Koncepcja rozdrabniacza karp korzeniowych do rewitalizacji upraw roślin energetycznych

Transkrypt

1 Konferencja Naukowa z okazji 200-lecia SGGW PROBLEMY GOSPODARKI ENERGIĄ I ŚRODOWISKIEM W ROLNICTWIE, LEŚNICTWIE I PRZEMYŚLE SPOŻYWCZYM WARSZAWA, września 2016 r. Paweł Tylek, Józef Walczyk, Tadeusz Juliszewski, Dariusz Kwaśniewski, Jan Szczepaniak, Florian Adamczyk, Paweł Frąckowiak Koncepcja rozdrabniacza karp korzeniowych do rewitalizacji upraw roślin energetycznych

2 Tytuł projektu: Opracowanie nowej technologii i modelu funkcjonalnego maszyny do rekultywacji pól po uprawie wierzby energetycznej Konsorcjum naukowo-przemysłowe: 1. Uniwersytet Rolniczy w Krakowie lider projektu: Wydział Leśny: - Zakład Mechanizacji Prac Leśnych - Zakład Ekologii Lasu i Rekultywacji Wydział Inżynierii Produkcji i Energetyki: - Instytut Eksploatacji Maszyn, Ergonomii i Procesów Produkcyjnych - Instytut Inżynierii Rolniczej i Informatyki 2. Przemysłowy Instytut Maszyn Rolniczych w Poznaniu: Laboratorium Badawcze Maszyn Rolniczych Zespół Badań i Rozwoju Urządzeń do Pozyskiwania Energii Odnawialnej Prac Gospodarskich i Magazynowych 3. P.W. Promar Sp. z o.o. z Poznania

3 Wprowadzenie Plantacyjna uprawa wierzby na cele energetyczne może trwać około lat. Wyraźny spadek wydajności produkcji biomasy następujący po tym okresie powoduje, że jeśli plantacja ma być nadal użytkowana, należy ją zrewitalizować, poprzez usunięcie starych krzewów. Podobnie należy uczynić przy zmianie profilu produkcji. Jednym z wieloetapowych sposobów likwidacji plantacji jest pozyskanie biomasy w okresie zimowym, a następnie po rozpoczęciu wegetacji na wiosnę zastosowanie oprysku środkiem typu Roundup. Kolejnym etapem jest wyoranie karp oraz dwukrotne bronowanie. Następnie karpy należy usunąć z pola. Rodzi to jednak problem z zagospodarowaniem dużej ilości silnie zabrudzonych resztkami glebowymi karp. Możliwe jest zastosowanie frezów glebowych o szerokości roboczej 2-2,5 m i głębokości roboczej do 0,3-0,4 m, zawieszanych i napędzanych od ciągników o mocy kw. Mała prędkość robocza zestawu ciągnik-maszyna i duże nakłady energetyczne na napęd zespołów roboczych powodują, że zużycie paliwa i koszty całej operacji są bardzo duże.

4 Cel pracy Ograniczenie możliwości odrostu pędów wierzby zasadniczo związane jest ze zniszczeniem nadziemnej części karpy i tej jej części, która jest bezpośrednio pod nią nie jest zatem konieczne mechaniczne rozdrabnianie systemu korzeniowego na całej powierzchni pola. W związku z powyższym celem pracy jest opracowanie modelu funkcjonalnego nowej maszyny, umożliwiającej efektywne i energooszczędne rozdrabnianie karp i systemu korzeniowego, dla realizacji kompleksowej, zmechanizowanej technologii likwidacji plantacji.

5 Likwidacja plantacji klasycznymi maszynami FREZ LEŚNY FAO-FAR model FV4088 KRUSZARKA MERI CRUSHER model MJS-2.0 MULCZER FAE model SFM-225 Efektywność likwidacji plantacji ograniczenie odrastania pędów wiosna 57,0% jesień 89,8% wiosna 36,4% jesień 88,8%

6 Odrastanie plantacji po rozdrabnianiu karp korzeniowych Wiosenna likwidacja plantacji Jesienna likwidacja plantacji

7 Maszyna do rozdrabniania karp korzeniowych wierzby oraz krzewów i młodych drzew - zgłoszenie patentowe nr P Model 3D maszyny według ostatecznej koncepcji: 1 tuleje mocujące, 2 głowice rozdrabniające, 3 korpusy przekładni napędowych, 4 przekładnia główna, 5 wejście przekładni głównej połączonej z WOM ciągnika, 6 rama, 7 wirniki, 8 noże rozdrabniające, 9 kształtowe głowice zagłębiające, 10 noże zagłębiające

8 Zespoły robocze maszyny do rozdrabniania karp wierzby w trakcie budowy Układ napędowy i elementy ramy Kompletny bęben rozdrabniający Bęben wału ugniatającego

9 Model badawczy maszyny wystawiony na Międzynarodowych Targach Rolniczych POLAGRA PREMIERY 2016

10 Modyfikacje modelu Osłona elementów roboczych oraz płozy do regulacji głębokości roboczej Łącznik w formie siłownika hydraulicznego z zaworem ciśnieniowym

11 Polowe badania eksploatacyjne Rejestracja prędkości obrotowej i momentu obrotowego na WOM Montaż kamery szybkiej do chronometrażu oraz rejestracji charakteru pracy frezów Pomiar zużycia paliwa metodą objętościową pełnego zbiornika Pomiar głębokości roboczej Określenie stopnia rozdrobnienia karp

12 Wizualizacja pracy modelu rozdrabniacza

13 Widok powierzchni po rekultywacji Rozdrabnianie pojedynczego rzędu wierzby Ułożone na powierzchni nierozdrobnione karpy

14 Dziękuję za uwagę Instytut Użytkowania Lasu i Techniki Leśnej, Zakład Mechanizacji Prac Leśnych, Wydział Leśny, UR Kraków Al. 29-Listopada 46, Kraków rltylek@cyf-kr.edu.pl