Viljankuivaus Tarvaala 15.3.2012 prof. Jukka Ahokas Maatalous-metsätieteellinen tiedekunta Maataloustieteiden laitos
Öljyntarve l/ha Haketarve m3/ha Kuivaamistarve Kuivauksessa materiaalista poistetaan vettä Jokaista haihdutettua vesikiloa kohden tarvitaan 0,15 l polttoöljyä Hehtaarin sadon kuivaamiseen tarvitaan viljan kosteudesta riippuen 30 70 l öljyä Öljy l/ha Hake m3/ha 140 1,4 120 1,2 100 1 80 0,8 60 0,6 40 0,4 20 0,2 0 0 15 17 19 21 23 25 27 Viljan kosteus %
Säästömahdollisuuksia 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
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
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.
Kuivauslämpötilan vaikutus ohran itävyyteen Kuivausilman lämpötila 119 C, nopea kierto Korkea lämpötila tuhoaa itävyyden! Lähde: Suomi et al. 2003. Viljan korjuu ja varastointi laajenevalla viljatilalla. Maa- ja elintarvike 31.
Lämmön talteenotto Poistoilman lämpöä voidaan käyttää imuilman lämmittämiseen Hyöty jopa 50 % Hankala toteuttaa ja kallis Kuivausilman pölyt vaikeuttavat lämmönvaihdinten toimintaa
Tällä kuivurilla päästään yli 50% energian säästöön Energian säästö
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 Viljamäärä Vilja-ala 100 ha Puintipäiviä vuodessa 15 Puintikosteus 25 % 33,3db Eriä/vrk 2 Varastointikosteus 13 % 14,9db Eriä vuodessa 30 Sato 3500 kg/ha 14 % kosteudessa Eräkoko 11667kg 16m3 Varastoinnissa Vettä 455 kg Kuiva-ainetta 3045 kg Puitaessa Vettä 1015 kg Kokonaismäärä Poistettava vesimäärä 4060 kg 560 kg Vihreällä merkittyihin ruutuihin voit syöttää uudet arvot! Pölttoöljy PÖ tarve 0,12 kgpö/kgh2o PÖ tarve 67,2 kg/ha Hyötysuhde 0,9 PÖ ρ 0,835 kg/l PÖ tarve 80 l/ha 793kWh/ha PÖ tarve koko alalla 8048 l 79333kWh PÖ hinta 1 /l PÖ kustannus 8048 PÖ lämpösisältö 42,5 MJ/kg 11,8 kwh/kg 9,9 kwh/l 0,10 /kwh Kuivurin eristäminen 2000 Vaihtoehdot Hake 0 /m3 Puupelletti 0,26 /kg Vilja 0,1 /kg Energiansäästö Investointikustannus Uusi hakeuuni 25000 Uusi uuni 25000 Uusi uuni 25000 Kustannus 2000 Polttoainevarasto 3000 Polttoainevara sto 3000 Polttoainevarasto 2000 Säästö 10,0 % Hakkuri 5000 Hakkuri 0 Yhteensä 33000 Yhteensä 28000 Yhteensä 27000 Polttoaine Kosteus 30 % Kosteus 10 % Kosteus 14 % Säästö /v 805 Tiheys 200 kg/m3 Tiheys 800kg/m3 Tiheys 700kg/m3 Takaisinmaksuaik a v 2,5 Lämpöarvo 12,6 MJ/kg Lämpöarvo 16,9MJ/kg Lämpöarvo 16,9MJ/kg 3,5 kwh/kg 4,7kWh/kg 4,7kWh/kg 698 kwh/m3 4682kWh/t Hyötysuhde 0,8 Hyötysuhde 0,8 Hyötysuhde 0,8 Määrät Määrä 1,28 m3/ha Määrä 0,19t/ha Määrä 169kg/ha Määrä 128 m3 Määrä 19t Määrä 16942kg Hinta 0 Hinta 4956 Hinta 1694 Säästö /v Säästö /v 8048 3092 Säästö /v 6354 Säästö /v 805 Takaisinmaksuaika v Tak.maksuaika v 4,1 9,1 Tak.maksuaika v 4,2 Tak.maksuaika v 2,5
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
Kylmäilmakuivaus Jos viljakerroksen paksuus > 1m keskipakopuhallin välttämätön Märkä vilja yli 60 cm kerroksessa kuorettuu ja pintakerros homehtuu Paksuissa kerroksissa viljan sekoittaminen on välttämätöntä Suuri kuivuri suuri liitäntäteho polttomoottorikäyttöinen puhallin lisälämpöä Rationaalinen viljan käsittely edellyttää koneistamista kylmäilmakuivuri on hankala koneistaa halvalla investointikustannukset nousevat
Lisätietoa http://www.energia-akatemia.fi/sivut/default.aspx http://enpos.weebly.com/