Техніка, енергетика, транспорт АПК

ЛЯШЕНКО Сергій Васильович – кандидат технічних наук, доцент, завідувач кафедри агроінженерії та автомобільного транспорту Полтавського державного аграрного університету (вул. Сковороди 1/3, м. Полтава, Україна, 36003, е-mail: sergii.liashenko@pdau.edu.ua,  https://orcid.org/0000-0002-3227-3738).
КАЩЕНКО Олександр Олександрович – аспірант спеціальності 133 Галузеве машинобудування Полтавського державного аграрного університету (вул. Сковороди 1/3, м. Полтава, Україна, 36003, е-mail: oleksandr.kashchenko@pdau.edu.ua, https://orcid.org/0009-0009-7198-9729).

Сьогодні близько 3,5–4,0 млн куб. м деревної біомаси використовується для енергетичних потреб, таких як опалення індивідуальних житлових будинків і соціальних об'єктів у сільській місцевості паливними дровами, тепло генерації на основі відходів деревини для технологічних процесів та опалення на деревопереробних підприємствах, виробництво теплової та електричної енергії на ТЕЦ і комунальних котельнях, а також виробництво деревних брикетів, пелет, деревного вугілля і синтез-газу.
Ефективна державна політика у сфері використання деревної біомаси дозволить додатково залучити до енергетичного балансу України близько 4,0 млн куб. м енергетичної деревної біомаси, що сприятиме зниженню енергетичної залежності країни. В останні роки спостерігається активізація приватного бізнесу у галузі енергетичного використання деревини, що свідчить про економічну привабливість цього напряму, але водночас породжує ризики надмірної конкуренції через обмеженість ресурсів деревини в Україні. Таким чином, стимулювання раціональної переробки деревних відходів та розвиток інноваційних технологій є стратегічним завданням держави і суспільства, спрямованим на підвищення ефективності використання деревної біомаси.
Для підвищення енергоефективності процесу подрібнення деревної біомаси необхідно вивчити вплив конструктивних параметрів, зокрема кута різання та частоти обертання ротора, на питомі енергозатрати та якість подрібнення.
Результати експериментальних досліджень показали, що оптимальне питоме енергоспоживання на рівні 1,3 Вт·год/кг, досягається за кута різання 32°44' та частоти обертання ротора 1409 хв⁻¹. За таких параметрів, при використанні у конструкції роторно-дискового подрібнювача деревної біомаси решіт із діаметром отворів 0,019 м, забезпечується формування гранулометричного складу подрібненого матеріалу з частками розміром від 3,15 до 45,00 мм у кількості 89,5% за вологості деревини 34,5%..
Отримані дані дозволяють удосконалити конструкцію роторно-дискового подрібнювача та обґрунтувати оптимальні режими його експлуатації для зниження енергоспоживання у процесі подрібнення деревної біомаси.

1.    Cabinet of Ministers of Ukraine. (2024, November 15). Pro skhvalennia Stratehii rozvytku silskoho hospodarstva ta silskykh terytorii v Ukraini na period do 2030 roku ta zatverdzhennia operatsiinoho planu zakhodiv z yii realizatsii [On approval of the Strategy for the development of agriculture and rural areas in Ukraine until 2030 and approval of the operational action plan for its implementation] (Order №. 1163-р). URL: https://www.kmu.gov.ua [in Ukrainian].
2.    Ministry of Ecology and Natural Resources of Ukraine, State Emergency Service of Ukraine, National Academy of Sciences of Ukraine, & Ukrainian Hydrometeorological Institute. (2014). Shoste natsionalne povidomlennia Ukrainy z pytan zminy klimatu [Sixth national communication of Ukraine on climate change] (323 p.). Kyiv, Ukraine [in Ukrainian].
3.    Karwandy, J. (2007). Pellet production from sawmill residue: A Saskatchewan perspective (Forest Development Fund Project №. 2006-29). URL: https://inis.iaea.org/search/searchsinglerecord.aspx?recordsFor=SingleRecord&RN=39034546 [in English].
4.    Campbell, K. A. (2007). Feasibility study guide for an agricultural biomass pellet company. Agricultural Utilization Research Institute. URL: https://www.auri.org/wp-content/uploads/2007/11/FINAL-FEASIBILITY-STUDY-GUIDE-11-26-07.pdf [in English].
5.    Warguła, Ł. (2021). The concept of a wood chopping machine with a mechanical overload system ensuring continuity of work. Materials, Mechanics and Engineering Technology, 3, 21–26. URL: http://www.mmet.kz/archives/144 [in English].
6.    Krajnc, M., & Dolšak, B. (2014). The influence of drum chipper configuration on the quality of wood chips. Biomass and Bioenergy, 64, 133–139. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2014.03.024 [in English].
7.    Lyashenko, S., Gorbenko, O., Kelemesh, A., Kalinichenko, A., Stebila, J., & Patyka, V. (2022). Non-waste technology for utilization of tree branches. Applied Sciences, 12(17), 8871. DOI: https://doi.org/10.3390/app12178871 [in English].
8.    Wegener, J. K., Frerichs, L., Kemper, S., & Suemening, F. (2015). Wood chipping with conical helical blades–Practical experiments concerning the impact of the infeed angle on the power requirement of a helical chipper. Biomass and Bioenergy, 80, 173–178. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2015.05.018 [in English].
9.    Liashenko, S. V. (2019). Maloha barytnyi mobilnyi podribniuvach biomasy [Compact mobile biomass grinder] (Ukrainian Patent №. 135923; IPC B27L 11/00). Ukrainian Institute of Intellectual Property [in Ukrainian].
10.    Lapach, S. M. (2020). Teoriia planuvannia eksperymentiv: Vykonannia rozrakhunkovo-hrafichnoi roboty [Theory of experimental design: Calculation and graphical assignment] (Electronic textbook, 86 p.). Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute [in Ukrainian].
11.    State Consumer Standard of Ukraine. (2013). Tverde biopalyvo. Zabezpechennia yakosti. Chastyna 4. Trisky derevni dlia nepromyslovoho vykorystannia [Solid biofuels–Fuel quality assurance–Part 4: Wood chips for non-industrial use] (DSTU EN 15234-4:2013). Kyiv, Ukraine [in Ukrainian].
12.    State Consumer Standard of Ukraine. (2023). Biopalyvo tverde. Tekhnichni kharakterystyky ta klasy. Chastyna 4. Sortuvannia derevianykh triskok [Solid biofuels–Fuel specifications and classes–Part 4: Grading of wood chips] (DSTU EN ISO 17225-4:2022). Kyiv, Ukraine [in Ukrainian].