Viljankäsittelyn tehostaminen tulevaisuuden yksiköissä

Samankaltaiset tiedostot
Energiansäästö viljankuivauksessa

Viljankäsittelyn tehostaminen tulevaisuuden yksiköissä Jukka Ahokas & Hannu Mikkola Maataloustieteiden laitos Helsingin yliopisto

Viljankuivaus Tarvaala

Viljankäsittelyn tehostaminen tulevaisuuden yksiköissä

Viljan kuivatuksessa säästöjä nopeasti ProAgria Pirkanmaa

Viljankäsittelyn tehostaminen tulevaisuuden yksiköissä

Jukka Kontulainen ProAgria Satakunta ry

Viljankuivauksen tehostaminen

Maatalouden energiankäyttö ja energian säästäminen Maataloustieteen päivät 2012

Peltokasvintuotannon energiankulutus

Maaseudun energiapäivä Mepu Oy Mynämäentie 59, Yläne, Finland Tel

Energiatehokas ja kotimaista polttoainetta käyttävä kuivuri Jouni Virtaniemi Antti-Teollisuus Oy

Energiatehokkaat maatalouskoneet. Jukka Ahokas Helsingin Yliopisto Maataloustieteiden laitos

Viljankuivaus ja siihen liittyvät energianäkökulmat

Kuivauksen fysiikkaa. Hannu Sarkkinen

Uuden kauden kuivuri. Biotaloudesta menestystä maaseudun yrityksille -teemapäivä. Loimaa Suomen maatalousmuseo Sarka.

Case: Suhmuran maamiesseuran viljankuivaamo. Juha Kilpeläinen Karelia AMK Oy

Jukka Ahokas Tapani Jokiniemi Helsingin Yliopisto Agroteknologia

Oy TORNUM Ab. Johan Lindholm Mats Öhman Mårten Krokfors. Oy TORNUM Ab 2012

Viljankuivurin päivitys. Markku Lappi ProAgria Etelä-Suomi Lahti

Kasvinviljelyn energiankulutus Tapani Jokiniemi

VAKOLA Koetusselostus 387 SINUS 6 DUPLEX TWIN-VILJANKUIVURI. Koetuttaja ja valmistaja: 0 y Sav onius & C o A b, Helsinki.

ProAgria Etelä-Suomi Lahti Johan Lindholm

Viljan kuivauksen kokemuksia PARI polttoöljyjen lisäaineen kanssa. PARI polttoöljyjen lisäaineen käyttökokemus ohran kuivauksessa

Maatilojen energiatehokkuus. Oulu Mikko Posio

Arskametalli Oy ARSKA AINA ASKELEEN EDELLÄ. NURMISIEMENSEMINAARI / Huittinen TIETOA YRITYKSESTÄ. Janne Käkönen

Maatilojen energiankäytön kasvihuonekaasujen vähentäminen: bioenergiaa vai tuoresäilöntää?

Edistyksellinen L-SARJAN VAUNUKUIVURI

Broilerintuotannon energiankulutus ja energian säästömahdollisuudet. Energiatehokkuuspäivä Hämeenlinna Mari Rajaniemi

JF-LAVAKUIVURI Koetuttaja ja valmistaja:.t : m i F. Jungf el d, Tampere. Ilmoitettu hinta ( ) : täydellisenä, 10 säkin lavalla varustettuna

Maaseudun Energia-akatemia Arviointi oman tilan energian kulutuksesta

VAUNUKUIVURIT K-SARJA M K

VAKOLA Koetusselostus 267 VALTION MAATALOUSKONEIDEN TUTKIMUSLAITOS AITO-VILJANKUIVURI

Antilta odotettu UUTUUS

Polttopuun luonnonkuivaus, keinokuivaus ja laadun hallinta

Lämpölaitostekniikkaa. Nurmes Esa Kinnunen Biomas-hanke

KOE 3, A-OSIO Agroteknologia Agroteknologian pääsykokeessa saa olla mukana kaavakokoelma

VA K OLA VALTION MAATALOUSKONEIDEN TUTKIMUSLAITOS Koetusselostus /59/1

Energiataloudellinen uudisrakennus tai lyhyt takaisinmaksuaika yhdistämällä energiasaneeraus Julkisen rakennuksen remonttiin

Kuva 1. öljypolttimella varustetun Jaakko-lavakuivurin lämmityslaite, puheilla ja putki, joka ohjaa savukaasut uunia sytytettäessä säkkilavan ohi.

VAK OLA Puhelin Helsinki Routatieas Pitäjänmäki

Kuivaamo ratkaisee kuivauksen hinnan

MEPUN KUIVURIUUNIT TALOUDELLISET JA TEHOKKAAT LÄMMÖNLÄHTEET

VAKOLA VALTION MAATALOUSKON EIDE N TUTKI M US LAITOS Koetusselostus 209

K-SARJAN VAUNUKUIVURIT

MIKSI NURMISIEMENTUOTANTOA. Hämeenkyrö Jukka Saarinen

MEPUN KUIVURIUUNIT TALOUDELLISET JA TEHOKKAAT LÄMMÖNLÄHTEET

Pilkkeiden keinokuivaus Pilkepäivä, Energiametsä-hanke Oulu Jyrki Raitila, erikoistutkija VTT

Viljankuivausopas. Vakolan tiedote 35/83

Kuivausprosessin optimointi pellettituotannossa

VILJANKUIVAUKSEN ENERGIATEHOKKUUDEN SELVITTÄMINEN SIMULOIMALLA

Energiatehokkuudesta kilpailukykyä maatiloille VILMA- ilmastoviisaita ratkaisuja maatiloille Maarit Kari ProAgria Keskusten Liitto

.MAATALOUSKON.E:IDEN TUTKIMUSLAITOS

Esimerkkejä yksittäisten maatilojen energiankäytöstä - lähtötilanteen muodostaa tilan nykyinen energiankäyttö

DI Oulun Yliopisto Prosessitekniikka Lehtori Kokkolan Teknillinen oppilaitos Saudi Iron and Steel Co Saudi-Arabia

Energia-alan keskeisiä termejä. 1. Energiatase (energy balance)

Viljankäsittelyn parhaat ratkaisut

1967 Koetusselostus 651 Test report

VAK OLA Puhelin Helsinki

Lämpöpumpputekniikkaa Tallinna

MEPUN KUIVURIUUNIT TALOUDELLISET JA TEHOKKAAT LÄMMÖNLÄHTEET

Energian säästömahdollisuudet maatiloilla Jukka Ahokas Helsingin yliopisto

Hevosenlannan mahdollisuudet ja haasteet poltossa ja pyrolyysissä

Esimerkkejä broilerintuotannon energiankulutuksesta ja sen tehostamisesta

Tuloilmaikkunoiden edut ja kannattavuus

Polttopuun kuivaus Uimaharjun lämpölaitoksen yhteydessä

Hevosenlannan mahdollisuudet ja haasteet poltossa ja pyrolyysissä

Energian uusia tuulia Euroopan pienlaitoksilta

Energiatehokkuuden analysointi

Tuloilmaikkunoiden edut ja kannattavuus. As Oy Espoon Rauhalanpuisto 8

ENPOS Maaseudun Energiaakatemia

Puun keinokuivauksen perusteet

Energiasuunnitelma ja energia maatilaympäristössä

Antti Agrosec kuivurit viljankäsittelyn ammattilaisille

VALTION MAATALOUSKONEIDEN TUTKIMUSLAITOS SÄKKIESA-VILJANKUIVURI

Maatilan biokaasu- ja energiansäästöpäivä

Tuoreviljan taloudellisuus

Moonr, T E H 0- VILJANKUIVURIT

Fysikaaliset ja mekaaniset menetelmät kiinteille biopolttoaineille

Metsäenergian mahdollisuuudet Hake, pelletti, pilke

HUBER Nauhakuivain BT lietteen termiseen kuivaamiseen

K-SARJAN VAUNUKUIVURIT

TUTKIMUS IKI-KIUKAAN ENERGIASÄÄSTÖISTÄ YHTEISKÄYTTÖSAUNOISSA

Tulevaisuuden kuivausmenetelmät

Kasvintuotannon energiankulutus. Peltotyöt Jussi Esala - SeAMK

FRAME-seminaari

Lähilämpöä Teiskossa Juha Hiitelä Metsäkeskus Pirkanmaa

MUUTTUVAT KUSTANNUKSET

EnergiaRäätäli Suunnittelustartti:

Aurinkoenergia osana Vuores-talon energiaratkaisua

VAUNUKUIVURIT K-SARJA

GASEK HEAT & CHP. Pienen mittakavan energiaratkaisut alle 5 MW teholuokkaan

Oljen ja vihreän biomassan korjuuketjut ja kustannukset

Viljelyohjelmalla lisää puhtia

Energy recovery ventilation for modern passive houses. Timo Luukkainen

Onko peltobiomassan viljely ja jalostaminen energiaksi energiatehokasta - Syökö peltoenergiakasvien

Lämpöilta taloyhtiöille. Tarmo Wivi Lönn Sali. Lämmitysjärjestelmien ja energiaremonttien taloustarkastelut

Biobisnestä Pirkanmaalle Neuvontakäynnit Metsäenergian käyttö

Siemenen laatu ja punahome. Hanna Ranta siemenlaboratorio, kasvianalytiikka Evira, Loimaa

HYVÄ SUUNNITTELU PAREMPI LOPPUTULOS SUUNNITTELUN MERKITYS ENERGIAREMONTEISSA

Transkriptio:

Viljankäsittelyn tehostaminen tulevaisuuden yksiköissä Yhteiskuivuri ja rehutehdas päivä 15.12.2011 Asikkalassa, Koulutuskeskus Salpauksessa Jukka Ahokas 15.12.2011 Maatalous-metsätieteellinen tiedekunta Maataloustieteiden laitos

Öljyä l/ha tai viljaa kg/ha Kuivaamistarve Kuivausta tarvitaan, jotta vilja saadaan säilymään Kuivattaessa poistetaan vettä viljasta Jokaista poistettua vesikiloa kohti tarvitaan 1,5 desilitran verran öljyä Hehtaarisadon kuivaamiseen tarvitaan 70 l pö/biopö, n 1,2 m 3 haketta tai 150 kg viljaa (25 % kosteus) Öljyn/viljan tarve l/ha, 3500 kg/ha sato 600 500 400 300 200 100 0 15 % 20 % 25 % 30 % 35 % 40 % Viljan kosteus Öljyn tarve l/ha Polttoviljan tarve

Kuivaus Poistettava vesimäärä on: M vpoisto M sato wa w 1 w a l M vpoisto = poistettava vesimäärä M sato = loppukosteudessa w l oleva satomäärä (normaalisti 13 %) w a w l = kuivauksen alkukosteus (wb) = kuivauksen loppukosteus (wb)

Esimerkki Hehtaarisato on 3500 kg ja puintikosteus on 20 %. Poistettava vesimäärä on 3500*(0,2-0,13/(1-0,2)= 306 kg. Tähän tarvitaan öljyä n 46 l. Jos vilja korjataan 500 ha alalta, n 150 tonnia vettä pitää poistaa viljasta. Tähän tarvitaan n 23 000 l öljyä vuosittain. Jos kuivataan hakkeella, tarvitaan 270 m 3 haketta.

Lämminilmakuivurin kapasiteetti Kuivurin kapasiteetti pitää laskea kokonaisuutena, jolloin siihen vaikuttavat mm Kuivurin tilavuus Uunin teho Elevaattoreiden tehot Puskurivaraston käyttö Jäähdytyssiilon käyttö Kuivuriautomatiikka Erän kuivausaika/vuorokausirytmi Viljan kosteus Viljojen kypsymisaika Jos ajatellaan koko viljankorjuuketjua, kuivuri ei saisi hidastaa sadonkorjuuta

Korjuusää Puinnin kriteeri 80% ilman suhteellinen kosteus Puintipäivän pituus on elokuussa n 10 h/vrk Puintipäivän pituus on syyskuussa n 6 h/vrk Puinnit alkavat Etelä-Suomessa keskimäärin 10. elokuuta 10 % puinneista on alkanut vasta syyskuussa Esim. Korjuujakso elokuun puolivälistä syyskuun loppuun = 45 vrk. Kriteeri 1 ja 80% todennäköisyys => korjuupäiväkerroin on 0,35 => 16 korjuukelpoista päivää. Puintipäivän pituus on 8 h/vrk => 128 h käytettävissä Laine A. Konekapasiteetin mitoitus ja konekustannukset viljan ja nurmirehun tuotannossa. TTS julkaisuja 349

Kuivauspäivät Kuivauseriä vuorokaudessa on keskimäärin 2 kpl Jos kuivurin kapasiteetin pitää olla puintikapasiteetin suuruinen, saadaan esim. 16 pv ja 2 erää/pv = 32 erää/satokausi Koko korjattavan sadon pitäisi siten mahtua 32 erään.

Esimerkki Puitava vilja-ala on 500 ha ja sato on 4 t/ha (märkä vilja). Kuinka suuri kuivuri tarvitaan? Viljan hehtolitrapainoksi voidaan ottaa vaikka 60 kg/hl, jolloin hehtaarilta tulee 4000/60 = 67 hl = 6,7 m 3. Kaikkiaan tulee 500*6,7 = 3300 m 3 ja kun eriä on 32 kpl, kuivurin koko on 105 m 3. Kuivaus onnistuu näin, jos pystytään kuivaamaan 2 erää vuorokaudessa. Säät tietysti vaikuttavat onnistumiseen, märkä vilja tarvii pidemmän kuivausajan. Toisaalta jos pystytään kuivaamaan kolme erää vuorokaudessa, tarvitaan 70 m 3 kuivuri. Kuivausyksiköitä voi tietysti olla enemmän, jolloin yhteiskoko on edellä esitetyn luokkaa.

Kuivurin koko toisella tavalla Lähdetään siitä, että kuivurin pitää pystyä kuivaamaan puimurin puima sato vuorokauden aikana. Jos leikkuupuimuri pui keskimäärin 1 ha/h tunnissa, päivässä puidaan 10 ha sato eli märkäsadon ollessa 4 t/ha saadaan päivässä 40 t viljaa. Jos kuivauseriä on kaksi, yhteen erään pitää mahtua 20 t viljaa ja esimerkiksi 60 kg hehtolitrapainon mukaan tämä tarkoittaa 33 m3 kuivurisiiloa yhtä puimuria kohden. Kuivurin koko on siten

Uunin koko Uunin koon valinnassa vaikuttavat seuraavat asiat: Liian suuri nopeus (suuri ilmamäärä) vie jyviä poistoilman mukana Lämpötilan nousu, puhallusilman määrä ja uunin teho ovat toisistaan riippuvia Mitä suurempi ilmamäärä puhaltimella on, sitä nopeammin kosteus poistuu q q x x x 3 P hq T ( x, x i v P c q v ilma ilma ) q tai P c Tq = kosteuden poistonopeus 2 3 x 2 v i v ilma = tilapisteiden kosteussuhteet

Uunin tehon vaikutus 40 m 3 kuivuri ja kuivauslämpötila 70 C

Lämpötila C Viljan jäähdytys 100 75 Kuivauslämpötila Viljan lämpötila Poistoilman lämpötila 50 25 0 0 2 4 6 8 Aika H Kuivausilman lämpeneminen kesti 7 min, kuivaus 7 h ja jäähdytys 1 h. Jäähdytys tarvitsee lähes aina saman ajan, kuivumisaika riippuu viljan alkukosteudesta. Tässä tapauksessa säästettäisiin 1 h aika, jos jäähdytyssiilo olisi erillinen.

Energiansäästömahdollisuuksia Kuivauksen energian kulutusta on teknisesti mahdollista vähentää jopa yli 50% Öljystä voidaan luopua siirtymällä uusiutuviin polttoaineisiin - Vilja voidaan kuivata kokonaan kotimaisella polttoaineella Kuivaamisesta voidaan kokonaan luopua jos käytetään muita säilöntätapoja Hyötyykö viljelijä tästä taloudellisesti Talous on eri asia kuin energiansäästö! Sähkö (8,9 snt/kwh) Polttoöljy (68,9 snt/l) 8 % 10 % 16 % 200 hl 32 % Korko (5%) Poisto (poistoajat: koneisto 15 ja rakennus 25 vuotta) Vakuutus ja kunnossapito (1,5%) Polttoöljy (68,9 snt/l) Sähkö (8,9 snt/kwh) Työ

Energian säästö Öljypolttimen säätö, vaikutus 0 15 % Kuivaus hyvän sään aikaan, vaikutus 0 20 % Kuivurin eristäminen, vaikutus 10 20 % Korkea kuivauslämpötila, vaikutus 10-15 % Ylikuivaamisen välttäminen, vaikutus 10-20% Poistoilman lämmön talteenotto, vaikutus jopa yli 50 %

Polttimen säätäminen Laskentaperuste Vilja-ala 100 ha Puintikosteus 22 % Varastointikosteus 13 % Sato 3500 kg/ha Öljypolttimen säätö, vaikutus 0 15 % Energiansäästö Kustannus 400 Säästö 5,0 % Säästö /v 190 Takaisinmaksuaika v 2,1

Kuivaaminen hyvän sään aika Ilmaa lämmitettävä 55 C 15 C 70 C 5 C Tässä esimerkissä kylmällä säällä tarvitaan lähes 20% enemmän energiaa! Ilmaa lämmitettävä 65 C

Ilman kosteus Lämpötila C Kuivausolosuhteet Helsinki Elokuu % Syyskuu % Lokakuu % Elokuu C Syyskuu C Lokakuu C 100 90 80 70 20 18 16 14 60 12 50 40 30 20 10 0 10 8 6 4 2 0 0 4 8 12 16 20 24 Kellonaika

Eristäminen Kuivurin eristäminen, vaikutus 10 20 % Energiansäästö Kustannus 2000 Säästö 10,0 % Säästö /v 379 Takaisinmaksuaika v 5,3 20 C - 20 C 70 C 10 C Talo Kuivuri Eristäminen lyhentää myös kuivausaikaa!

Eristäminen

Pintalämpötiloja Kuivurin puhallusilman puoleisen päädyn pintalämpötilat ovat n 30 50 C Tästä aiheutuu 200 300 W/m 2 lämpövirta 10 m 2 peltipinta aiheuttaa 2 3 kw lämpöhäviön Puhallusputken pintalämpötilat ovat 50 60 C ja lämpövirta on 400 500 W/m 2 5 m pitkän ja 0,63 m halkaisijaltaan olevan putken vaipan ala on n 10 m 2 ja lämpöhäviö on 4 5 kw

Tuloksia Alustavia syksyn 2011 koetuloksia Erä Alkukosteus [%] Kaasun kulutus eristämättömässä kuivurissa [m3] Kaasun kulutus eristetyssä kuivurissa [m3] Energian säästö [%] 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 kuivauslämpötila Korkea lämpötila nopeuttaa kosteuden siirtymistä jyvässä Kuuma ilma pystyy sitomaan enemmän vettä viljasta Lämpötilan nosto Pienentää energian kulutusta Lisää kuivurin kapasiteettia Lisää kuivurin lämpöhäviöitä eristys nousee tärkeäksi Siemenviljaa ja leipäviljaa ei saa kuivata liian kuumalla ilmalla

Tuloksia kuivausilman lämpötilan noston vaikutuksesta Lähde: Suomi et al. 2003. Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla. Maa- ja elintarvike 31.

Viljan lämmönkestävyyteen vaikuttaa Viljan kosteus. Hyvin kostean viljan kuivuessa jyvään syntyy jännityksiä, jotka voivat rikkoa jyvän rakenteen ja aiheuttavat vaurioita Lämmölle altistumisaika. Jyvä lämpenee nopeasti kuivausilman lämpötilaan ja vauriot lisääntyvät, jos altistumisaika pitenee. Kuivurin rakenne. Rakenne ja toimintatapa ratkaisevat kuinka kauan jyvä altistuu korkealle Rehuvilja lämpötilalle. Viljalaji tai -lajike. Viljalajike vaikuttaa viljan kestävyyteen.

Kuivauksen hyötysuhde Kuivaukselle voidaan laskea hyötysuhde, esimerkiksi lämpötilahyötysuhde on helppo todeta kuivaus- (T k ), poisto- (T p ) ja ulkoilman (T u ) lämpötilojen avulla T T T k k T T p u T k T p T u Esimerkki. Ulkoilman lämpötila on 10 C, kuivausilman 70 C ja poistoilman 30 C => η T = (70-30)/(70-10) = 67 %.

Kotimainen polttoaine Hake Polttoaine pitää varata ennakkoon Vaatii investointeja, uusi uuni, automaattinen polttoaineen syöttö, automaattinen tuhkan poisto Biopolttoöljy Voidaan hyödyntää nykyisiä uuneja Kannattavaa vain jos saadaan rouhe käytettyä Vilja Huonokuntoisen viljan käyttö lämmitykseen Onko viljan poltto eettisesti hyväksyttävää? Lämpökeskuksen hyödyntäminen Kuivurin tehontarve on paljon suurempi kuin rakennusten tehon tarve => lämpökeskuksen lämmöllä voidaan vain auttaa kuivuria Vesipattereiden ja lämpöputkien asentaminen on kallista

Hake Biopoltin Etupesä, voidaan liittää nykyiseen öljykattilaan Joudutaan hankkimaan uusi uuni Teho öljykäyttöä alhaisempi

Hakkeen kannattavuus Laskentaperusteet Vilja-ala 100 ha Puintikosteus 22% Sato 3500 kg/ha Öljyn hinta 56 cnt/l Laskentaperusteet Vilja-ala 100 ha Puintikosteus 22% Sato 3500 kg/ha Öljyn hinta 100 cnt/l Vaihtoehdot Hake 0 /m3 Investointikustannus Uusi hakeuuni 25000 Polttoainevarasto 3000 Hakkuri 5000 Yhteensä 33000 Polttoaine Kosteus 35 % Tiheys 200 kg/m3 Lämpöarvo 11,5 MJ/kg 3,2 kwh/kg 639 kwh/m3 Hyötysuhde 0,8 Määrät Määrä 1,18 m3/ha Määrä 118 m3 Hinta 0 Säästö /v Säästö /v 3792 Takaisinmaksuaika v Tak.maksuaika v 8,7 Vaihtoehdot Hake 0 /m3 Investointikustannus Uusi hakeuuni 25000 Polttoainevarasto 3000 Hakkuri 5000 Yhteensä 33000 Polttoaine Kosteus 35 % Tiheys 200 kg/m3 Lämpöarvo 11,5 MJ/kg 3,2 kwh/kg 639 kwh/m3 Hyötysuhde 0,8 Määrät Määrä 1,18 m3/ha Määrä 118 m3 Hinta 0 Säästö /v Säästö /v 6771 Takaisinmaksuaika v Tak.maksuaika v 4,9

Kylmäilmakuivaus Kuluttaa 1/4:n lämminilmakuivauksen energiamäärästä Hyvä vastaanotto-kapasiteetti voidaan hyödyntää parhaat puintikelit "Varastokuivuri" Pitkä kuivausaika Vilja ei hiodu alempi hl-paino Vilja ei kierrä jatkuvasti esipuhdistimen kautta enemmän roskia Ei kauppakelpoista viljaa ilman lisälämpöä Soveltuu huonosti, jos on monia lajeja ja lajikkeita Paksu kerros vaatii suuren puhallintehon ja viljan kierrättämisen

Yhteenvetoa Kuivurin kapasiteetti voidaan laskea eri tavoilla Kapasiteettiin vaikuttaa vilja, sää ja kuinka monta erää pystytään kuivaamaan vuorokaudessa Vaihda kotimaiseen silloin kun se on taloudellisesti järkevää Eristä kuumat pinnat Käytä korkeita kuivauslämpötiloja älä kuitenkaan pilaa satoa Älä ylikuivaa Kuivaa hyvän sään aikana ei yökuivausta Energiasäästötietoutta: http://www.energia-akatemia.fi/sivut/default.aspx http://enpos.weebly.com