jej rozmery pre tento účel nie sú rozhodujúce ale kapacita jedného sušiaceho

boxu by nemala byť menšia ako 50 t. Takýto objem dosušovaných zrnín je možné

spracovávať od naskladnenia po vyskladnenie v cca dvojdňových cykloch. Pri našich

meraniach bol dvojdňový cyklus aj v sušiacom boxe s kapacitou 127 t.

Samotná strojno – technologická linka na spaľovanie slamy slúžiacej ako zdroj

energie pri sušení poľnohospodárskych produktov by pozostávala z:

1. Rozdružovač balíkov slamy, ktorý sa skladá z:

- podávacieho pultu

- hrubého rozdružovača

- jemného rozdružovača

2. Závitkový dopravník spájajúci rozdružovač s cyklónom, samotný cyklón

s turniketovým dávkovačom

46

3. Kotol na spaľovanie slamy s príslušenstvom:

- Podávací závitkový dopravník slamy

- Protipožiarne zariadenie

- Odpad popola

- Rozvody vody a vzduchu

- Výfukové potrubie, komín

4. Riadiaca jednotka s rozvodni, počítačom a snímačmi

5. Výmenník tepla

6. Ventilátor

Základom celej linky je kotol s príslušenstvom a rozdružovač slamy s príslušenstvom. Ostatné

spomínané zariadenia sú súčasťou celej linky.

Kotol Passat HO 300 je určený na spaľovanie slamy a drevnej štiepky má výkon 350 kWh

a 300 000 kcal / h, pri výkonnosti 3 000 – 3 600 kcal / kg. Priemer spaľovacej komory 850

mm, plocha výmenníku tepla 30 m2, obsah vody 1 100 l, hmotnosť kotla je 1 800 kg, skúšaný

tlak 400 kPa a prevádzkový tlak 250 kPa. Tento kotol s automatickým spaľovaním je

montovaný s keramickou spaľovacou komorou, ktorá zaisťuje spaľovanie plynov. Kotol je

vybavený automatickým prikladacím systémom, kutáčom popola a dúchadlom na odsávanie

spalín.

Rozdružovač slamy PB R II je určený na rozdružovanie veľkých hranatých balíkov slamy,

výkonnosť je plynulo meniteľná od 15 do 1 000 kg slamy za hodinu. Vyznačuje sa nízkou

spotrebou elektrickej energie. Zásobník má kapacitu na tri hranaté balíky. Výška

rozdružovača je 2 180 mm a jeho hmotnosť 1 320 kg. Dávkovanie slamy podľa zvoleného

množstva umožňuje vhodné spojenie s prikladacím zariadením, do ktorého je drvená slama

dopravovaná buď pneumaticky alebo závitkovým dopravníkom. Prídavné zariadenie, ktoré

predlžuje dĺžku dopravníka balíkov slamy ma dĺžku 1 až 12 m. Rozdružovač je vybavený

plynulým ovládaním rýchlosti s jednoduchou obsluhou. Dvojbubnové nožové rozdružovacie

valce sú poháňané elektromotorom 1,5 kW. Otáčky valcov sú nastaviteľné od 3 do 30 otáčok

za minútu.

Na obrázku je znázornená schéma celého strojno – technologického zariadenia na spaľovanie

slamy aj s označením jednotlivých častí linky. Investičná náročnosť linky je vrátane projektu

a montáže zostavy je 6,67 mil. Sk.

47

Schéma

48

7. Doporučenia a návrhy na ďalšie riešenie

Ako výsledky riešenia úlohy ukázali, cesta znižovania energetickej náročnosti sušiaceho

procesu v poľnohospodárstve, využívaním biomasy ako biopaliva je správna.

Možnosť zníženia nákladov pri sušení z hľadiska spotreby energie rádovo až 30 %

a v najvýhodnejších až o 80 % je nutné v praxi realizovať.

Ako je v predchádzajúcej kapitole navrhnutá strojno – technologická linka na využívanie

slamy ako zdroja energie pri sušení v poľnohospodárstve, je potrebné spoločnými silami

zainteresovaných organizácií a inštitúcií túto linku realizovať v praxi.

Vzhľadom na ekonomickú situáciu drvivej väčšiny našich poľnohospodárskych podnikov je

potrebné vytvoriť združené investície na realizáciu strojno – technologickej linky na

využívanie slamy v sušiarenstve.

Na združených investíciách by sa mali podieľať:

1. Užívateľ – poľnohospodársky podnik – strojno – technologická linka naskladňovania

a vyskladňovania sušiaceho materiálu, výstavba alebo rekonštrukcia sušiarne

2. MP SR, MŽP SR, fond EÚ – strojno – technologická linka spaľovania slamy

3. TSÚP Rovinka – koordinácia a finančné zabezpečenie realizačných prác v rámci

riešenia úlohy kontraktu medzi TSÚP a MP SR na roky 2003

Teda ďalším riešením by mala byť realizácia vzorového sušiarenského zariadenia na

využívanie slamy ako zdroja energie

Pri efektívnom rozhodovaní nadriadených orgánov je predpoklad, že včasná realizácia

projektu v praxi začiatkom roku 2003 by umožnila jeho prevádzku už po žatve v tom istom

roku.

49

8. Záver

Ako ukázali merania pri riešení tejto úlohy je možné pri sušení poľnohospodárskych

produktov znížiť náklady až o 80 % pri nahradení zemného plynu ako paliva slamou

z vlastnej produkcie. Tento poznatok potvrdil naše predpoklady, že jediný spôsob ako znížiť

energetickú náročnosť sušiaceho procesu, je využívanie biomasy ako zdroja energie.

Ak má mať v budúcnosti výskum a vývoj v energetickej oblasti prioritné postavenie, tak ako

je to deklarované, je nevyhnutné zabezpečiť aj patričné zdroje na jeho realizáciu v praxi. Je

potrebné vybudovať také sušiarenské zariadenia, ktoré budú môcť využívať všetky druhy

biomasy, slamu nevynímajúc, na sušiarenské účely.

Je potrebné zdôrazniť, že zvyšovanie efektívnosti sušiarenského procesu je možné len cestou

znižovania nákladov na spotrebu energie. Najvýhodnejšou cestou je využívanie netradičných

zdrojov energie, ktoré sú aj z hľadiska ochrany životného prostredia najperspektívnejšie a je

najvyšší čas prejsť od ich teoretického hodnotenia k praktickému využívaniu.

O požiadavke EÚ na využívanie obnoviteľných zdrojov energie v členských krajinách na

úrovni 10 – 12 % z celkovej energetickej spotreby by sa nemalo len diskutovať, ale by mala

byť naplnená.

50

9. Použitá literatúra

1. Abrham Z., Jevič P., Kovářová M. – Průmyslové a energetické využití slámy

a stébelnaté fytomasy, Agromagazin č. 10, Praha, 2002

2. Kantůrek Z. – Nové možnosti rentabilního sušení, Mechanizace zeměďelství č. 12,

Praha, 1999

3. Ilavský J. – Analýza energetického potenciálu zdrojov biomasy na Slovensku,

Výskumná práca, LVÚ Zvolen, 2000

4. Energia biomasy, princípy a aplikácie, materiál spracovaný pre Európsku komisiu pre

energiu, IDAE, Madrid, 2000

5. Šedivá Z., Jevič P.. Biopaliva z rostlinné biomasy jako zdroj energie, výzkumná správa,

VUZT, Praha, 2000

6. Váňa J. – Ekologické aspekty energetického využití biomasy, Výzkumný ústav

rastlinnej výroby, Praha, 2001

7. Koč B. – Od úspor k alternativám, Úroda č. 12, 1998

8. Koč B. – Teplo ze slámy po obec, Úroda č. 12, 1998

9. Kára J., Jevič P.. – Řepka jako energetická plodina, Úroda č. 6, 2002