Analýza využití matoliny pro separaci semen a energetické účely

Ing. David Ludín

Doctoral thesis

Analysis of grape marc usage for seed separation and energy purposes

Abstract:

Experimentální měření byla prováděna v období 2013 až 2015 u vzorků matoliny odebíraných u vinohradnických subjektů ve vinařské oblasti Morava. Výsledky práce jsou rozděleny do dvou hlavních částí separace semen révy z matolin a využití matolin pro energetické účely. Hodnocení účinnosti separačního procesu bylo prováděno nejprve experimentálně v laboratorních podmínkách pomocí sít o definované velikosti otvorů, následně byla účinnost ověřena na prototypu vibračních rovinných sít. Ze získaných výsledků vyplývá, že se v závislosti na odrůdě účinnost separace pohybovala mezi 58,35 až 94,12 %. Výtěžnost semen je přitom 6,00 až 49,71 %. Zajímavou oblast využití matolin představuje bioenergetika. Z těchto důvodů byla provedena řada kalorimetrických měření za účelem stanovení spalného tepla a výhřevnosti matoliny v původním stavu, matoliny po odseparování semen (předpoklad jejich využití pro lisování oleje) a semen samotných. Z výsledků měření vyplývá, že se výhřevnost pohybuje mezi 18,61 až 21,14 MJ/kg. Nejvyšší hodnoty výhřevnosti byly stanoveny u samotných semen a matoliny v původním stavu. Lze předpokládat, že hlavním důvodem je poměrně vysoký obsah olejnaté složky v semenech révy vinné. Soubor měření byl navíc doplněn výsledky zaměřenými na využití matoliny při výrobě pelet. Jako vstupní suroviny byly využity různé poměry vysušené matoliny v kombinaci se senem a révím. Z naměřených hodnot vyplývá, že nejvyšší výhřevnost (19,22 MJ/kg) mají pelety složené z 60 % matoliny, 20 % réví a 20 % sena. Jejich sypná objemová hmotnost je 630,9 kg/m3. Z hlediska mechanické odolnosti dle normy ČSN EN 15210 2 pelety vyrobené s uvedeným poměrem surovin vyhovují. Výsledky práce jsou rozšířeny také o soubor modelových výpočtů nákladovosti, která se při definovaných podmínkách pohybuje na úrovni 3,59 až 3,92 Kč za 1 kilogram pelet.

Abstract:

Empirical measurements took place in years 2013 until 2015 at grape marc samples from viniculture subjects in the wine-growing area Morava. The results of this paper are divided into two main parts grapevine seed separation from grape marc and grape marc usage for energy purposes. Efficiency evaluation of the separation process was implemented primarily empirically in laboratory conditions by means of a net with defined-sized loops. Subsequently, the efficiency was confirmed on a prototype of a vibrating sifting device. From obtained results follows, in dependence on the cultivar the separation efficiency varies between 58,35 until 94,12 %, while seed yield is 6,00 until 49,71 %. An interesting area of grape seed usage is bioenergetics. Therefore there was implemented a wide range of calorimetrical measurements of combustion heat and caloric power of grape marc in its original state, grape marc after seed separation (assumption of oil pressing usage), and seeds in themselves. The results indicate the heating power varies between 18,61 until 21,14 MJ/kg. The highest heating power values were stated by seeds and grape marc in its original state. It could be presumed, the main reason is rather high oil component in grapevine seeds. Moreover, the measurement set was supplemented by results focused on grape marc usage for pellet production. As the input materials different proportions of dried grape marc combined with wine shoots and hay were used. From the measured values follows, that the highest heating power (19,22 MJ/kg) was obtained from pellets composited from 60 % grape marc, 20 % wine shoots, and 20 % hay. Their apparent density is 630,9 kg.m-3. The produced pellets correspond with the norm CSN EN 15210 2 from the point of view of mechanical ruggedness. The results of this paper were as well extended by a set of model calculation of operating expenses when producing pellets in defined conditions, which vary between CZK 3,59 until 3,92 per 1 kilogram.

Keywords

réva vinná, matoliny, spalné teplo, výhřevnost, peletizace matolin, semena révy vinné, účinnost separace

Keywords

Grapevine, grape marc, grapevine seeds, caloric power, pelletization of grape marc, combustion heat, heating value, separation efficiency

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 25. 7. 2016

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Patrik Burg, Ph.D.

Mendel University in Brno

Faculty of Horticulture

Doctoral programme / field:
Horticultural Engineering / Horticulture