viljan kuivatuksessa säästöjä nopeasti proagria pirkanmaa kuivatuksessa... · kuivauksen...
TRANSCRIPT
-
Viljan kuivatuksessa sstj nopeasti ProAgria Pirkanmaa
prof. Jukka Ahokas
14.2.2012
Maatalous-metstieteellinen tiedekunta
Maataloustieteiden laitos
-
Viljan kuivaus:
-
Lis energianssttutkimuksia:
-
Tulossa olevia
http://www.energia-akatemia.fi/Sivut/default.aspx
http://enpos.weebly.com/
http://www.energia-akatemia.fi/Sivut/default.aspxhttp://www.energia-akatemia.fi/Sivut/default.aspxhttp://www.energia-akatemia.fi/Sivut/default.aspxhttp://enpos.weebly.com/
-
Kuivaamistarve
Kuivauksessa
materiaalista poistetaan
vett
Jokaista haihdutettua
vesikiloa kohden tarvitaan
0,15 l polttoljy
Hehtaarin sadon
kuivaamiseen tarvitaan
viljan kosteudesta
riippuen 30 70 l ljy
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
0
20
40
60
80
100
120
140
15 17 19 21 23 25 27
Haketa
rve m
3/h
a
ljyn
tarv
e l
/ha
Viljan kosteus %
ljy l/ha Hake m3/ha
-
Kuivaus
Poistettava vesimr on:
a
lasatovpoisto
w
wwMM
1
Mvpoisto = poistettava vesimr
Msato = loppukosteudessa wl oleva
satomr (normaalisti 13 %)
wa = kuivauksen alkukosteus (wb)
wl = kuivauksen loppukosteus (wb)
-
Esimerkki
Hehtaarisato on 3500 kg ja puintikosteus on 20 %.
Poistettava vesimr on 3500*(0,2-0,13/(1-0,2)= 306 kg.
Thn tarvitaan ljy n 46 l.
Jos vilja korjataan 500 ha alalta, n 150 tonnia vett pit
poistaa viljasta. Thn tarvitaan n 23 000 l ljy
vuosittain. Jos kuivataan hakkeella, tarvitaan 270 m3
haketta.
-
Lmminilmakuivurin kapasiteetti
Kuivurin kapasiteetti pit laskea kokonaisuutena, jolloin siihen vaikuttavat mm Kuivurin tilavuus Uunin teho Elevaattoreiden tehot Puskurivaraston kytt Jhdytyssiilon kytt Kuivuriautomatiikka Ern kuivausaika/vuorokausirytmi Viljan kosteus Viljojen kypsymisaika
Jos ajatellaan koko viljankorjuuketjua, kuivuri ei saisi hidastaa sadonkorjuuta
-
Kuivauspivt
Kuivauseri vuorokaudessa on keskimrin 2 kpl Puintikelpoisia pivi on
keskimrin 16 kpl korjuukautena Jos kuivurin kapasiteetin pit olla
puintikapasiteetin suuruinen, saadaan esim. 16 pv ja 2 er/pv = 32 er/satokausi Koko korjattavan sadon pitisi
siten mahtua 32 ern.
-
Uunin koko
Uunin koon valinnassa vaikuttavat seuraavat asiat: Liian suuri nopeus (suuri
ilmamr) vie jyvi poistoilman mukana Lmptilan nousu,
puhallusilman mr ja uunin teho ovat toisistaan riippuvia Mit suurempi ilmamr
puhaltimella on, sit nopeammin kosteus poistuu
Puuni = qmT
Uunin teho Puuni riippuu
kuivauslmptilasta ja
uunin ilmamrst.
-
Uunin tehon vaikutus 40 m3 kuivuri ja kuivauslmptila 70 C
-
Viljan jhdytys
Kuivausilman lmpeneminen kesti 7 min, kuivaus 7 h ja jhdytys 1 h.
Jhdytys tarvitsee lhes aina saman ajan, kuivumisaika riippuu viljan
alkukosteudesta. Tss tapauksessa sstettisiin 1 h aika, jos jhdytyssiilo
olisi erillinen.
0
25
50
75
100
0 2 4 6 8
Kuivauslmptila Viljan lmptilaPoistoilman lmptila
Aika H
Lm
p
tila
C
-
Sstmahdollisuuksia
Kuivauksen energian kulutusta on teknisesti mahdollista vhent jopa yli 50% ljyst voidaan luopua
siirtymll uusiutuviin polttoaineisiin - Vilja voidaan kuivata kokonaan kotimaisella polttoaineella Kuivaamisesta voidaan
kokonaan luopua jos kytetn muita silnttapoja Hytyyk viljelij tst
taloudellisesti Talous on eri asia kuin energiansst !
16 %
32 %10 %
Polttoljy (68,9 snt/l)
Shk (8,9 snt/kWh)
8 %
200 hl
Korko (5%)
Poisto (poistoajat: koneisto 15 ja rakennus 25 vuotta)
Vakuutus ja kunnossapito (1,5%)
Polttoljy (68,9 snt/l)
Shk (8,9 snt/kWh)
Ty
-
Energian sst
ljypolttimen st, vaikutus 0 15 % Kuivaus hyvn sn aikaan,
vaikutus 0 20 % Kuivurin eristminen, vaikutus 10
20 % Korkea kuivauslmptila, vaikutus
10-15 % Ylikuivaamisen vlttminen,
vaikutus 10-20% Poistoilman lmmn talteenotto,
vaikutus jopa yli 50 %
-
Polttimen stminen
ljypolttimen st, vaikutus 0 15 %
Laskentaperuste Vilja-ala 100 ha
Puintikosteus 22 %
Varastointikosteus 13 %
Sato 3500 kg/ha
Energiansst
Kustannus 400
Sst 5,0 %
Sst /v 190
Takaisinmaksuaika v 2,1
-
ljynpolton hytysuhde
Polttimen ilmamrn st vaikuttaa
Savukaasujenlmptilaan
CO2 pitoisuuteen
hviihin
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
50 100 150 200 250 300 350
Savu
kaas
uh
vi
%
Savukaasulmptila C
Savukaasuhvit
8
9
10
11
12
13
14
15
CO2 pitoisuus %
-
Kuivaaminen hyvn sn aika
70 C
15 C
5 C Tss esimerkiss kylmll sll tarvitaan lhes 20% enemmn
energiaa!
Ilmaa lmmitettv 55 C
Ilmaa lmmitettv 65 C
-
Kuivausolosuhteet
Helsinki
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 4 8 12 16 20 24
Kellonaika
Ilm
an
ko
ste
us
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Lm
p
tila
C
Elokuu % Syyskuu % Lokakuu % Elokuu C Syyskuu C Lokakuu C
-
Eristminen
Kuivurin eristminen, vaikutus 10 20 %
20 C - 20 C 70 C 10 C
Talo Kuivuri Eristminen lyhent mys kuivausaikaa !
Energiansst
Kustannus 2000
Sst 10,0 %
Sst /v 379
Takaisinmaksuaika v 5,3
-
Pintalmptiloja
Kuivurin puhallusilman puoleisen
pdyn pintalmptilat ovat n 30
50 C
Tst aiheutuu 200 300 W/m2
lmpvirta
10 m2 peltipinta aiheuttaa 2 3 kW
lmphvin
Puhallusputken pintalmptilat ovat
50 60 C ja lmpvirta on 400
500 W/m2
5 m pitkn ja 0,63 m halkaisijaltaan
olevan putken vaipan ala on n 10 m2
ja lmphvi on 4 5 kW
-
Eristminen
-
Tuloksia Alustavia syksyn 2011 koetuloksia
Er Alkukosteus [%] Kaasun kulutus eristmttmss
kuivurissa [m3]
Kaasun kulutus
eristetyss kuivurissa
[m3]
Energian sst [%]
1 24 209 182 13
2 21 209 156 25
3 22 144 134 7
4 17 99 71 28
5 15,5 78 65 17
6 19,5 128 98 23
7 16 72 51 29
Keskiarvo 20 %
-
Korkea kuivauslmptila
Korkea lmptila nopeuttaa
kosteuden siirtymist jyvss
Kuuma ilma pystyy sitomaan
enemmn vett viljasta
Lmptilan nosto
Pienent energian kulutusta
Lis kuivurin kapasiteettia
Lis kuivurin lmphviit
eristys nousee trkeksi
Siemenviljaa ja leipviljaa ei
saa kuivata liian kuumalla
ilmalla
-
Tuloksia kuivausilman lmptilan noston vaikutuksesta
Lhde: Suomi et al. 2003. Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla. Maa- ja elintarvike 31.
-
Viljan lmmnkestvyyteen vaikuttaa
Viljan kosteus. Hyvin kostean viljan kuivuessa
jyvn syntyy jnnityksi, jotka voivat rikkoa
jyvn rakenteen ja aiheuttavat vaurioita
Lmmlle altistumisaika. Jyv lmpenee
nopeasti kuivausilman lmptilaan ja vauriot
lisntyvt, jos altistumisaika pitenee.
Kuivurin rakenne. Rakenne ja toimintatapa
ratkaisevat kuinka kauan jyv altistuu korkealle
lmptilalle.
Viljalaji tai -lajike. Viljalajike vaikuttaa viljan
kestvyyteen.
Rehuvilja
-
Kuivauslmptilan vaikutus ohran itvyyteen
Lhde: Suomi et al. 2003. Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla. Maa- ja elintarvike 31.
Kuivausilman lmptila 119C, nopea kierto
Korkea lmptila tuhoaa itvyyden !
-
Kuivauksen hytysuhde
Kuivaukselle voidaan laskea hytysuhde, esimerkiksi
lmptilahytysuhde on helppo todeta kuivaus- (Tk),
poisto- (Tp) ja ulkoilman (Tu) lmptilojen avulla
uk
pk
TTT
TT
Tk Tp
Tu
-
Kuivurin lmphvi
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 5000
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
Drying time min
Po
we
r/L
oss
kW
Heat power
Heat loss
Lmpenemisen aiheuttama hvi
Kuivauksen aiheuttama hvi
-
Kuivuminen
-
Lmmn talteenotto
Poistoilman lmp
voidaan kytt imuilman
lmmittmiseen
Hyty jopa 50 %
Hankala toteuttaa ja kallis
Kuivausilman plyt
vaikeuttavat
lmmnvaihdinten
toimintaa
-
Energian sst
Tll kuivurilla
pstn yli 50%
energian sstn
-
Kotimainen polttoaine
Hake Polttoaine pit varata ennakkoon Vaatii investointeja, uusi uuni, automaattinen polttoaineen sytt,
automaattinen tuhkan poisto Biopolttoljy
Voidaan hydynt nykyisi uuneja Kannattavaa vain jos saadaan rouhe kytetty
Vilja Huonokuntoisen viljan kytt lmmitykseen Onko viljan poltto eettisesti hyvksyttv ?
Lmpkeskuksen hydyntminen Kuivurin tehontarve on paljon suurempi kuin rakennusten tehon
tarve => lmpkeskuksen lmmll voidaan vain auttaa kuivuria Vesipattereiden ja lmpputkien asentaminen on kallista
-
Hake
Etupes, voidaan liitt nykyiseen
ljykattilaan
Teho ljykytt alhaisempi
Joudutaan hankkimaan uusi uuni
Biopoltin
-
Hakkeen kannattavuus Viljamr Vilja-ala 100 ha
Puintipivi
vuodessa 15
Puintikosteus 25 % 33,3 db Eri/vrk 2
Varastointikosteus 13 % 14,9 db Eri vuodessa 30
Sato 3500 kg/ha 14 % kosteudessa Erkoko 11667 kg
16 m3
Varastoinnissa Vett 455 kg
Kuiva-ainetta 3045 kg
Puitaessa Vett 1015 kg
Kokonaismr 4060 kg
Vihrell merkittyihin ruutuihin voit sytt uudet
arvot !
Poistettava
vesimr 560 kg
Plttoljy P tarve 0,12 kgP/kgH2O
P tarve 67,2 kg/ha
Hytysuhde 0,9
P 0,835 kg/l
P tarve 80 l/ha 793 kWh/ha
P tarve koko
alalla 8048 l 79333 kWh
P hinta 1 /l
P kustannus 8048
P lmpsislt 42,5 MJ/kg
Kuivurin
eristminen 2000
11,8 kWh/kg
9,9 kWh/l
0,10 /kWh
Vaihtoehdot Hake 0 /m3 Puupelletti 0,26 /kg Vilja 0,1 /kg Energiansst
Investointikustannus Uusi hakeuuni 25000 Uusi uuni 25000 Uusi uuni 25000 Kustannus 2000
Polttoainevarasto 3000
Polttoainevara
sto 3000 Polttoainevarasto 2000 Sst 10,0 %
Hakkuri 5000 Hakkuri 0
Yhteens 33000 Yhteens 28000 Yhteens 27000
Polttoaine Kosteus 30 % Kosteus 10 % Kosteus 14 % Sst /v 805
Tiheys 200 kg/m3 Tiheys 800 kg/m3 Tiheys 700 kg/m3
Takaisinmaksuaik
a v 2,5
Lmparvo 12,6 MJ/kg Lmparvo 16,9 MJ/kg Lmparvo 16,9 MJ/kg
3,5 kWh/kg 4,7 kWh/kg 4,7 kWh/kg
698 kWh/m3 4682 kWh/t
Hytysuhde 0,8 Hytysuhde 0,8 Hytysuhde 0,8
Mrt Mr 1,28 m3/ha Mr 0,19 t/ha Mr 169 kg/ha
Mr 128 m3 Mr 19 t Mr 16942 kg
Hinta 0 Hinta 4956 Hinta 1694
Sst /v Sst /v 8048 3092 Sst /v 6354 Sst /v 805
Takaisinmaksuaika
v Tak.maksuaika v 4,1 9,1 Tak.maksuaika v 4,2 Tak.maksuaika v 2,5
-
Halkouuni
Tylit, ei nykyaikaa, paloturvallisuus ?
-
Kylmilmakuivaus
Kuluttaa 1/4:n lmminilmakuivauksen
energiamrst
Hyv vastaanotto-kapasiteetti voidaan
hydynt parhaat puintikelit
"Varastokuivuri"
Pitk kuivausaika
Vilja ei hiodu alempi hl-paino
Vilja ei kierr jatkuvasti esipuhdistimen
kautta enemmn roskia
Ei kauppakelpoista viljaa ilman
lislmp
Soveltuu huonosti, jos on monia lajeja ja
lajikkeita
-
Kylmilmakuivaus Jos viljakerroksen paksuus > 1m
keskipakopuhallin vlttmtn Mrk vilja yli 60 cm kerroksessa
kuorettuu ja pintakerros homehtuu Paksuissa kerroksissa viljan
sekoittaminen on vlttmtnt Suuri kuivuri suuri liitntteho
polttomoottorikyttinen puhallin lislmp Rationaalinen viljan ksittely
edellytt koneistamista kylmilmakuivuri on hankala koneistaa halvalla investointikustannukset nousevat
-
Kylmilmakuivuri
SAMI-kuivaussiilot
Kuivaussiilo toimii automaattisesti logiikan
ohjaamana.
Kuivauksen alkaessa ohjataan puhallin
plle, jonka jlkeen siilon keskell
olevassa puhalluskanavassa liikkuvan
sulkutulpan korkeutta ohjataan
saavuttamaan sdetty painetaso.
Mrtyn vlein viljamassaa kierrtetn
siilossa kyttmll yhtaikaisesti poisto- ja
tyttkuljettimia.
-
Listietoa
http://www.energia-akatemia.fi/Sivut/default.aspx
http://enpos.weebly.com/
http://www.energia-akatemia.fi/Sivut/default.aspxhttp://www.energia-akatemia.fi/Sivut/default.aspxhttp://www.energia-akatemia.fi/Sivut/default.aspxhttp://enpos.weebly.com/