FACULTY WYDZIAŁ

OF PRODUCTION INŻYNIERII

ENGINEERING PRODUKCJI

WSPÓŁCZESNE ASPEKTY INŻYNIERII PRODUKCJI XXIII MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWA STUDENTÓW

CONTEMPORARY ASPECTS OF PRODUCTION ENGINEERING XXIII INTERNATIONAL STUDENTS SCIENTIFIC CONFERENCE

Warszawa, 21 maja 2014r.

Szkoła Główna Warsaw University Gospodarstwa of Life Sciences Wiejskiego w Warszawie

FACULTY WYDZIAŁ

OF PRODUCTION INŻYNIERII

ENGINEERING PRODUKCJI

WSPÓŁCZESNE ASPEKTY INŻYNIERII PRODUKCJI XXIII MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWA STUDENTÓW

CONTEMPORARY ASPECTS OF PRODUCTION ENGINEERING XXIII INTERNATIONAL STUDENTS SCIENTIFIC CONFERENCE

Warszawa, 21 maja 2014r.

Szkoła Główna Warsaw University Gospodarstwa of Life Sciences Wiejskiego w Warszawie

Dzień Wydziału Inżynierii Produkcji 2014 XXIII Międzynarodowa Konferencja Naukowa Studentów „Współczesne Aspekty Inżynierii Produkcji”

PATRONAT HONOROWY Minister Nauki i Szkolnictwa Wyższego Prof. dr hab. Lena Kolarska-Bobińska

Minister Gospodarki Janusz Piechociński

Komitet Organizacyjny: Dr inż. Grażyna Wójcik Dr inż. Jacek Słoma inż. Łukasz Zaborski Iwona Książek Marcin Szaroszyk Rafał Stoń

Opracowanie: Dr inż. Szymon Głowacki inż. Michał Grigalis

ISBN

Materiały wydane na prawach rękopisu.

PARTNERZY

Spis treści:

Spis treści:...... 7

Askar Ali ...... 9 Pomagranate molasses production and exporting – business plan ...... 9

Chyrchenko Dmytro. Shvorov S...... 18 Methods of organizing the collection organic raw materials for biogas plants ...... 18

Czekała Wojciech ...... 28 Gospodarka odpadami z produkcji biogazu ...... 28

Çiğdem Büşra1, Koçer Ezgi1, Kiraz İlker2 ...... 34 Business plan to produce Gilaburu juice – opening factory ...... 34

Дубына Виталий C...... 40 The analysis was held of principles of operation of the separators of machines for gathering of potatoes ...... 40

Galytska Svitlana1, Berthault Camille2, Solak Onur3 ...... 50 Export of foreign goods on example of Flavored ...... 50

Horbachevskyi Stanislav ...... 58 The research stand of an effectivness of conversion the luminous flux to electricity ...... 58

Касьянов Василий ...... 64 Improving the design of potato planters using local application of liquid complex fertilizers...... 64

Kontna Klaudia ...... 73 Systemy wsparcia wykorzystania energii ze źródeł odnawialnych ...... 73

Kowalska Katarzyna, Gendek Arkadiusz ...... 83 Pozyskanie drewna na cele energetyczne w Nadleśnictwie Garwolin w kontekście definicji drewna pełnowartościowego ...... 83

7 Rudzińska Katarzyna, Awtoniuk Michał ...... 96 Wpływ parametrów fotograficznych na dokładność wymiarowania pieczarek...... 96

Шевчук Иванна П...... 107 The analysis of methods and ways of fight with pests of agricultural crops. The most effective influence aimed at ridding pests depending on the type of plant. . 107

Sołtysiak Agnieszka, Lisowski Aleksander ...... 114 Piwo smakowe – preferencje konsumentów ...... 114

Tatarkiewicz Joanna, Kubiak Piotr ...... 123 Hodowla alg na cele biogazowe ...... 123

Urkan Erkan, Guler Huseyin,Tozan Mujdat ...... 133 The Inspection of Sprayers in Use and Current Situation in Turkey ...... 133

Witaszek Kamil, Pilarski Krzysztof ...... 142 Rozwój technologii zmniejszających uciążliwość produkcji zwierzęcych ...... 142

Wójcik Jagoda, Sałaga Weronika, Wójcik Izabela ...... 148 Photovoltaic cell applications in Energy production ...... 148

8 Askar Ali

Mustafa Kemal University / Warsaw University of Life Sciences SGGW

Pomagranate molasses production and exporting – business plan

Description of project My Project is production of pomegranate molasses and exporting to mainly North and East Europa,Russia,Suudi Arabia,UAE,Qatar… I plan to work about 5000 ton/year pomegranate and present to market as 2000g,1000g,500g glass bottles

Turkey is one of the leading producers of pomegranate e.g. 315 000 tons in 2012 (TZOB, 2013). In recent years, pomegranate has become a widely known product. The production growth, consumption and trading volume have been increased because of the significant developments in growing techniques, nutritional technologies, storage and transportation means (Vardin and Abbasoğlu, 2004).

Extensive use of pomegranate molasses and the importance of healty have been effective reasons for this Project. The reasons of establish bussiness in Hatay city; - Most of pomegranate production is in hatay and close cities - Cheap labor - Hatay is supported by development agencies and instutions - The one of biggest international transport fleet of turkey is in this city - Port city - It is gate of middle eastearn countries

9 The cost of Project Principal 702,012 € Grants-Agriculture and rural development 1,000,000 € support instution- ARDSI Loan - Eximbank/turkey 1,000,000 €

2,702,012 €

Describtion of product Pomegranate molasses, a concentrated pomegranate juice and widely consumed in the Middle East, may be rich in more efficient antioxidants than that found in the juice. Pomegranate molasses is a highly nutritive product because the product is a concentrate and specially the presence of high mineral contents makes it more nutritious. In the Kitchen It can be compared to balsamic vinegar, yet is much fruitier and should be used sparingly. Pomegranate molasses add depth and richness to meat, fish, vegetables and vegetarian stews. It is a versatile condiment that can substitute vinegar, honey and in some cases lemon juice in salad dressings. Try it in marinades, vinaigrettes, dressings and dips. (Anonymous ) Pomegranate molasses goes well with duck and chicken and can be simply brushed over whole birds before roasting to give a crisp skin and tangy flavour. Add some to a herby dressing of olive oil, lemon and garlic - be generous with chopped parsley and mint - and use to enliven fried or boiled vegetables and salads. Incorporating it in marinades helps to tenderize lamb and pork. Pomegranate molasses can also he diluted with water to make cordials and sorbets. (Anonymous )

10 Pomegranate Molasses Production Traditional methods are still being used to produce pomegranate molasses. It is concentrated simply by boiling, without the addition of further sugar or other additives (Tekeli, 1965; Gökçen et al., 1982). A typical processing requires cleaning, crushing, extraction, filtration, clarification and evaporation in open vessel or under vacuum, though different type of fruits requires different production methods (Vardin and Abbasoğlu, 2004; Kaya and Sözer, 2005).

Sour pomegranate(ekşi nar,ekşi göknar)

washing

crushing

Extracting

Filtration

Evaporation tank vacuum

Bottling & labelling

Storage

11

100 kg pomegranate 11.75 kg molasses

5000 ton pomegranate 587.5 ton molasses

Healty benefits - Pomegranate is a rich source of anthocyanins, ellagitannins and other phenolic compounds which are already proved to have antioxidant and antitumoral activity (Perez-Vicente et al. 2004). . The strong antioxidant activity of it is also important for human health. - Major hydrolysable tannins in pomegranates are gallotannins, ellagic acid tannins and gallagyl tannins (these are termed as “punicalagin”s). These compounds are found abundantly in the pomegranate juice (< 2g/L) (Karaali et al., 2006). - It is also stated that punicalagins have the highest antioxidant activity (Seeram et al., 2005). De Nigris (2005) reported that the antioxidant level in pomegranate juice was higher than found in other fruit juices, e.g. blueberry, cranberry, orange, and red wine. - In 2013, 44 clinical trials were registered with the National Institutes of Health to examine effects of pomegranate extracts or juice consumption on a variety of human disorders, including(Wikipedia): • prostate cancer • infant brain injury • prostatic hyperplasia • hemodialysis for kidney • diabetes disease • lymphoma • male infertility • rhinovirus infection • aging • common cold • memory • oxidative stress in • pregnancy diabetic hemodialysis complications • atherosclerosis • osteoporosis erectile • coronary artery disease dysfunction

12 - Pomegranate juice has also important clinical implications, and it has been recommended in the treatment of AIDS (Perez- Vicente et al., 2004). - Researchers found that Daily consumption of pomegranate juice may improve stress-induced myocardial ischemia in patients who have coronary heart disease and they also reported that the pomegranate juice not only prevented hardening of the arteries by reducing blood vessel damage, but also reversed the progression of this disease (Sumner et al., 2005; De Nigris, 2005). - By strong antioxidant and anti-inflammatory effects pomegranate juice suppresses cancer activity. The polyphenolic phytochemicals in the pomegranate can play an important role in the modulation of inflammatory cell signaling in colon cancer cells (Adams et al., 2006). - Polyphenols also have neuroprotective effects. Hartman et al. (2006) reported that pomegranate juice had beneficial effect on animal model of Alzheimer's disease. - This could explain the benefit of pomegranate compounds when used as additives or anti-bacterial due to phenolics, pigments and citric acid. Because of their rich content in tannins, the pericarp, the roots, and the peel are used in medicine against dysentery as they are included in the pharmaceutical preparations containing biologically active substances (El-Nemr et al., 1990;Schubert et al,. 1999).

Side Effects  Allergen symptons  Low blood pressure  Metabolism problems  Very sour

13 Mission and vision

Mission By acting in a team spirit together with all of our employees and suppliers, we will produce the most reliable, top quality under the most hygienic conditions and by focusing on market research and product promotion ensure that the product is introduced to a wide audience and increase the number of our customers . This way of working , we will be a company that provides continuous gain. Vision Pomegranate molasses will be indispensible product of all kitchens Goals - Customer satisfaction is essential to our business. - In 5 years, to be fully dominated market. - In 10 years, we will build pomegranate orchards which fructify most of requirment of production - In 10 years, increase producation %100 - To Sponsor civilian health organizations for their campaigns and activities (for instance: IDF EU) - In 5 years, An upgrade production line efficiency to maximum - In 5 years, establish additional plant to utilize waste seeds as oil and animal feed Costs

Fixed expenses

Titles Unit Cost The land value (3000 m²) 36000 € 12 € (m²) Artesian well 5165 € Plant (1000m²) 220 € (m²) 220000€ project and investigation expenses(%3) 34471€ EQUIPMENTS Production line ------750000€ Generator 9440 € Laboratuar and qulity control 10000 €

14 Titles Unit Cost CARS FORD CONNECTSX1 14000 14000€ FORD TRANSİTX1 14000 14000€ FORKLIFT(ISUZU)X2 6500 13000€ Office 20000€ stuffs(furniture,computers) UNEXPECTED 22981€ EXPENSES(%2) TOTAL 1,149,057€

Working costs Unit Titles Cost

Pomegranate(5000 ton) 100€ /ton 500000€ Bottles 2000g (100000) 0,75€ 75000 € 1000g (250000) 0,50€ 125000 € 500 g (270000) 0,30€ 81000 € Stickers 0,05€ 31000 € boxs 0,30€ 145500 € Staff costsX4(permanantly) 433€/month 20784€ Staff costsx4(4months) 433€/month 6928€ Engineersx2 1250€/month 30000€ 1 foreman 700 €/month 8400€ Office staffx2 600 €/month 14400€ Marketing and sales staffsX2 2000 €/month 48000€ fuel costs(coal) 50 ton 215€/ton 10750 € electricity costs avarage 1000€/month 12000 € Advertisment 20000 €/month 240000€

liquid 100000 100000€ UNEXPECTED 44807€ EXPENSES(%3) TOTAL 1,493,569€

Incomes Size amount Unit price income 2000g 100,000 13 € 1,300,000€ 1000g 250,000 7 € 1,750,000€ 500g 270,000 4 € 1,080,000€

Total 620,000 4,130,000

15 Net Cash Flows yeaars 0. 1. 2. 3. 4. 5. Incomes 4,130,000€ 4,130,000€ 4,130,000€ 4,130,000€ 4,130,000€

loan 1 ----- 1,000,000€

principal 200,000€ 502,000

grants 1,000,000€ Total 1,200,000€ 5,632,000 4,130,000€ 4,130,000€ 4,130,000€ 4,130,000€ incomes Expenses Fixed 1,149,057€ expenses Work 1,493,569€ 1,493,569€ 1,493,569€ 1,493,569€ 1,493,569€ expenses principal repayments 250,000€ 250,000€ 250,000€ 250,000€

interests 180,000 180,000 135,000 90,000 45,000 Total 1,149,057 1,673,569 1,923,569 1,878,569 1,833,569 1,788,569 expenses Total 50,943 3,958,431 2,206,431 2,251,431 2,296,431 2,341,431

Conclusion In my conclusion ,our fuctional food product will be well known in many countries so the incomes will be provided at apropriate level and will be exported to Arab and European countries so our market will be diversified. We minimalize the risk of our activity.

16 References 1. A.Chalfoun-Mounayar, R. Nemr, P. Yared, S. Khairallah and R. Chahine, Antioxidant and Weight Loss Effects of Pomegranate Molasses, Journal of Applied Pharmaceutical Science 02 (06); 2012: 45-50 2. B. İncedayi, E. Tamer, Ö.Çopur, A Research on the Composition of Pomegranate, Molasses, Journal of Agricultural Faculty of Uludag University, 2010, volume 24, no: 2, 37-47 3. E. Apaydın, Changes in Antioxidant Activity of pomegranate Juice Concantrate During Production and Storage, Graduate School of Natural and Applied Sciences, Department of Food Engineering ,Ankara University 4. M. M. D. Al-Moraie, Effect of Pomegranate Juice on Lipid Profile and Antioxidant Enzymes in Hypercholesterolemic Rats, Faculty of Home Economics, King Abdulaziz University 5. Ozgüven A.I., Yilmaz C. , Pomegranate growing in Turkey. In : Melgarejo P. (ed.), Martín ez-Nicolás J.J. (ed.), Martín ez-Tomé J. (ed.). Production, processing and marketing of pomegranate in the Mediterranean region: Advances in research and technology. 6. Zaragoza: CIHEAM, 2 000. p. 41 -48(Options Méditerranéennes : Série A. Sémin Aires Méditerranéens; n . 42 ) Websites 7. http://www.yummly.com/recipes/pomegranate-molasses-sauce 8. http://uktv.co.uk/food/ingredient/aid/508819) 9. http://en.wikipedia.org/wiki/Pomegranate 10. http://forum.gidagundemi.com/nar-suyu-uzerine-yapmis-oldugumuz-bitirme- tezi-calismasinin-sonuclari-t3940.html 11. http://www.tzob.org.tr/ 12. https://www.tkdk.gov.tr/en/Default.aspx 13. http://umm.edu/health/medical/altmed/herb/pomegranate

17 Chyrchenko Dmytro. Shvorov S.

National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine UDC 681.3 (031)

Methods of organizing the collection organic raw materials for biogas plants

Annotation The methods of collecting organic materials , including separate method for determining the movement of mobile robot manipulators (PM ) with the recognition of obstacles in the environment of conflict and optical image recognition method of organic materials; set priority area of theoretical research - providing mathematical device recognition "creative" ability is being able to work outside expert knowledge and skills learns . Proposed to use neural networks to detect optical images of organic materials on agricultural fields. Typical pattern recognition algorithms : the perception of the image (the technical measure); pre- processing of the received signal (filtering); selection of appropriate (indexation); image classification (decision) . Neural network structure were synthesized and tested for adequacy suitable multilayer perceptron . In order to optimize the neural network weights adjustment coefficients (synapses) used a genetic algorithm. Got quite effective neural network that can be used in specific real-time systems.

Keywords: robot manipulator, multiobjective synthesis, routes of movement, optical image, genetic algorithm, optimization, neural network. Relevance of research Currently, the real prospect of a partial deprivation of dependence on imports of natural gas is the widespread use of biogas plants. Every year after the harvest in the fields stay tons of organic material in the form of tops, leaves, stems and other plant

18 parts that are not used as the main raw material and are not going to feed the animals. Because of this, on the basis of pattern recognition theory, the actual problem is the development of special methods, tools and systems for process automation locate organic material that stays on the field for its collection and recycling of biogas plants. Also, important is the problem of determining optimal trajectories of motion of the mobile RM recognition of obstacles in the process of picking crops in the fields of energy and organic material in the areas of biotechnical objects. At present, the theory and methods of optical pattern (pictures) recognition are widely used in different industrial sectors. The object of the theory is the concept of "similarity" of objects and a quantitative measure of "similarity".[1] The basic concepts are: the training set (a set of known precedents), the set of real time (a set of objects or phenomena, which are compared with the already known precedents), signs (qualitative and quantitative characteristics of the training set), the final rule (algorithm that can be attributed to examinee object to one of the classes) and training (a procedure leading to the formulation of the decision rule). There are logical recognition, where data processing is performed according to well- defined algorithm with a view to providing valuable information and intuitive recognition when there is a generation of valuable information [2]. Currently, it is uncertain to what extent a person's thinking boils down to pattern recognition. This is particularly important for the detection systems of organic raw materials as expertly install the entire set of possible situations is virtually impossible. Because of this perceived appropriate use of neural networks as a mathematical tool that can receive and learns new skills in the process of its full-time operation.

Introduction Implementation of modern automation and robotics in all areas related to promising innovative projects and associated of capital investments both for the purchase of equipment, and the development of projects. The development of new tools and systems in robotics makes high demands on mobility movement robot

19 manipulators and adequacy of pattern recognition in the performance of different tasks. Improving the efficiency movement of the RM can be achieved by using special methods of recognizing obstacles and determining driving directions mobile RM. Analysis of recent research and publications show that existing methods of synthesis driving directions RM inherent following main drawbacks: low recognition accuracy interference in a dynamic uncertainty, lack of opportunities at the same time taking into account the different types of obstacles, significant costs for development and use of equipment [1-4]. One of the areas of eliminating these shortcomings are widely used neural networks to identify barriers and methods of synthesis motion trajectories mobile RM. However, due to the large amounts of source data and the lack of effective approaches to solve this problem there is a need for focused research in this area. The purpose of research is to develop methods for determining the driving directions robot manipulators and recognition in optical images of the collection and processing of organic materials.

The main material of research During the search the optimal driving directions mobile RM must be considered that movement work is influenced by the conflict environment. Usually conflictual environment consists of conflicting objects (obstacles) which presence in the area of finding the optimal trajectory due process is not associated with passage through this zone mobile RM. Conflicting objects of this class will be called passive. But sometimes, in solving some specific problems of synthesis compromise-optimal trajectories have to deal with conflicting other mobile RM, which also are moving into the area and searching for the promotion of the mobile robot to a final target point. Conflicting objects of this class will be called active. After determining the type of obstacles we solve the problem of synthesis of compromise-optimal trajectories of mobile RM in conflict environments. To solve this problem the method of multi- dynamic programming, the essence of which is as follows [3, 5].

20 Starting task is reduced to a discrete species. For this area of the state space that interests us, is covered n-th network ... n)()2()1( NNN, thus it is considered that in terms of movement depicting the RM can only move from one node of the network to another. Network nodes which are located in prohibited areas will be called forbidden points. This trajectory of the RM can not pass through these points in any case. At the nodes of the network which located in the immediate vicinity of the conflicting objects and boundaries of forbidden zones (if approaching the forbidden zones undesirable) are placed  *, xy* - the point carrier potential danger. All other network nodes are points allowable region in which you search and optimal trajectory. Then for each point of the admissible region is determined by the total potential close to the conflicting objects (Р). The length of the way l characterized by the length of the transition from level j 1 to the coordinate y at the level j . It is assumed that "own" RM, being in one of the accepted points in the j 1-th level of the network, can move only in one of the accepted points in the -th level. Considering that criterion  , which assesses the danger of convergence "own" and "alien" RM should be minimized selected function  Rmin , that decreases with increasing distance between them ( Rmin - the distance between mobile RM). Problem synthesis of the optimal trajectory at given conditions to be solved by dynamic programming with generalized optimality criterion for nonlinear scheme of compromise. In this case, to determine the optimal path to each RM m -th admissible point in the coordinate x - th level y in every step solves the Bellman functional equation

21 ,mj mj  min,   ,1 ij    ,1,,1 Jjij , (1) Ii j1 with boundary conditions  s 0,0, where j – the number of levels of the coordinate conversion y in the network;

I j1 - number of admissible points on j 1 - th level of the network; s - number of the starting point of the coordinate x at zero network;  ,mj – - total loss by the generalized optimality criterion in the transition from the initial point ,0s to point  ,mj network; ,mj   ,1ij - increment of generalized criterion during the transition from point   ,1ij to point network. In general quality criterion includes three private criteria. The first (Р) quantitatively determines the degree of danger approaching the conflicting items. The second (l ) - describes the length of the transition point  ,1 ij  to point network. The third private criterion ( ) determines the gravity closer to moving "alien" RM during the transition from point to point network. The structure of the generalized criterion is built in accordance with the methodology of nonlinear scheme of compromise [3, 5] and is given by.

P l  ,mj max max max (2)   ,1 ij   ,mj  ,mj max  PP ,mj max  ll  ,1 ij max   ,1 ij As an optimum level selected and the allowable level of the point, which corresponds to the minimum total losses for the generalized optimality criterion (2). Thus, for the proper synthesis solution compromise-optimal routes for the RM moving in the conflict environment, you need to method of calculating these routes allow to take into account views of obstacles and on the basis of its properties, to quantify the impact of conflict on the environment movement trajectory of mobile RM.

22 It is obvious that during the collection of organic material to RM arising two problems: synthesis compromise-optimal routes for the RM and recognition barriers, and recognition of organic materials which necessary to collect. However, in the practical implementation of intelligent systems corresponding strictly to distribute them is difficult and sometimes impossible. Pattern recognition involves several steps: 1. The perception of the image (the technical measure). 2. Pre-processing of the received signal (filtering). 3. Bold necessary characteristics (indexing). 4. Classification of image (decision). Regarding the first step to detect optical images as perceiving elements will be used imager or camera surveillance. To preview processing (filtering) input images should be used wavelet analysis, which is based on application of wavelets that represent mathematical functions and to analyze the different frequency components. In general, this analysis takes place in the plane: the wavelet coefficient-time-level. Wavelet coefficients are determined by integral transformation of the signal. These wavelet spectrogram are fundamentally different from those of Fourier series, giving a clear binding spectrum characteristics of the signal to the time. The third and fourth steps of pattern recognition is usually combined with a system of pattern recognition (SPR), which is a key element of the smart set. SPR synthesis algorithm is sufficiently spent and includes the following steps: receiving training sample selection method of data presentation and significant characteristics develop ranking criteria SRO training, checking operation with the ability to return to step 2 (or even to step 1), optimization of SPR. As input data sets used organic raw images located on agricultural fields. Conventionally we divide them into two groups (if used as perceiving element imager): "organic raw image" and "not an image of organic materials". Criterion - saturation of green (or another color that reflects the organic raw materials). Obviously, in the case of real recognition of identical pictures never get. The situation is complicated by the fact that almost always were the images of noise. That necessarily requires filtering the signal.

23 Results of experiments on neural network training showed that known methods for local and global optimization (gradient, stochastic, Newton Hessian, etc.) are sensitive to the accuracy of the calculations require a large number of training steps and numerous additional variables, so urgent task is to find and develop new methods training of neural networks [7, 8]. The solution to the given problem possibly with a genetic algorithm (GA). To implement the algorithm for neural network training using genetic algorithms use a network with minimum errors - multilayer perceptron with two neurons in the hidden layer (Fig. 1). First you need to find the optimal weights [4, 6] that minimize the error value

2  Yp Y min)( (3), by following a series of steps: 1) choose the representation of optimization parameters in a specific data format: string, vector table, array, etc.; 2) develop or choose from a set of genetic operators such that best account for the features of the search space; 3) determine the size of the initial population; 4) develop a methodology for using genetic operators; 5) Set the fitness function (objective function on which options are selected in the population); 6) Develop a methodology for selecting options in the new population; 7) Set the stopping criterion of the evolutionary process.

24

Fig. 1. Dual Layer perceptron

As the parameters of the problem being solved are the weighting coefficients W, and a set of parameters defines the point of search space, and consequently - a possible solution. Assessment of adaptation chromosomes in the population determined by calculating membership function (fitness function) for each chromosome of the population. In our case, this assessment performed using membership function that defines the difference calculated and actual output values for the same input action and represents the numerical value of the function is intended to legitimate problem solution  Dx , and the smaller the value of membership function, the better the quality of the chromosome. Fitness function always takes non-negative values , except for the solution of optimization problems need to minimize this function. The effectiveness of the genetic algorithm, the quality of the solution and evolution as a whole depends largely on the structure and quality of the initial population. This way, the process optimization using genetic algorithm is iterative and involves two steps: - Synthesis of new chromosomes (crossing and mutation); - Selection of chromosomes in the new population. The process continues until it receives: a) - the optimal solution; b) - a given number of generations. At the same time, take into account the evolution of the target

25 population, that is each successive population must be better than the last. Solution of the problem corresponds to a chromosome with a minimum value of membership function, which determines the optimal vector of weights with error learning (3) is less than the specified value. Solution of the problem corresponds to a chromosome with a minimum value of membership function, which W determines the optimal vector of weights i , with error learning (3)  is less than the specified value min . If the stop condition of the algorithm in a) can not be met, then there is a complete procedure for option b) with a selection of the best chromosome in one or more generations. With the use of GA was conducted determine the optimal weighting coefficients neural networks such as multilayer perceptron (see Fig. 1) using a genetic algorithm with the following parameters: the number of chromosomes in the population - 10; number of populations - from 20 to 100; crossing operator - single-point crossing-over; percentage of genetic mutations - 0.001; selection - the elite. Research results [9] show that the rate of approach to the extremum is high and increases with the number of populations. You can make a conclusion about the low percentage of experiments in which it was obtained the exact value of the minimum, depending on the total number of runs of genetic algorithm, the number of populations.

Conclusion Thus, based on the combined use of pattern recognition methods and determining routes RM is provided for solving the problem of synthesis of compromise -optimal trajectories of the mobile robot manipulators with the recognition of organic materials and obstacles in a conflict environment. The main results of the research are getting a set of mathematical relations for the calculation of the movement of the RM and pattern recognition. Given Sufficient quality of operation of NN - classifier optical images while optimizing network using genetic algorithm and the use of real-time systems , the unit neural

26 networks , such as multilayer perceptron , should be used to install (classification) systems in optical images of the collection and processing of organic materials.

REFERENCES 1. Фукунава К. Автоматическое распознавание образов / К. Фукунава. – М.: Наука, 1979. – 367 с. 2. Бабаков М.Ф. Методы машинного моделирования в проектировании электронной аппаратуры / М.Ф. Бабаков, А.В. Попов. – X.: НАЭКУ "ХАИ", 2002. – 89 с. 3. Воронин А.Н. Многокритериальный синтез динамических систем / Воронин А.Н.. – К.: Наукова думка, 1992. – 157 с. 4. Круглов В.В. Искусственные нейронные сети. Теория и практика / В.В. Круглов. – М.: Горячая линия – Телеком, 2002. – 382 с. 5. 5. Підхід до вирішення задачі компромісно-оптимального вибору маршруту руху об’єктів в конфліктному середовищу / С.А. Шворов, А.М. Берназ О.І. Бурчак [та ін.] // Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. – К.: Київський університет, 2008. – № 19. – С. 63–71. 6. 6. Рідкокаша А.А. Основи систем штучного інтелекту. Навчальний посібник / А.А. Рідкокаша, К.К. Голдер. – Черкаси: "ВІДЛУННЯ-ПЛЮС", 2002. – 240 с. 7. Методологічні основи побудови та організації функціонування роботизованих систем спеціального призначення / Лєнков С.В., Шворов С.А., Гунченко Ю.В., Чирченко Д.В. // Вісник інженерної академії України. – 2012. – Вип. 1. – С. 205-210. 8. Лисенко В.П. Ймовірнісна (Байєсівська) нейронна мережа класифікації температурних образів / В.П. Лисенко, В.М. Штепа, А.О. Дудник // Вісник аграрної науки. – К.: НААН. – 2011. – № 4. – С. 53-56. 9. Використання генетичних алгоритмів для розрахунку оптимальних настройок функціонування робототехнічного комплексу / Н.А. Заєць, С.А. Шворов, В.М. Штепа, В.О. Осипа // Збірник наукових праць Війського інститут Київського національного університету імені Тараса Шевченка. – К.: КНУ ім. Т. Шевченка. – 2012. - №38. – С. 41-45.

27 Czekała Wojciech

Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu Wydział Rolnictwa i Bioinżynierii Opiekun pracy: dr hab. inż. Jacek Dach – Promotor rozprawy doktorskiej

Gospodarka odpadami z produkcji biogazu

Management of waste from biogas production

Summary Increasing energy consumption worldwide requires the necessity of exploration for alternative methods of its production. One of the possibilities is production of agricultural biogas. In the methane fermentation process, except the biogas, is also formed the residue called digested pulp. The study presents different approaches to its recovery.

Streszczenie Coraz większe zużycie energii na świecie wiąże się z koniecznością poszukiwania alternatywnych metod jej produkcji. Jedną z takich możliwości jest produkcja biogazu rolniczego. W wyniku procesu fermentacji metanowej obok biogazu powstaje pozostałość zwana poferementem. W artykule przedstawiono różne koncepcje jego odzysku.

Rozwój technologii oraz poprawa jakości życia na świecie zwiększają m.in. wzrost zapotrzebowania i zużycia energii elektrycznej. Jest to zjawisko nieuniknione, z którym należy się pogodzić. Mając na uwadze środowisko naturalne, należy poszukiwać i rozwijać produkcje energii ze źródeł odnawialnych. Do tej grupy zaliczyć można przede wszystkim produkcję energii pochodzącej z wiatru, słońca, wody, geotermalną oraz z biomasy.

28 Szczególnie interesujący w warunkach polskich wydaje się być ostatni z przytoczonych typów. W Polsce w 2012 roku jedynie 11,7 % energii pierwotnej pochodziło ze źródeł odnawialnych (Ryc. 1). Głównym powodem takiego stanu jest oparcie jej wytwarzania o węgiel kamienny i brunatny, będące źródłami dominującymi w produkcji energii elektrycznej i cieplnej w kraju.

Ryc.1 Udział energii ze źródeł odnawialnych w pozyskaniu energii pierwotnej ogółem w latach 2007-2012 [1].

Polska jest krajem o bardzo dużym potencjale rolniczym, który z pewnością może być skutecznie wykorzystywany w agroenergetyce. Takie rozwiązania pozwolą nie tylko na zachowanie strategicznie cennych złóż paliw kopalnych, ale mogą być szansą na intensyfikację sektora rolniczego. Do celów energetycznych można wykorzystywać biomasę czyli „podatne na rozkład biologiczny frakcje produktów, odpady i pozostałości przemysłu rolnego (łącznie z substancjami roślinnymi i zwierzęcymi), leśnictwa i związanych z nim gałęzi gospodarki, jak również podatne na rozkład biologiczny frakcje odpadów przemysłowych i miejskich” [2]. Tego typu substancje mogą być bezpośrednio spalone lub przekształcone na biopaliwa. Oprócz biopaliw stałych (brykiety, pelety) czy ciekłych (biodiesel, bioalkohole) wyróżnia się jeszcze biopaliwa gazowe. Wśród nich coraz większe znaczenie ma biogaz rolniczy, będący mieszaniną gazów, wśród których największy udział ma metan (ok. 65%) oraz ditlenek węgla (ok. 35%) [3]. Domieszkami mogą być natomiast wodór, azot, amoniak czy siarkowodór. Produkcja tego gazu zachodzi w instalacjach zwanych

29 biogazowniami (Ryc. 2), w wyniku procesu fermentacji metanowej substancji organicznej. Zasadniczym produktem ubocznym jest tzw. poferment (pulpa). O tym, jak ważna jest gospodarka pulpą świadczy np. fakt zamknięcia największej z dotychczas istniejących instalacji w Polsce we wsi Liszkowo. Powodem takiego postępowania było nieuregulowanie zgodnego z prawem jej zagospodarowania. Stąd konieczne jest nie tylko dbanie o maksymalny uzysk biogazu, który można przekształcić na energię elektryczną oraz cieplną ale również pamiętać należy o właściwym zagospodarowaniu odpadów z produkcji biogazu.

Ryc. 2 Widok na przykładową biogazownie [4]

Nie tylko zdrowy rozsądek ale i stosowne akty prawne stwarzają możliwość właściwej gospodarki tego typu substratem. W ustawodawstwie krajowym tematykę klasyfikacji oraz możliwości przetwarzania pofermentu zostały określone przede wszystkim w czterech aktach prawnych:  Ustawa z dnia 14 grudnia 2012 r. o odpadach [5].  Ustawa z dnia 10 lipca 2007 r. o nawozach i nawożeniu [6].  Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 27 września 2001 r. w sprawie katalogu odpadów [7].

30  Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 5 kwietnia 2011 r. w sprawie odzysku R10 [8].

Ważnym zagadnieniem jest skład pulpy powstającej w komorach fermentacyjnych, który zależy od wielu czynników. Najważniejszym z nich jest substrat (i jego właściwości), który poddaje się rozkładowi. W praktyce można przyjąć, że masa powstającego pofermentu stanowi 80-90% wsadu do biogazowni. Typowa biogazownia rolnicza o mocy 1 MW produkuje rocznie ok. 30-40 tys. ton ciekłego pofermentu o średniej zawartości azotu ok. 6 kg/t ś.m. Mając na uwadze wymagania Dyrektywy Azotanowej dotyczące nawozów naturalnych chcąc zagospodarować taką ilość pofermentu potrzebne jest minimum 1050 hektarów gruntów rolnych [9]. Są to olbrzymie powierzchnie, rzadko kiedy dostępne dla inwestorów czy zarządzających biogazowniami. Stąd powstaje konieczność poszukiwania innych sposobów przetwarzania tego typu produktów ubocznych, mając na uwadze aspekt ochrony środowiska. Najważniejszą właściwością odpadów z produkcji biogazu z punktu widzenia możliwości ich wykorzystania jest zawartość suchej masy. Najczęściej waha się ona w zakresie od 4 do 8%. Wartość tego parametru zależy przede wszystkim od rodzaju substratów poddanych procesowi fermentacji metanowej. Kolejnymi elementami mającymi istotny wpływ na stopień rozkładu materii organicznej, a tym samym i zawartość suchej masy w pulpie jest wstępne rozdrobnienie substratów, rodzaj stosowanej technologii oraz prawidłowość prowadzenia procesu. Prostym a zarazem wyjątkowo przydatnym procesem w gospodarce pofermentem jest jego poddanie separacji. W jej wyniku uzyskuje się minimum dwie frakcje – ciekłą (odciek) oraz stałą (gęstwę). Zawartość suchej masy w gęstwie (Ryc. 3) wynosi około 26-30%, co zdecydowanie zwiększa ilość dróg jej odzysku.

31

Ryc. 3 Separacja pofermentu na terenie biogazowni (fot. Wojciech Czekała)

Sam odciek z racji dużej zasobności w mineralne formy pierwiastków najczęściej wykorzystuje się do nawadniania i deszczowania pól. Inną możliwością jego wykorzystania jest skierowanie na początek procesu technologicznego w celu uwodnienia substratów, które kierowane są do komór fermentacyjnych. Z kolei frakcja stała może być z powodzeniem wykorzystana bezpośrednio w celach nawozowych. Poza tym interesującym rozwiązaniem wydaje się być produkcja kompostu, będącym nawozem organicznym o wysokiej wartości rolniczej [10]. W wielu krajach gęstwę po osuszeniu i rozdrobnieniu wykorzystuje się do produkcji peletów czyli biopaliw stałych. Można więc stwierdzić, że istnieje wiele sposobów zagospodarowania odpadów z produkcji biogazu, chociaż w Polsce zdecydowanie dominuje ten najprostszy, czyli odzysk metodą R10 [11]. Pod jego pojęciem należy rozumieć obróbkę na powierzchni ziemi przynoszącą korzyści dla rolnictwa lub poprawę stanu środowiska [5]. Według wymagań zawartych w Ustawie o nawozach i nawożeniu stosowanie nawozów naturalnych jest możliwe tylko w okresie od 1 marca do 30 listopada [6]. W związku z tym pojawia się konieczność ich okresowego magazynowania. Właściwości odpadów z produkcji biogazu są zbliżone do tych, jakie posiada gnojowica, więc i sposób przechowywania będzie bardzo podobny.

32 Najpopularniejszymi instalacjami będą prawdopodobnie szczelne zbiorniki oraz otwarte laguny.

Produkując biogaz pamiętać należy o zagospodarowaniu pozostałości z procesu. Mając na uwadze ilość powstających odpadów problem ten nie powinien być uznawany za marginalny. Stąd decyzja o typie zagospodarowania pofermentu powinna być podjęta po analizie jego ilości, składu oraz możliwości wykorzystania dostępnych technologii.

Bibliografia: 1. Główny Urząd Statystyczny. Energia ze źródeł odnawialnych, Warszawa, 2012. 2. Dyrektywa 2001/77/WE]. 3. Fugol M., Szlachta J. 2010. Zasadność używania kiszonki z kukurydzy i gnojowicy świńskiej do produkcji biogazu. 119. 4. http://www.belarus.by/rel_image/1683 5. Ustawa z dnia 14 grudnia 2012 r. o odpadach (Dz.U. 2013 poz. 21), 6. Ustawa z dnia 10 lipca 2007 r. o nawozach i nawożeniu (Dz.U.2007 nr 147 poz.1033), 7. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 27 września 2001 r. w sprawie Katalogu odpadów (Dz.U. 2001 nr 112 poz. 1206), 8. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 5 kwietnia 2011 r. w sprawie odzysku R10 (Dz.U. 2011 nr 86 poz. 476). 9. http://forsal.pl/artykuly/429812,produkcja_nawozu_z_biogazowych_odpadow. html 10. Wood M. 2013.Using compost and digestate on organic farms. 11. Pilarski K., Dach J., Janczak D., Zbytek Z. 2011. Wpływ odległości transportowej na wydajność pracy agregatów i koszty zagospodarowania

pofermentu z biogazowni rolniczej1 MWel. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering. Nr 56.

Praca powstała w ramach Projektu Unii Europejskiej w ramach Poddziałania 8.2.2 PO KL (Kapitał Ludzki) realizowanego w latach 2012-2013 „Wsparcie stypendialne dla doktorantów na kierunkach uznanych za strategiczne z punktu widzenia rozwoju Wielkopolski”

33 Çiğdem Büşra1, Koçer Ezgi1, Kiraz İlker2

1Erciyes University, 2Sütçü İmam University

Business plan to produce Gilaburu juice – opening factory

Business description

Business plan to produce gilaburu juice – opening factory We intend to open a gilaburu juice factory in Kayseri in Turkey. The gilaburu fruit grows in Central Anatolia. For this reason we want to set up the factory in Kayseri. The product will be marketed in carton packaging. Our first purpose is introduce gilaburu juice to people as it is healthy and antioxidant. Gilaburu will be sold in supermarkets and local shops in Turkey, Hungary and Poland. The products will be distributed overland. Advantages 1. The facility is going to be near where Gilaburu crops grow. 2. Most people have no idea about Gilaburu. Therefore, it can be interesting for people. 3. It can be sold as brine. 4. Gilaburu can be stored for a long time. 5. Because of the factory’s location, Gilaburu may sell in the Middle East. Disadvantages 1) People may not prefer by virtue of gilaburu’s taste. Because gilaburu is a sour kind of fruit. 2) Gilaburu reacts with light. It must be stored and transported in dark place.

34 What is Gilaburu? Viburnumopulus L., belonging the plant family of Caprifolyaceae is known as "gilaburu" in Turkey and "Guelder rose" in Europe (ANDREEVA et al., 2004).Fresh gilaburu juice (henceforth referred to as FGJ) obtained from mature V. Opulus fruit by pressing is a traditional drink for people in some regions of Turkey, especially in Kayseri city (SOYLAK et al., 2002).Bottled and pasteurized gilaburu juice (henceforth referred to as PGJ) has begun to be sold in the markets of Turkey only recently. Benefits 1) Gilaburu juice helps to treat kidney stones as well as gallstones. 2) Hold high level of antioxidants. 3) Decreases muscle spasms and might also lower blood pressure and increase heart rate. 4) Decreases cholesterol. 5) Help immunity system, give natural energy. 6) Rich for vitamin A, B, C, D. 7) Used in the treatment of many diseases such as asthma, rheumatism, high blood pressure, epilepsy, mumps and sleep disorders. Necessary information People who has stomach and intestinal ulcers should not drink gilaburu juice. Our mission The aim of our company is to produce gilaburu juice which is a local healthy and antioxidant product in a hygienic environment and to market it in the best way. Our main principle is to market a new and healthy product because we live in a world in which the majority of people suffer from illnesses such as cancer and nephropathy. Basically, it is fruit juice. That’s why it can be consumed by everybody. Especially, it is suitable for people who have kidney diseases.

35 Our vision We aim to be the leader in juice marketing. Also we want to inform all people about the gilaburu. One of our main purposes is to have innovative, responsible rational, principles in mentality. Next purpose is selling out all around Europe. Costs and incomes Gilaburu is 80% efficient. Gilaburu picks once a year in October. A gilaburu tree has 80-100 kg gilaburu in a year. The production capacity of factory is 6031250 kg/year.

Unit cost Cost description Items Total cost (PLN) (PLN) Pre-Selling Rent of factory 85000 Costs Office Supplies 30000 Design 30000 Advertisement 30000 360000 The machines 700000 Total 1 (PLN) 1205000

Unit cost Cost description Items Total cost (PLN) (PLN) General Costs Employees Salary 18×3000×12 648000 5×5000×12 300000 Transportation 20000×12 240000 Energy 300000×12 3600000 Unexpected 70000×12 840000 Costs Total 2 (PLN) 5628000

Total 1+ Total 2= 6833000 PLN (per year) İn Turkey, the cost of Gilaburu is 10 PLN for per liter. İn Poland and Hungary, the cost of Gilaburu is 12 PLN for per liter. There are 2 options for packaging (250 ml, 1000 ml).

36 We plan to sell 150000 product for 1 l and 400000 product for 250 ml in Turkey a year. Turkey’s income: (150000×10)+ (400000×2,5) = 2500000 PLN We plan to sell 100000 product for 1 l and 250000 product for 250 ml in Poland a year. Poland’s income: (100000×12)+ (250000×3)= 1950000 PLN We plan to sell 125000 product for 1 l and 250000 product for 250 ml in Hungary a year. Hungary’s income: (125000×12)+(250000×3)=2250000 PLN Total (PLN) = 2500000+ 2250000+1950000= 6700000 PLN

(million) Year 1 Year 2 Year 3 Year 4 Year5 Total

Costs 6,8 6,3 7,0 7,3 7,4 34,8

İncomes 6,7 7,1 8,8 10,6 12,0 45,2

Total -0,1 0,8 1,8 3,3 4,6 10,4

All of this reasons, we plan to earn 10,400,000 in 5 years.

Our objectives and goals

Customer Service Customer service is the service provided to customers before, during and after purchasing and using goods and services. Good customer service provides an experience that meets customer expectations. It produces satisfied customers. The goals of customer service are to develop a perception that our company is easy to do business with and to improve our response time to customer complaints. To achieve meet these goals, the number of our customer service staff could be increased from one to three workers by the end of the year or we may implement a policy where customers are guaranteed to receive a return phone call before the end of the business day. Goals establish where you intend to go and tell you when you get there. They help improve your overall effectiveness as a company. Whether you want to increase your share of the market, for example,

37 or improve your customer service. The more carefully you define your goals, the more likely you are to do the right things and achieve what you wanted to accomplish in the first place. Objectives are the specific steps you and your company needs to take in order to reach each of your goals. They specify what you must do and when. Strategic market objectives would be: • Primarily, we want to have earning firmness in Turkey. • We intend to export other European countries according to selling of Gilaburu in Poland. • İf other juice companies want to sell this product, they can put on the market.

Project analysis A project analyst is an individual that analyzes, reviews and documents the requrements of a project throughout its lifecycle. He or she helps the entire project team complete the project within its planned scope, schedule and budget, while serving as a liaison for the project's technical, functional and non-functional teams. A project analyst designs, develops and establishes key reporting standards for an organization or company. The analyst processes management reports and performance indicators for management to review concerning certain projects. With the consent of senior management, the analyst works on overall project planning and formulates reports based on project scheduling and timetables for deliverables.

Swot analysis A SWOT analysis (alternatively SWOT matrix) is a structured planning method used to evaluate the strengths, weaknesses, opportunities, and threats involved in a project or in a business venture. A SWOT analysis can be carried out for a product, place, industry or person. It involves specifying the objective of the business venture or project and identifying the internal and external factors that are favorable and unfavorable to achieve that objective.

38

SWOT analysis, with its four elements in a 2x2 matrix.

Conclusion The recommendations in this report are specific and affordable. They are not especially difficult, and they need not inspire a partisan battle. The recommendations reflect hundreds of years of private sector management experience, and the seasoned advice of scientists, academic leaders, government lab directors, and energy specialists

Bibliography 1. Comparison of Chemical Characteristics of Fresh and Pasteurised Juice of Gilaburu (VİBURNUM OPULUS L.) M.ÇAM and Y.HIŞIL 2. http://www.ehow.com/about_6680834_job-description-project-analyst.html 3. http://www.techopedia.com/definition/673/project-analyst 4. http://businesscasestudies.co.uk/first-direct/using-customer-service-to- position-a-business/what-is-customer-service.html#axzz30ephLld9 5. http://smallbusiness.chron.com/examples-business-goals-objectives- 4698.html 6. http://www.dummies.com/how-to/content/set-goals-and-objectives-in-your- business-plan.html 7. http://en.wikipedia.org/wiki/SWOT_analysis 8. http://www.mercucita.com/shop/gilaburu-juice/

39 Дубына Виталий C.

Подольский государственный аграрно-технический университет. Украина, г. Каменец-Подольский E-mail:[email protected]

The analysis was held of principles of operation of the separators of machines for gathering of potatoes

Анализ и обоснование перспективных конструкций сепараторов картофелеуборочних машин

The most effective influence aimed at the acceleration of separation potato heap, and also the perspective design of separating devices that implement these impacts. Ключевые слова: сепаратор, картофельный ворох, деформация, просеивания.

Постановка проблемы. Наиболее трудоемким процессом во всем комплексе работ по выращиванию картофеля является сбор . На него приходится около 50...60% общих затрат. Низкий уровень механизации этого процесса объясняется сложностью реализации надежных картофелеуборочных машин, работа которых бы удовлетворяла агротехнические требования. Ведь на процесс сбора и, в частности, на сепарацию картофельного вороха, влияет целый ряд факторов: правильность и своевременность подготовки поля к уборке, структурный состав и влажность почвы , наличие ботвы и сорняков , засоренность поля камнями и т.д. Следовательно,

40 качество исходного продукта зависит прежде всего от способности сепараторов работать при изменении внешних факторов в широких пределах. Поэтому возникает задача анализа конструктивных разработок сепараторов, выявления и систематизации используемых принципов воздействия на пласт и синтеза сепарирующего устройства, бы осуществлял наиболее эффективное воздействие .

Анализ последних исследований и публикаций. Наиболее распространенным сепарирующим устройством картофелеуборочной машины является прутковый сепаратор. С целью активизации сепарации почвы такие сепараторы оборудуют встряхивателе , однако встряхивания вороха позволяет повысить эффективность их работы только на 10..30% , при этом повреждения клубней растут на 15..20 % [1]. За длительную историю развития картофелеуборочной техники многими исследователями были предприняты попытки создать различные активные сепарирующие устройства, которые были эффективными существующих. Рассмотрим наиболее удачные конструкции. Сепарирующее устройство картофелеуборочной машины (рис. 1, а) позволяет оказывать влияние на ворох не только в продольной, но и в поперечной плоскости. Активизация сепарации почвы происходит за счет сложного движения прутков элеваторов и изменения направления сил действия прутков на пласт. Концы прутков перемещаются по направляющим боковин с волнистой поверхностью. Передвигаясь вместе с прутками в продольном направлении, пласт одновременно подвергается встряхивая действия в вертикальном направлении , что способствует его разрушению и просеиванию через межпрутковий просвет на поверхность почвы [ 2 ]. Сепарирующее устройство картофелеуборочной машины (рис. 1, б) отличается тем, что прутки элеватора выполнены в виде полос, расположенных перпендикулярно к плоскости элеватора, на которые установлены спирали, ограничены

41 боковинами волнообразной формы, смещенными друг относительно друга на полупериод волны, которые оснащены изменения расстояния между волнообразными боковинами на выходе. Вследствие движения элеватора спирали на прутках совершают колебательное движение в поперечном направлении и поступательное в продольном. Сложное движение спирали вызывает дополнительную деформацию пласта, улучшает сепарацию почвы [ 3].

а )

42

б) в)

г)

д) Риc. 1 Сепарирующие устройства картофелеуборочных машины

Сепарирующее устройство картофелеуборочной машины (рис. 1, в) состоит из лемеха 1, наклонных полуцилиндры 2 и 3 , созданных с прутковых транспортеров 7. В нижней части полуцилиндры установлены транспортирующие продольные шнеки. Ворох, подрезанный лемехом, поступает в область полуцилиндры, где и происходит отделение примесей через

43 прутковое полотно. Возможно изменение угла наклона полуцилиндры зависимости от состояния почвы [ 4 ]. Благодаря сложной траектории движения пласта, воздействия на него прутков элеватора и витков спирали шнека происходит его разрушение , отделения клубней от почвы и просеивания ( сепарація). Степень сепарации зависит от наклона полуцилиндры в поперечной плоскости. С целью обеспечения нормального режима работы сепарирующего устройства (максимальная степень сепарации почвы и минимальной степени повреждений клубней) при работе на различных почвах предусмотрена возможность изменения угла наклона полуцилиндры относительно нижних звездочек. Картофелеуборочная машина с барабанным сепаратором (рис. 1, г) состоит из корытообразные подкапывая лемеха и конусного сепарирующего барабана, который приводится во вращательное движение за счет сцепления обода основы барабана с грунтом. Внутри барабана под углом к образующей конуса установлена прутковая спираль [5] . Устройство для активной сепарации клубненосного массы (рис. 1, д) состоит из ведущего вала и оси , на которые установлены звездочки разных диаметров неподвижно и звездочки одинаковых диаметров подвижно соответственно, причем на звездочки установлены цепи, сворюють бесконечное криволинейное полотно сепаратора и движутся с различными скоростями. Это позволяет значительно растянуть клубненосного массу как по горизонтали - в силу того , что отдельные цепи движутся с различными скоростями, так и по вертикали - вследствие криволинейной формы поверхности полотна сепаратора. Этим самым создается "кипящий слой" на поверхности сепаратора, что способствует более быстрой и более полной сепарации клубней [6] . Выделение нерешенной части общей проблемы. Как видно из проведенного обзора, все конструкции сепарирующих устройств ис-пользуют различные по своей природе принципы активизации сепарации. Вместе с тем большинство рассмотренных конструкций имеют сложную конструкцию

44 сепарирующей поверхности, а следовательно и низкую надежность работы . Таким образом, возникает необходимость проведения глубокого анализа принципов активизации сепарации и выявления наиболее эффективных воздействий на картофельный ворох. На основе такого анализа станет возможным синтез перспективного сепарирующего рабочего органа.

Формулирование целей статьи. Постановка задачи . Целью статьи является синтез принципиально нового сепарирующего устройства картофелеуборочной машины , который бы обеспечивал активное разрушение структуры вороха и интенсивное просеивание почвы. Для достижения цели необходимо решить следующие задачи : 1. Провести анализ принципов воздействия на картофельный ворох различных конструкций сепараторов и выявить наиболее эффективные воздействия. 2. На основе проведенного анализа разработать рабочий орган, который бы осуществлял необходимые принципы воздействия. Изложение основного материала. Проведя осмотр конструкций сепарирующих рабочих органов и способов активизации сепарации картофельного вороха следует выделить следующие основные принципы действия сепараторов на пласт ( рис. 2). Разрыв пласта в продольном направлении особенно эффективен в начале сепарации , когда картофельный ворох имеет значительную толщину и связанность. Такое действие реализуется благодаря разнице скорости движения рабочей поверхности сепаратора и скорости востока подкопана грядки с подкапывая лемеха и во время восхода вороха с одной сепарирующего устройства на другое .

45 Рис. 2. Принципы действия сепарирующих устройств на картофельный ворох Принцип Назва действия Конструкция рабочих органов деформации рабочих органов Разрыв пласта Разница V2 в продольном скоростей V1 направлении движения отдельных сепарирующих поверхностей V2 > V1 Разрыв пласта поперечные в поперечном воздействия направлении

Встряхивания Подбрасывание вороха на рабочей поверхности сепарирующего устройства Вибрация рабочей поверхности сепарирующего устройства Объемное Предоставление перемешивания вороха вращательного движения

Фрезерование Фрезеровальная действие рабочего органа, который движется со

скоростю отличной от скорости движения вороха Сжатие Сужение потока вороха Пропуск вороха между двумя барабанами

46 Удар Нанесение удара битером с вертикальной осью вращения Нанесение удара битером с горизонтальной осью вращения

Разрыв пласта в поперечном направлении реализуется в сепарирующих устройствах с поперечно установленным шнеками. Несмотря принципиально высокую эффективность такого воздействия достаточно сложно обеспечить разрыв пласта по всей толщине, а ограничение только нижним слоем вороха не дает желаемых результатов . Основным преимуществом разрушения пласта растяжением является то , что такая деформация является наименее энергоемким, а также почти не допускает повреждений клубней. Однако разрыв пласта в современных сепараторах про-исходит только в одном конкретном месте и в течение малого периода времени. Встряхивание вороха - один из самых распространенных и эффективный вид воздействия , который используется в прутковых элеваторах , колебательных и вибрационных грохотах . Встряхивание значительно ускоряет процесс разрушения комков и сепарацию почвы, однако наличие динамических нагрузок на клубни вызывает значительные их повреждения. Объемное перемешивания вороха реализуется в барабанных грохотах, при этом массе предоставляется вращательное движение. Такой процесс отличается невысокой энергоемкостью процесса из-за отсутствия неуравновешенных инерционных сил в сепараторе. Барабанные грохоты также подвержены залипания промежутков между прутками почвой и забивания растительными остатками. Недостатком является и то , что обычный барабанный грохот может работать только при наклоне в сторону перемещения массы , поэтому для его работы нужно предварительно поднять массу на определенную высоту. К тому же при работе на каменистых почвах такой сепаратор чрезмерно повреждает клубни.

47 Фрезерующие влияние на пласт с одновременным транспортировкой массы осуществляют вальцевые грохоты. При этом происходит интенсивное разрушение комков в нижнем слое картофельного вороха, его перемешивания и просеивания мелких частиц грунта. Исследования показали, что в ряде случаев ротационные сепараторы лучше отделяют почву и меньше повреждают клубни, чем традиционные рабочие органы - прутковые элеваторы и колебательные грохоты. Однако, работа такого сепаратора сопровождалась намоткой растительных остатков на валы и заклиниванием камни. Наиболее эффективное разрушение комков достигается при ударном воздействии на пласт битеров с вертикальной или горизонтальной осью вращения. Однако удар больше чем другие воздействия повреждает клубни, поэтому такой способ воздействия на ворох не получил распространения. Проведенный анализ показал, что перспективный сепаратор должен удовлетворять следующим требованиям: - Перемешивание вороха должно быть объемным (рабочий орган должен быть погруженным в объем пласта), если же перемешивания поверхностное (например, в нижней части пласта), то действие рабочего органа должна быть направлена параллельно направлению движения вороха и должно происходить на возможно большей длине ; - Следует ограничивать или избегать вообще перемешивания вороха в вертикальний плоскости, вместо способствовать перемешиванию в горизонтальных плоскости, что создаст условия для опускания мелких частиц на поверхность сепаратора и быстрое их просеивания ; - Степень перемешивания грунта и разрушения комков должно быть регулируемым , что позволит оптимально загрузить сепаратор и снизить поврежденность клубней. Проведенный анализ конструкций сепараторов картофельного вороха позволяет утверждать, что существующие на сегодняшний день сепарирующие рабочие органы нуждаются радикального усовершенствования. Существенные недостатки конструкции а также использование в работе несовершенных и нерациональных способов

48 разрушения структуры пласта, недостаточное перемешивание вороха, использование динамических нагрузок для разрушения комков приводят к неудовлетворительной работе сепараторов даже в условиях , близких к оптимальным.

Выводы по теме и перспективы дальнейших исследований. Таким образом, проведенный анализ существующих конструкций сепарирующих устройств картофелеуборочных машин обнаружил, что наиболее эффективными являются продольные воздействия на картофельный ворох , которые вызывают деформации растяжения - сдвига и перемешивания в горизонтальной плоскости.

Список литературы: 1. Петров Д. Картофелеуборочный машины. - 2- е изд., Перераб. и доп. - М.: Машиностроение , 1984 . - 320 с. 2. Сепарирующее устройство клубнеуборочной машины: А.с. 1607722 СССР, МКИ А 01 D 17/14 / И.Н. Бендера, Е.Н. Дрямина , М.И. Самокиш, З.В. Ловкис, А.А. Андреев, П.П. Федирко, А.М. Курко (СССР). - № 4637107/30-15. Заявлено 12.12.88; Опубл. 23.11.90, Бюл. № 43 - 3 с. 3. Сепарирующее устройство клубнеуборочной машины: А.с. 1727648 СССР , МКИ А 01 D 33/ 08 / И.Н. Бендера , П.П. Федирко , З.В. Ловкис , В.С. Ткачук, А.А. Андреев , В.В. Скоробогатов , С.В. Качинский (СССР). - № 4798401 /15. Заявлено 18.12.89; Опубл. 23.04.92, Бюл. № 15 - 4 с . 4. Сепарирующее устройство клубнеуборочной машины: А.с. 1782431 СССР, МКИ А01D 33/ 08 / И.Н. Бендера, А.А. Андреев, В.С. Ткачук, З.В. Ловкис , В.В. Скоробогатов, П.П. Федирко, А.И. Лопушанский (СССР ). - № 4836478 /15. Заявлено 26.04.90; Опубл. 23.12.92, Бюл. № 47- 3с. 5. Картофелеуборочная машина с барабанным сепаратором: Патент на изобретение 66253А Украины , МПК А 01 В 77/ 00 / С.М. Грушецкий, И.М. Бендера , П.И. Роздорожнюк , В.В. Врадин ( Украина ) . - № 2003098307 . Заявлено 08.09.2003; Опубл. 15.04.2004, Бюл. № 4 - 2 с. 6. Устройство для активной сепарации клубненосного массы : Патент на изобретение 34335 Украина , МПК А 01 D 17 /00 , А 01 D 21/ 00 / М.И. Самокиш , П.И. Роздорожнюк , И.М. Бендера , Ю.П. Кучер , Р.В. Ганушкевич ( Украина ). - № 99063613. Заявлено 25.06.1999; Опубл. 15.02.2001 , Бюл. № 1 - 2 с.

49 Galytska Svitlana1, Berthault Camille2, Solak Onur3

1National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine 2Ecole Supérieure d'Agriculture, 3Izmir Institute of Technology

Export of foreign goods on example of Flavored Vodka

Introduction It is the mission of our company to provide export of flavored vodka from Poland to such countries as: Ukraine, Turkey and France including shipping and warehousing. We would like to build a company, which will be exported in each of previously mentioned countries 100 000L per year with a price 15 PLN per 1 L. Company "Flavored Vodka Company" will be a limited liability partnership registered in the one of the cities in Poland for tax purposes. The Company has a limited number of private investors and does not plan to go public. The Company expects to begin offering its services in half a year. Products "Flavored Vodka Company" deals exclusively in flavored vodka that had produced in Poland. We are going to cooperate with next brands: (Szlachetna wodka, Wisniowa, Orzech Laskowy, Malinowa, Pigwowa), (Ginger, Citrus, Lime&Mint, Mango), Lubelska (Mietowka, Grejpfrutowa, Porzeczkowa, Cytrynowka, Wisniowka, Antonowka, Ananasowa, Miodowka, Orzechowka, Trzy, Zboza), Wodka Zoladkowa Gorzka (Tradycyjna, Czarną Wiśnią, z Miodem, z Miętą, Czysta de Luxe), Zubrowka (Bison Grass, Palona, Biala). The market "Flavored Vodka Company" will be concentrating on servicing just one type of clients, the gift shops.

50 Profitability in this market is expected to be excellent, because these shops are will be located in the big cities (Istanbul, Kiev, Paris) of the above indicated countries nearby big malls and supermarkets, therefore we will get huge amount of customers, and the second way to be confidence of success - in this type of market we almost don’t have competitors .We expect profitability in the co-op end to be much slower in the first years of operation, but it too will increase steadily.

Mission The mission of "Flavored Vodka Company" is to become a recognized exporter of vodka. We want to introduce the Flavored Polish Vodka all over the Europe. The company guarantees 100 percent customer satisfaction and values friendly service. We want to introduce the Flavored Polish Vodka all over the Europe. Keys to Success Keys to success for "Flavored Vodka Company" are:  Product quality  Customer service  Access to manufacturers channels  Controlling fixed and variable costs during first years

SWOT Analysis

Strengths Weakness Small team, easy to organized Young company, knowledge Building strong relationship with limits well-known companies

Opportunities Threats New product in market above Business competition indicated countries Not be accepted or being rejected Or increase of the market

51 Market Analysis

Ukrainian alcohol market The market of Vodka in Ukraine last 2-3 years decreasing and the main problem is shadow markets (in volume 1-2 % per year). Almost 40% off vodka’s production belong to shadow market. Despite the fact that performance of vodka production decreasing and the price is rising, vodka consumption is still at a high level. According to research made by Research&Branding Group (March 2013) ukrainian consumers buy:  1-2 times per month (82% of consumers);  1 time per 2 weeks (10,4% of consumers). The most famous brands in Ukraine are Хлібний Дар, , Хортиця, Medoff, Prime. The common size is the bottle of 50cl or 1 l. The price fluctuate between 3 € and more than 50 € for bottle of 50cl. Alcohol sales in Ukraine allowed according to the Law “Regulation of production and trade of ethyl, cognac and fruit, alcoholic beverages and tobacco”. This law determinate basics of state politics according production, exportation, importation, wholesale and retail trade. (1) The competitor of our business in Ukraine is Global Spirit – International Alcohol Holding, founded in Ukraine in 2008. Company specialize mostly on production of pure vodka, but since 2008 they opened new production line – flavored vodka “Blagoff Mandarin”, “Blagoff Green Apple”, “Blagoff Pear”. For present day, it’s only one competitor for us in Ukraine. France alcohol market The market of Vodka in France is always progressing. In 2013, the sells increased in volume 4 % and in price 8 %. The 3 brands most famous in France are , and Absolut. Poliakov is the first with 33% of market share in volume. Poliakov belongs to La Martiniquaise, the second of the French market in spirit brand. The market of flavored vodka increases in France, there is an evolution + 40.7 % between the first semester in 2011 and in 2012. (2)

52 The common size is the bottle of 70cl or 1 l. The price fluctuate between 8 € and more than 100 € the bottle of 70cl. The place of distribution of this produce is mostly in Hypermarket. The price fluctuated between 8 and 30 € for the bottle. In night-club or specialized alcohol stores the cost of one bottle can raise to 100 € and more. There are 25 most famous brands of Vodka (Table 1).

Table 1: Most famous brands of Vodka in France Poliakov Sobieski Vodka O2 Absolut* Sputnik Vodka Vodka Wyborowa* Eristoff* Vodka Vodka* Lotus Vodka Vodka G&J Greenall SKYY Vodka Vodka Zubrowka Cristall Vodka * Flagship Vodka Citadelle Vodka Nuage Premuim Vodka 42 Below *Brands who sell flavored Vodka

44.4 millions of French people (11-75 years old) consumed alcohol at least once during their life. 41.2 millions of people consume currently alcohol in the year and 8.8 millions of people consume at least 3 alcohol consumption in the week for the adults, at least 10 a month for the teenagers.(3) In 2010, the average consumption per habitant(over 15 years old to 75) is 12 litres per year which 2.2L of bier, 2.7L of Spirit Alcohol, 6.9 L of wine. Alcoholic usual budget is 320 euro a year in 2013, 7 % more than five years ago. (4) In France and in Europe, alcohols and alcoholic drinks belong to the category of "products submitted to excise". Excise duties establish indirect rights of consumption. The products which are submitted to it are governed by a community regulations and their traffic within the European Union makes the object of fiscal formalities.

53 The principle is that excise duty is acquitted by the operators and is echoed in the retail sale price. According to European directives, to avoid to the companies of credit note to make an advance payment of important finance while waiting for to get back the rights at the time of the sale for the target consumer, their payment is postponed as late as possible in the retail chain: it is about the regime of the detention and about the traffic of products in suspension of excise taxes. (5) The VAT for ethyl alcohol as vodka is 20%, and the excise duty per hectoliter costs 1718.41€, plus a levy of 542.33 Euros per hectolitre of pure alcohol on drinks of a strength exceeding 18% to the benefit of the National Sickness Insurance scheme. (6) Turkey alcohol market Sales of alcoholic drinks have more than doubled since 2000, with 614 million liters to 1.127 billion liters in 2012. Growth has slowed over the last five years to an annual increase of about 10%. During this five-year period whiskey registered the highest increase with 170%, followed by vodka with 71%, wine with 49% and beer with 8%. The most important issue regarding alcoholic drink taxation is the Private Consumption Tax (OTV), which is also applied to tobacco, fuel, consumer appliances, cars, etc. This causes most alcoholic drinks to be very expensive compared to European markets. While import taxes and fees can double the price of imported alcoholic beverages, the impact is mitigated by high taxes on domestic production. It is not uncommon to find many imported wines and offered for the same even cheaper, than Turkish products (7). Average prices in Turkey for a 70 cl bottle of vodka is around 13-26 € (8). There are more than 93 imported vodka brand in Turkey and with the domestic brands this number increase around 100 (9). The most popular vodka brands in Turkey;  Absolut  Skyy  Bazooka  Finlandia  Istanblue  Smirnoff  Binboa

54 Mix Marketing

Financial analysis

Table 2 : Profits on 1 year Ukraine France Turkey Total Price of 1 L 9 € 15 € 15 € Income 900 000 € 1 500 000 € 1 500 000 € 3 900 000 € Outcome 567 425 € 1 144 036 € 825 602 € 2 537 063 € Profit 332 575 € 355 964 € 674 398 € 1 362 937 €

55 Table 3: Details of outcomes for 1 year in each country

Ukraine France Turkey Poland Total

Product 15zl/L 375 000 € 375 000 € 375 000 € 1 125 000 € 100 000L each Importation (duty 54 921 € 452 148 € 255 520 € 762 589 € and license) Transport* 1 704 € 3 408 € 2982 € 8 094 €

Renting shop &warehouse 7 200 € 123 600 € 45 000 € 4 200 € 180 000 €

3 Employees 12 600 € 56 880 € 40 500 € 9 600 € 119 580 €

Lawyer 7 800 € 50 400 € 18 000 € 12 000 € 88 200 €

Advertisement 99 600 € 74 000 € 80 000 € 253 600 €

Total 558 825 € 1 135 436 € 817 002 € 25 800 € 2 537 063 €

Cost of 1L 5.67 € 11.44 € 8.26 €

56 Conclusion The company expects to sell 100 000L of flavored Vodka in each country each year. The profits will be 1 362 937 € if all the stock is sold. At least, the company have to sell 76 269L in France, 63 047L in Ukraine and 55 040L in Turkey to earn any profit. Our Futur For the future, it will be possible to open more shops in each country, when the company will be recognized. First, in the same big cities then we will open shops in the other big cities of each country. And after 5 years, it will be possible to open shops in the others countries of the European Union, as the United Kingdom, The Netherlands, Spain…

References 1. http://www.buhgalteria.com.ua/Hit.html?id=241 2. http://www.lequotidienlesmarches.fr/la-vodka-une-mode-qui-profite-aussi-la- france-art369036-82.html?Itemid=293 3. http://www.ofdt.fr/ofdtdev/live/produits/alcool/conso.html 4. http://www.franceinfo.fr/societe/alcool-les-francais-boivent-moins-mais-de- meilleure-qualite-949135-2013-04-11 5. http://www.douane.gouv.fr/articles/a10962-importation-et-exportation-des- alcools-et-des-autres-boissons-alcooliques-en-dehors-de-l-union-europeenne 6. http://ec.europa.eu/taxation_customs/resources/documents/taxation/excise_d uties/alcoholic_beverages/rates/excise_duties-part_i_alcohol_en.pdf 7. http://gain.fas.usda.gov/Recent%20GAIN%20Publications/Alcoholic%20Bever ages%20Sector%20Report_Istanbul_Turkey_4-29-2013.pdf 8. http://www.renkligundem.com/2013-yili-icki-fiyat-listesi-2013-yili-zamli-icki- fiyat-listesi/ 9. http://webarsiv.hurriyet.com.tr/2005/01/07/581109.asp

57 Horbachevskyi Stanislav

National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine Opiekun pracy: Andriy Petrenko UDC 620.91:535.215.9

The research stand of an effectivness of conversion the luminous flux to electricity

Abstract Experimental tests of effectiveness of light intensity transformation into electrical energy at the proposed laboratory- training stand using photoelectric converter were conducted. Keywords: photoelectric converter, experiment, effectiveness, a stand.

Introduction Development of materials, technologies and equipment for the manufacture of photovoltaic modules is relevant and promising activity of the modern world organizations. However along with the commercializing of industrial designs, manufacturers do not pay enough attention to the creation of specialized equipment available for education and training capable of serving the photovoltaic system (PV). Research and scientific-specialists institutions develop and produce teaching-laboratory stands. Cost panels to perform one type of research ranged from 5,022 to 12,553 UAH [1] as of 2012. Currently available on the market training stands, for example, standard set of training equipment "Solar photovoltaic system" [2] has a high cost (according to the manufacturer's website is approximately 42,180 UAH as of February 2014) and is inaccessible for buying by educational institutions. The list of laboratory works, which can be performed on the stand, is traditional, and reduces to the study of the PV module and the study of autonomous

58 photovoltaic system which includes: battery, charge controller and fluctuating load. In the context of minimum training laboratories manning an urgent task is to create stands using own technical base with the development of research methods.

Goal The purpose of this paper is to develop a test stand for studying the photovoltaic module and conduct research of effectiveness of light flux intensity into electrical energy transformation.

Materials and methods of investigation The study was carried out using a photovoltaic module, luminaire with various types of lamps and the ability to change the position of the optical system, digital voltmeter and ammeter, tester light intensity and fluctuating load. Experimental study was carried out according to the established program guidelines.

Results To carry out research of converting light intensity into electric energy a scheme of the laboratory panel is proposed (Fig. 1).

Fig. 1. An electric circuit diagram of the laboratory stand.

According to the electric circuit diagram, an assembled laboratory stand, shown in Fig. 2, contains: 1 – photoelectric

59 converter of Luxeon PT-020 (power P = 20 W at E = 1000 W/m², maximum output current I=1.14 А, short-circuit current IS = 1.27A, voltage at open contacts U = 21.9 V, material is monocrystalline silicon); 2 – LUXE 18 V Multimeter with measurement error of direct voltage ± 0.5% from the obtained data; 3 – VC-9804A multimeter with measurement error of direct voltage ± 0,8% from the obtained data; 4 – pyranometer SP-216 with measuring error ± 0,5%; 5 – luminaire with lamps (light globe is 100 W, infrared is 100 W, fluorescent is 130 W); 6 – rheostat, linear.

Fig. 2. Exterior view of the stand for research of effectiveness of light flux intensity into electrical energy transformation using photoelectric convertor.

To achieve exact results the study should be carried out without any foreign sources of light on the surface of the photoelectric converter, it will avoid errors in the results of natural light. Thus photo transducer lighting will be provided only from the luminaire lamp. The ambient temperature during the experiments is equal to 24˚C.

60 The first stage of photovoltaic research is to determine the dependence of the electromotive force of photovoltaic radiation flux density (F = f (W)). During the experiment the electrical load of the photoelectric transducer is not available. Light source is mounted on the direct radiation to the photo transducer surface (zero point on the panel limb) at the height of 30 cm. According to the voltmeter readings the generating electromotive force (E, V) photo transducer is identified, and according to the pyranometer readings radiation flux density (W, W/m²) in the center of a photo transducer and four extreme points of its surface is determined. The average value of flux density of radiation is calculated. After that similar measurement at oblique incidence of the radiation on the surface of the photoelectric converter rotating the module at an angle of 10, 20, 30, 40 and 50 degrees was made. The results of calculations are represented as a graphic dependence (Fig. 3).

Fig. 3. The dependence of an electromotive force of a photoelectric transducer on the mean value flux density impinging on its surface: a) (1 – the experiment with infrared lamp of 100 W, 2 – the experiment with a light globe of 100 W), b (3 – the experiment with the fluorescent lamp of 130 W, 2 - experiment with an ultraviolet lamp of 130 W).

The second stage of the research on the laboratory panel allows to determine dependence of power on the load acting in electrical circuit (P = f (R)). Light source is mounted on the direct radiation to the surface of the photoelectric converter. For changing the load resistance in the electrical circuit rheostat is used. The results of the experiment are shown in Fig. 4, where 1 – the experiment with an incandescent lamp of 100 W; 2 – the experiment with infrared

61 lamp of 100 W; 3 – the experiment with a fluorescent lamp of 130 W; 4 – the experiment with an ultraviolet lamp of 130W. Calculation of the photoelectric converter efficiency output is done with division of generated power of photo transducer

( = UI, W) on the radiation power ( = WS, W), i.e. , where W, W/m² – radiation flux density of artificial light source; S = 0,18072 m2 – surface area of photo transducer of Luxeon PT-020. The results of calculation of photo transducer efficiency in the case of contact with radiation of different lamp types on its area are shown in Fig. 5.

Fig. 4. Dependence the effectiveness Fig. 5. Dependence of the of photoelectric converter effectiveness on active load on active load

Thus, for the development of this laboratory and training stand 1,800 UAH was used for all equipment taking into account measuring devices (in cost calculations multimeter FLUXE 18 V was replaced with VC-9804A) which is significantly less than the cost of existing commercially panels. To reduce the cost is possible due the use of fixed measuring devices.

Conclusions As a result of experimental studies using laboratory and educational stands the following conclusions are obtained: 1. To enhance the energy transformation effectiveness is possible by using a light source with high light emission density. 2. To maximize the efficiency of the luminous flux into electrical energy a photoelectric converter must be placed perpendicular to the rays of light radiation.

62 3. In laboratory tests it is more expedient to use light globes of various capacity, having a large density of radiation, compared to fluorescent or ultraviolet.

References 1. Effective energy technologies using renewable energy. Perspective energy- saving technologies in agricultural production. Innovative projects of GNU VIESH. Catalogue. Ed. 5th, revised and enlarged. - M.: GNU VIESH, 2012. – 200 p. 2. A typical set of training equipment "Solar photovoltaic system", fulfillment desktop manual, SFES-HP. Research and Production Institute "Educational Equipment and Technologies" of South Ural State University. [Electronic resource - 02.18.2014]: Catalogue "Alternative and renewable energy sources" / Mode of access to the catalogue: http://labstand.ru/catalog/altern_ist_energ/.

63 Касьянов Василий

Подольский Государственный аграрно-технический университет Украина, г.Каменец-Подольский

Improving the design of potato planters using local application of liquid complex fertilizers.

Совершенствование конструкции картофелесажалки с использованием локального внесения жидких комплексных удобрений

Abstract Kasyanov V.A. Improving the design of potato planters using local application of liquid complex fertilizers. Shows the method of planting potatoes using local application of liquid complex fertilizers. Submitted by design of the device to the potato planters that provides economical the applying fertilizers around potato tubers in the area of nutrition. Keywords: potato, potatoes, local applying fertilizers, liquid complex fertilizers, potato planter.

Касьянов В.А. Усовершенствование конструкции картофелесажалки с использованием локального внесения жидких комплексных удобрений. Приведен способ посадки картофеля с использованием локального внесения жидких комплексных удобрений. Представлено конструкцию устройства к картофелесажалки, что обеспечивает экономное внесения удобрений вокруг клубней картофеля в зоне ее питания. Ключевые слова: картофель, клубень, локальное внесение удобрений, жидкие комплексные удобрения, картофелесажалка

64 Картофель - многолетнее растение с травянистыми стеблями и подземными столонами, но в культуре земледелия используется как однолетнее, поскольку весь ее жизненный цикл происходит за один вегетационный период. Благодаря широкому применению, она занимает ведущее место в структуре выращивания с.х. культур на Украине, а также она является неотъемлемой составляющей питания людей и широко используется как кормовая культура в рационах животных. Особенностью культуры, которую следует учитывать при механической обработке посадок растений является развитие ее корневой системы. Во время выращивания картофеля клубнями растение образует мочковатую корневую систему, а семенами - стержневой корень, из которого позже образуются боковые корешки. Корни размещено, в основном, в верхних слоях почвы на глубине 40 - 45 см, но некоторые из них иногда углубляются до 150 - 200 см.. В стороны корни распространяются на 50 см, в зависимости от сорта корневая система бывает разной: у раннеспелых сортов она малоразвитая, в средне и позднеспелых - более развитая. Размер и характер развития корневой системы зависит от сорта, типа почвы, уровня залегания грунтовых вод, условий питания растений, густоты посадки. Кроме ростковых (первичных корней), образующихся во время прорастания клубней, еще пристолонные корни, которые вырастают в течение всего вегетационного периода группами по 4 - 6 у каждого побега , и столонные корни, образующиеся группами по 3 - 4. Наибольшего развития корневая система достигает во время цветения растения, постепенно по мере созревания клубней она начинает отмирать.

65

Рис. 1 Размещение клубней и корней растений картофеля

Картофель имеет неглубокую и не очень развитую корневую систему, что ограничивает ее способность к поглощению питательных веществ. Поэтому растения должны быть в достаточной степени обеспечены легкодоступными элементами питания. Максимальная эффективность удобрений проявляется только тогда, когда их вносят в соответствующих дозах и соотношениях. Первостепенное значение принадлежит азоту, фосфору и калию. Для удобрения картофеля используются также сложные комплексные удобрения, содержащие два или три питательных элемента, к ним могут также входить микроэлементы. Это наиболее эффективные и удобные удобрения, потому что одновременно вносится несколько основных элементов питания. Быстрый эффект можно достичь при использовании жидких форм. Жидкие комплексные удобрения - это растворы питательных веществ, в состав которых входят два - три основных элемента питания в водорастворимой форме. ЖКУ имеют преимущества перед твердыми комплексными удобрениями: содержат водорастворимые и легкодоступные для растений соединения элементов питания, особенно это касается фосфатов; не содержат свободного аммиака, что позволяет вносить их на поверхность почвы с последующим заделыванием бороной

66 или культиватором; минимизируются потери азота (до 1 %) при внесении удобрений; обеспечивают высокую точность и равномерность внесения; могут применяться в одной баковой смеси с микроудобрениями, пестицидами и регуляторами роста; снижаются затраты на хранение и применение (на 20-30 %) по сравнению с твердыми комплексными удобрениями; могут доделываться жидкими азотными удобрениями (КАС) в зависимости от потребности в азоте и фазы развития растений. Влияние ЖКУ на рост и развитие растений: - ЖКУ по влиянию на развитие сельскохозяйственных растений, их производительность не уступают твердым минеральным удобрениям. - Эффект от применения ЖКУ увеличивается при использовании их с органическими удобрениями (навоз, солома, сидераты). - ЖКУ повышают плодородие почвы, увеличивая в нем количество легкодоступных для растений элементов питания.

Рис. 2 Взаимосвязь почвы удобрений и растений

При систематическом использовании ЖКД в короткоротационных севооборотах обеспечивается выше по сравнению с твердыми туками, экономическая эффективность. Одним из самых технологических процессов при выращивании картофеля является процесс ее посадки. Качество

67 посадки влияет на успешное проведение всех механизированных работ, связанных с уходом и сбором. Вопрос выбора и использования средств механизации при выращивании картофеля решаются с учетом физико- механических и других свойств почв. Во всех зонах Украины картофель выращивают с образованием гребней. Клубни высаживают обычным коньковым способом, или в гребни, нарезанные весной или осенью. Начинают сажать клубни тогда, когда почва достиг физической зрелости, хорошо разрыхляется с созданием мелко комковатой структуры во всем пахотном слое, а его температура на глубине заделки клубней не ниже 5 - 7 ˚ С. На почвах легкого механического состава прогретые клубни можно высаживать в ранние сроки одновременно с посевом ранних колосовых культур. Посадку необходимо завершить в оптимальные сроки по 8 - 10 дней. Глубина заделки клубней, в зависимости от почвенно- климатических условий, механического состава почвы, размера клубней и других факторов составляет 4 - 8 см от вершины гребней до клубней. Допускается отклонение от средней глубины посадки не более ± 2 см. Гребни после прохода посадочной машины должны быть невысокими (8 - 12 см), с наклонными сторонами, прямолинейные. Основным недостатком традиционных картофелесажалок является внесение минеральных удобрений в борозду непрерывной лентой. Гранулы удобрений, которые вносятся в борозду, высеваются не только в зону посадки клубней картофеля, но и рассредоточиваются вдоль борозды, что приводит к непроизводительной трате той части удобрений, которая расположена вне зоны усвоения питательных веществ корневой системой.

68

Рис. 3 Схема размещения клубней картофеля и удобрений после прохождения обычной картофелесажалки

Обозначенная проблема характеризуется не только недостаточно эффективным использованием удобрений. Она проявляется и в ухудшении прикорневого питания растений картофеля. Кроме того, при внесении удобрений картофелесажалки в борозду возможно попадание их на поверхность клубней, что приводит к химическим ожогам и поражение семенного материала. Все эти факторы ведут к уменьшению урожайности картофеля. Нами предлагается конструкция модернизированной картофелесажалки, которая соединит внесения лучших по свойствам, по сравнению с твердыми, жидких удобрений и будет нормировано и локально вносить их. Данная машина будет состоять из базовой машины КСМ - 4 или СН - 4Б и дополнительного оборудования, которое обеспечит поставленные функции. Модернизированная картофелесажалка работает следующим образом : жидкие удобрения из емкости 1 (см. рис. 4 ) подаются насосом 2 через трубопроводы 3 , в камеру устройства 5 . В процессе посадки, диск с ложечками 6 подает клубни в клубнепровод, где проходя датчик движения клубень задействует привод механизма для локального внесения жидких удобрений 4.

69

Рис. 4 Схема модернизированной картофелесажалки

После прохождения сошника (рис. 5) клубни картофеля разместятся на расстоянии - h равное от 40 до 60 см., а удобрения будут распылены относительно клубней по радиусу - a до 15 см., шириной полосы - l 8-10см. Как видно из рисунка есть очевидная экономия удобрений, и часть удобрений, которая должна размещаться полосой, проходя через зону питания растения, координируется вокруг картофелины, и доля удобрений, которая не использовалась или смылась, в подземные воды, экономится.

70

Рис.5 – Схема размещения клубней и удобрений после прохождения модернизированной картофелесажалки

Рис.6 – Устройство для локального внесения жидких удобрений

71 Устройство включает взаимное расположение рабочих органов и деталей (рис. 6): датчик движения 1, электромагнит 2, магнит постоянного тока 3, прижимной пружины 4, клубнепроводу 5, камеры с жидкими удобрениями 6, корпуса 7. При перемещении картофелесажалки вдоль подготовленного к посадке поля, клубни картофеля после транспортировки ложечками диске попадает в клубнепровод 5, проходя датчик движения 1 включают привод распылителя удобрений, который через электромагнит 2 задействует дозатор который и распыляет жидкие удобрения, которые постоянно нагнетаются в камере устройства 6 насосом. Использование устройства на картофелесажалке позволит:  Рационально вносить удобрения и более экономно, тем самым обеспечить увеличение урожайности картофеля вследствие его правильного размещения и уменьшения себестоимости за счет экономии удобрений.  Использование жидких, более дешевых и стабильных удобрений, по сравнению с сухими гранулированными удобрениями.  Уменьшит вред использования удобрений за счет их правильной ориентации и размещения, а также почти полного использования растением даже при засухах.  Удобрения будут равномерно распылены по кругу от клубня картофеля на мелкие частицы, улучшит их усвояемость растением.

72 Kontna Klaudia

Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie Wydział Inżynierii Produkcji

Systemy wsparcia wykorzystania energii ze źródeł odnawialnych

Systems support the use of energy from renewable sources

Racjonalne wykorzystywanie odnawialnych źródeł energii (później nazywanych OZE) tj. energia promieniowania słonecznego, wodna, wiatru, geotermalna, biomasy niesie za sobą wiele korzyści. OZE jest jednym z ważniejszych komponentów przyczyniających się do zrównoważonego rozwoju, który przynosi wymierne efekty ekologiczno-energetyczne. Aktualnie opracowane technologie wykorzystania odnawialnych źródeł energii nie są wstanie wykorzystać ich wielkiego potencjału. Badania i rozwój tych technologii zapewniłoby zwiększenie wykorzystania OZE, a to z kolei przyczyniłoby się znacznie do ograniczenia emisji szkodliwych substancji do atmosfery. Zmiany te, tj. zmniejszenie strat spowodowanych korozją, zwiększenie przezroczystości atmosfery – lepszy wzrost roślin, byłoby korzystne dla środowiska, a tym samym poprawiłby warunki życia ludzi. Wzrost wykorzystania odnawialnych źródeł energii w krajach, które nie posiadają zasobów kopalnianych oraz ropy, uniezależniłoby je od innych krajów, posiadających wymienione zasoby. Obniżyłby się także koszt uzysku energii, co pozytywnie wpłynęłoby na rynek i jego konkurencyjność. Powody te są wystarczającą motywacją dla władz państw, aby wspomagać badania i rozwój technologii wykorzystujących odnawialne źródła energii. Do takowej pomocy wykorzystywane są systemy wsparcia, których podstawę tworzą instrumenty regulujące i finansujące określone badania i inwestycje.

73 Podstawę budowy systemów wsparcia tworzą dwa podejścia, podparte na odpowiednim systemie płatności: system kształtowania cen (ang.: price system) i system kształtowania wielkości energii (ang.: quota system). Systemy wsparcia nie tylko zakładają charakterystykę przyjętego celu, ale również specyfikację danego kraju i jego możliwości w zakresie odnawialnych źródeł energii. Dlatego też w różnych państwach krajów Unii Europejskiej są wykorzystywane odmienne systemy wsparcia, jednakże wraz z rozwojem OZE rozwijają się także systemy wsparcia, co przejawia się we wprowadzaniu nowych zasad ich funkcjonowania. W Polsce obowiązuje podejście drugie, czyli tak zwane „zielone certyfikaty”. System kształtowania cen (ang. price system) i system kształtowania wielkości (ang. quota system) są to podejścia, które zestawione są w klasyfikacji ze względu na sposób pobudzenia popytu. Pierwszy wyżej wymieniony model pobudza popyt poprzez ustanowienie ceny energii odnawialnej, drugi zaś nakłada obowiązek odpowiedniego udziału (wielkości) energii odnawialnej w całkowitym zużyciu energii elektrycznej. Najbardziej popularne warianty tych systemów to system taryf gwarantowanych i system zielonych certyfikatów. System taryf gwarantowanych (ang. feed-in tafiff) mieści się w podejściu pierwszym. Jest najczęściej stosowanym, systemem w krajach UE, a w szczególności w krajach „starej Unii”, tj.: Niemcy, Austria, Luksemburg, Hiszpania, Francja, Dania, Portugalia, Holandia, Irlandia. Natomiast system zielonych certyfikatów (ang. tradable green certificates) jest charakterystycznym systemem dla podejścia drugiego. Funkcjonuje on m.in. w Polsce, Wielkiej Brytanii, Szwecji, Belgii, Włoszech oraz na Łotwie. W systemie taryf gwarantowanych cena zostaje ustalona, a więc wielkość ta jest stymulowana odgórnie przez rząd, będąc ukierunkowane na wprowadzenie, bądź zwiększenie wielkości danej technologii wytwarzania energii. Cena ta jest wyznaczana zazwyczaj na dłuższy okres czasu, do 20 lat. Rynek zaś, decyduje o wielkości wytworzonej energii ze źródeł odnawialnych. System zakłada obniżanie kosztów wytwarzania energii ze źródeł odnawialnych lub kosztów, z których są inwestowane te źródła. Dodatkowe koszty w systemie ponoszą dostawcy, w określonej proporcji do wolumenu

74 sprzedawanej przez siebie energii elektrycznej, następnie kosztami tymi są obciążani konsumenci energii elektrycznej. System taryf gwarantowanych jest stosunkowo prosty do wprowadzenia. Zapewnia stosunkowo duże bezpieczeństwo zakupu energii po odpowiedniej cenie, dlatego też jest dużym zachęceniem przedsiębiorstw do inwestowania. Główna zaletą gwarantowanych taryf jest fakt, że inwestor może w przejrzysty sposób ocenić przyszłe przychody ze sprzedaży energii. Warto zauważyć, że taryfy gwarantowane nie są sensu stricte umową zakupu energii po stałej cenie w określonym terminie. Poziom taryfy może zostać zmieniony w każdej chwili lub poprzez uchylenie prawa może zostać usunięty, jest to przejaw ryzyka politycznego przypisanego do tego systemu. W systemie zielonych certyfikatów, regulator ustala wielkość wytworzonej energii ze źródeł odnawialnych , a cenę ustala rynek. W przypadku wariantu systemu przetargów (ang.: tendering system) cenę ustala wynik procesu akcji. Jednakże rząd w umowie cywilnoprawnej daje gwarancję zakupu określonego wolumenu energii z OZE, która ma być dostarczona. Odpowiednie funkcjonowanie tego mechanizmu zapewnia równolegle wprowadzony system świadectw pochodzenia, czyli tzw. zielone certyfikaty (ang.: Tradable Green Certificates system – TGCs). Świadectwa pochodzenia stanowią dowód wytworzenia danej energii w źródle odnawialnym, ponadto stanowią przedmiot obrotu na odrębnym rynku. System stałych cen, w porównaniu do systemu świadectw pochodzenia, jest znacznie prostszy w funkcjonowaniu. Gwarancje z góry określonego zysku daje ustalona taryfa ceny. Dlatego system ten jest bardzo przewidywalny, co sprzyja planowaniu inwestycji w odnawialne źródła energii oraz ułatwia kredytowanie. System zielonych certyfikatów charakteryzuje się znacznym zbiurokratyzowaniem, co wpływa na stopień skomplikowania i tworzy pewne dysfunkcje. Jest również związany z wyższymi kosztami funkcjonowania i zarządzania, niż system taryf gwarantowanych. Ponadto ceny świadectw pochodzenia są niestabilne. Należy podkreślić, że zasadniczą i najważniejszą różnicą pomiędzy tymi dwoma systemami polega na ukierunkowaniu wsparcia. System stałych cen udziela zróżnicowanego wsparcia dostosowanego

75 do danej technologii wytwarzania energii z OZE, stosowanego paliwa, warunków geograficznych itd. Natomiast system zielonych certyfikatów nie różnicuje poszczególnych źródeł odnawialnych, traktując je w ten sam sposób. Dlatego też udzielone przez niego wsparcie jest jednakowe, bez względu na specyfikację, stopień rozwoju czy lokalizację i zapotrzebowanie. Wsparcie wykorzystania energii ze źródeł odnawialnych realizowane jest nie tylko przez dwa powyższe podejścia systemowe, ale również przez współgrające z nimi inne instrumenty. Poniżej opisano instrumenty wsparcia wykorzystania energii z OZE, które funkcjonują w Polsce.

Obowiązek zakupu energii -instrument systemu zielonych certyfikatów. Podstawowym instrumentem zapewniającym wsparcie wytwarzania energii ze źródeł odnawialnych jest stworzenie rynku zbytu dla energii odnawialnej, poprzez nałożony, na mocy ustawy – prawo energetyczne, obowiązek zakupu energii odnawialnej przez operatorów systemu przesyłowego i dystrybucyjnego. Natomiast przedsiębiorstwa energetyczne, które zajmują się wytwarzaniem lub sprzedażą energii elektrycznej odbiorcom końcowym muszą uzyskać i przedstawić do umorzenia odpowiednią ilość zielonych certyfikatów. Moc wydawania i umarzania zielonych certyfikatów posiada Prezes Urzędu Regulacji Energetyki. W przypadku braku umorzenia odpowiedniej ilości świadectw pochodzenia, przedsiębiorstwo energetyczne zobowiązanie jest uiścić opłatę zastępczą. Obowiązki te, zarówno dla obowiązku zakupu energii jak i dla obowiązku nabywania świadectw pochodzenia, są opatrzone sankcją nałożenia kary finansowej wynoszącej do 15% przychodu ukaranego przedsiębiorstwa. Ponadto operatorzy sieci elektroenergetycznych maja obowiązek zapewnienia wszystkim podmiotom pierwszeństwa w świadczeniu usług przesyłania lub dystrybucji energii elektrycznej wytworzonej z OZE. Jednakże są oni zwolnienie z połowy opłaty za przyłączenie do sieci, ustalonej na podstawie rzeczywistych kosztów poniesionych na realizację przyłączenia dla OZE o mocy zainstalowanej nie wyższej niż 5 MW.

76 System zielonych certyfikatów nie tylko generuje dla producentów energii ze źródeł odnawialnych przychód pochodzący ze sprzedaży energii, ale także przychód z tytułu sprzedaży praw majątkowych ze świadectw pochodzenia. Jest to możliwe poprzez rozumienie ustawy z dnia 26 października 2000 r. o giełdach towarowych (Dz. U. z 2000 r. Nr 103, poz. 1099), która traktuje świadectwa pochodzenia jako przedmiot obrotu praw majątkowych.

Zwolnienie energii odnawialnej z podatku akcyzowego i opłat skarbowych. Innym instrumentem wsparcia produkcji energii z OZE, o charakterze finansowym, jest zwolnienie energii odnawialnej z podatku akcyzowego. Ustawa z dnia 6 grudnia 2008 r. o podatku akcyzowym (Dz.U. z 2009 r. Nr 3, poz. 11) nie zawiera definicji odnawialnego źródła energii, w związku z czym na gruncie tej ustawy należy zastosować wspomnianą definicję z ustawy – Prawo energetyczne. Mechanizm ten, jak każdy inne systemy, ma na celu udzielenie wsparcia przedsiębiorstwom produkcyjnym w zakresie wytwarzania energii z OZE, poprzez obniżenie kosztów produkcji energii odnawialnej. W związku z intensywnym rozwojem farm wiatrowych w 2007 roku został podjęty instrument, który obniża koszty produkcji OZE z energii wiatrowej poprzez specjalne zasady bilansowania handlowego. Od dnia 4 marca 2005 r. zaczęły obowiązywać zwolnienia z opłat skarbowych i innych związanych z: wydaniem i uzyskaniem koncesji, wydaniem świadectwa pochodzenia, wpisem do Rejestru świadectw i dokonywaniem w nim zmian. Wszystkie te instrumenty mają charakter finansowy, czyli ich celem jest obniżanie kosztów produkcji energii odnawialnej. Zwolnieni z opłat są wytwórcy energii w źródłach odnawialnych.

77 Program wsparcia Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Następnym instrumentem jest program dla przedsięwzięć w zakresie odnawialnych źródeł energii i obiektów wysokosprawnej kogeneracji NFOŚiGW obowiązujący w latach 2009-2014. Ma on charakter finansowy i jest podzielony na trzy części, jego numery referencyjne to 12, 13 i 14. Dwie pierwsze kierowane są do inwestorów w instalacjach wytwórczych energii w źródłach odnawialnych i mają na celu zwiększenie mocy zainstalowanej w źródłach odnawialnych. Natomiast trzecia część adresowana jest do wspólnot mieszkaniowych i osób fizycznych. Jej celem jest wzrost produkcji energii odnawialnej o 100 tys. MW/rok, realizowany poprzez dopłaty do instalacji kolektorów słonecznych. Innym instrumentem wsparcia OZE inicjatywy NFOŚiGW jest program, który ma charakter finansowy a jego priorytetem jest wykorzystanie złóż wód termalnych do produkcji energii. W tym wypadku wspierane są podmioty, które posiadają uprawnienia do realizacji przedsięwzięć z zakresu poszukiwania i rozpoznawania złóż kopalin. Program Operacyjny Infrastruktura i Środowisko. Kolejnym instrumentem jest Program Operacyjny Infrastruktura i Środowisko o charakterze finansowym, realizowanym w latach 2007- 2015. Opiera się o na następujących działaniach:  Działanie 9.1 Wysokosprawne wytwarzanie energii – ma na celu budowę lub przebudowę jednostek wytwarzania energii elektrycznej i ciepła oraz ciepła w skojarzeniu. Adresowany jest do przedsiębiorców, jak również jednostek samorządu terytorialnego oraz ich związków i stowarzyszeń, a tym samym do podmiotów wykonujących usługi publiczne na podstawie umowy zawartej z tymi jednostkami.  Działanie 9.2 Efektywna dystrybucja energii – ma na celu budowę oraz rozbudowę sieci dystrybucyjnej elektroenergetycznej (redukcja strat sieciowych), sieci ciepłowniczej (stosowanie energooszczędnych technologii i rozwiązań). Działanie to skierowane jest do przedsiębiorstw energetycznych.

78  Działanie 9.4 Wytwarzanie energii ze źródeł odnawialnych – jego założeniem jest wzrost produkcji energii elektrycznej i cieplnej ze źródeł odnawialnych. Do realizacji tego celu finansową pomoc otrzymują: przedsiębiorcy, jednostki samorządu terytorialnego, podmioty świadczące usługi publiczne oraz kościoły.  Działanie 9.5 Wytwarzanie biopaliw ze źródeł odnawialnych – projekty polegające na produkcji biokomponentów i biopaliw, których realizacja jest przypisana podmiotom posiadającym status przedsiębiorcy.  Działanie 9.6 Sieci ułatwiające odbiór energii ze źródeł odnawialnych – wynikiem działania ma być budowa i modernizacja sieci, które umożliwiają przyłączanie jednostek wytwarzania energii elektrycznej z OZE do Krajowego Systemu Elektroenergetycznego. Wsparcie udzielane jest przedsiębiorcom, jednostką samorządu terytorialnego oraz podmiotą świadczącym usługi publiczne.  Działanie 10.3 Rozwój przemysłu OZE – Celem działania jest: budowa zakładów produkujących urządzenia do wytwarzania energii, ciepła oraz paliw z OZE. Realizację celu, przy udzielonej pomocy finansowej mają realizować przedsiębiorcy. Pomoc z Wojewódzkich Funduszy Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Następne instrumenty są pomocą z Wojewódzkich Funduszy Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Każde województwo ma inne cele opisane poniżej, jednakże w większości wnioski o udzielenie wsparcia rozpatrywane są indywidualnie.  Dolnośląskie – racjonalizacja gospodarki energią, m.in. poprzez wykorzystanie źródeł energii odnawialnych, w tym biopaliw. Wsparcie ma charakter ogólny.  Łódzkie – zakup i montaż instalacji oraz urządzeń wykorzystywanych w procesie rekuperacji energii. Montaż dofinansowany jest na budynkach, użytkowanych w celu realizacji powierzonych zadań, stanowiących własność administracji publicznej i ich jednostek.

79  Mazowieckie – Pomoc o charakterze ogólnym, zakładająca tworzenie i realizację zadań oraz programów dotyczących wykorzystania OZE.  Opolskie – Maja na celu ograniczenie emisji zanieczyszczeń do środowiska oraz zwiększenie udziału ilości energii wytworzonej z OZE, poprzez udzielanie i umarzanie pożyczek, udzielanie dotacji oraz dopłat do oprocentowania preferencyjnych kredytów i pożyczek.  Podlaskie – zakłada pomoc finansową w celu likwidacji emisji z wykorzystaniem źródeł odnawialnych.  Pomorskie – oferuje wsparcie wykorzystania odnawialnych źródeł energii w charakterze ogólnym.  Świętokrzyskie – Udziela pożyczek oraz dotacji na inwestycję w obiekty i infrastrukturę związaną z zaopatrzeniem w energię elektryczną, ciepło i gaz.  Warmińsko-Mazurskie – Udziela wsparcia w charakterze finansowym w celu zachęcenia do wykorzystywania OZE.  Wielkopolskie – Wsparcie o charakterze ogólnym obiera za cel zwiększenie wykorzystania energii o odnawialnych źródeł energii.  Lubuskie – podobnie jak w województwie Warmińsko- Mazurskim. Dofinansowanie udzielone jest osobą fizycznym, również tym, którzy prowadzą działalność gospodarczą, wspólnotom mieszkaniowym i jednostką budżetowym. Polsko Szwajcarski Program Współpracy. Kolejnym instrumentem jest Polsko Szwajcarski Program Współpracy ustalony na lata 2007-2017. Zakłada on wysokie dofinansowania projektów/programów, które wykorzystują energię ze źródeł odnawialnych. Polityka energetyczna państwa jest ważnym czynnikiem wpływającym na zastosowanie i zróżnicowanie systemów wsparcia. Uwarunkowania kraju, zwiększone zapotrzebowanie na energię oraz paliwa, przy zachowanym bezpieczeństwie środowiska, determinują potrzebę rozwoju energetyki odnawialnej, a tym samym kierunki polityki energetycznej oraz jej wyznaczone cele. Niestety pomimo istnienia wielu systemów wsparcia oraz realizowania różnych

80 programów mających na celu zwiększenie udziału produkcji i wykorzystana energii z OZE, sektor energetyki odnawialnej nadal nie jest wkomponowany w istniejący system energetyczny, tak aby gospodarka miała charakter zrównoważony. Dalszy rozwój sektora polskiej energetyki w zakresie odnawialnych źródeł energii wymaga wydatniejszego finansowania z funduszy państwowych prac badawczo-rozwojowych i ich wdrożenia. Dlatego też, w Polsce trwają pracę nad wprowadzeniem nowej ustawy, która miałaby przyczynić się do intensywniejszego rozwoju sektora energetyki odnawialnej, poprzez wprowadzenie bardziej dostosowanego systemu wsparcia do polskiego rynku energii.

Literatura: 3. Berut-Kowalska G. i inni, Energia ze źródeł odnawialnych w 2012 r., GUS, Warszawa 2013 4. Dyrektywa 2001/77/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 27 września 2001 r. W sprawie wspierania produkcji na rynku wewnętrznym energii elektrycznej wytwarzanej ze źródeł odnawialnych 5. Dyrektywa 2009/28/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 23 kwietnia 2009 r. „W sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych” 6. Flakowicz M., Przewrotny rynek zielonych certyfikatów, „Czysta energia” – nr 4/2013, Warszawa 7. Götz B., Voß A., Blesl M., Fahl U., Comparing different types of suport systems for renewable electricity, ETSAP Regular Workshop, Lisbon 2012 8. Krajowy plan działania w zakresie energii ze źródeł odnawialnych, Ministerstwo Gospodarki, Warszawa 2010 r. 9. M. Bando, A. Cylwik, F. Elbanowski, A. Kucińska, M. Kulesa - Dostosowanie systemu wsparcia dla energii elektrycznej pochodzącej z odnawialnych źródeł energii do zmian zachodzących w kosztach wytwarzania energii z paliw kopalnych, opracowanie przygotowane na zlecenie Ministerstwa Gospodarki (wersja końcowa), Warszawa 2009 r. 10. Minimum price system compared with the quota model – which system is more efficient?,German Wind Energy Association (BWE),June 2005 11. Niedziółka D., Rynek energii w Polsce, Difin, Warszawa 2010 12. Niedziółka D., Zielona energia w Polsce, CeDeWu Sp. z.o.o., Wydanie I, Warszawa 2012 13. Osterkorn M., Lemaire X., Emerging market for Green Certificates, www.un.org/esa/sustdev/csd/csd15/lc/reep_emgc.pdf 14. Pobłocka A., Electricity Promotion in Poland, RES LEGAL 2013

81 15. Polityka energetyczna Polski do 2025 roku z dnia 4 stycznia 2005 r., Ministerstwo Gospodarki, Warszawa 2005 16. Polityka energetyczna Polski do 2030 roku z dnia 10 listopada 2009 r., Ministerstwo Gospodarki, Warszawa 2009 17. Polityka państwa w zakresie rozwoju odnawialnych źródeł energii, Ministerstwo Środowiska, Poznań 2007 r. 18. Prices for Renewable Energies in Europe: Feed in tariffs versus Quota Systems – a comparison, Report 2006/2007, Fouquet D., European Renewable Energie Federation, 19. Projekt ustawy o odnawialnych źródłach energii z dnia 12 listopada 2013 r. 20. Ragwitz M., EU Renewable energy suport schemes – status quo and Reed for reform, Brussels 2013 21. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 14 sierpnia 2008 r. ”W sprawie szczegółowego zakresu obowiązków uzyskania i przedstawienia do umorzenia świadectw pochodzenia, uiszczenia opłaty zastępczej, zakupu energii elektrycznej i ciepła wytworzonych w odnawialnych źródłach energii oraz obowiązku potwierdzania danych dotyczących ilości energii elektrycznej wytworzonej w odnawialnym źródle energii”, Warszawa 2008 22. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 26 września 2007 r. „W sprawie sposobu obliczania danych podanych we wniosku o wydanie świadectwa pochodzenia z kogeneracji oraz szczegółowego zakresu obowiązku uzyskania i przedstawienia do umorzenia tych świadectw, uiszczania opłaty zastępczej i obowiązku potwierdzania danych dotyczących ilości energii elektrycznej wytworzonej w wysokosprawnej kogeneracji”, Warszawa 2007 23. RWE, Raport o światowym rynku energii 2005Czynniki decydujące o cenach energii 24. Soliński B., Polityka energetyczna, Tom 11, zeszyt 2, 2008 25. Strategia rozwoju energetyki odnawialnej, Ministerstwo Środowiska, Warszawa 2001 r. 26. Strategia rozwoju kraju 2007-2015, Rada Ministrów, listopad 2006 27. Tymiński J., Wykorzystanie odnawialnych źródeł energii w Polsce do 2030 roku. Aspekt energetyczny i ekologiczny, Warszawa 1997 28. Ustawa z 10 kwietnia 1997 r. „Prawo energetyczne” (tekst ujednolicony Dz. U. z 2006 e. nr 89, poz 625 z późn.zm.) 29. Ustawa z dnia 26 października 2000 r. „o giełdach towarowych” (Dz. U. z 2000 r. Nr 103, poz. 1099) 30. Ustawa z dnia 6 grudnia 2008 r. „o podatku akcyzowym” (Dz.U. z 2009 r. Nr 3, poz. 11) 31. Wiśniewski G., Rogulska M., Odnawialne źródła energii w strategii rozwoju zrównoważonego , seminarium EC BREC, IBMER, Warszawa 1998

82 Kowalska Katarzyna, Gendek Arkadiusz

Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie Wydział Inżynierii Produkcji

Pozyskanie drewna na cele energetyczne w Nadleśnictwie Garwolin w kontekście definicji drewna pełnowartościowego

Energy wood harvesting in Garwolin Forest Inspectorate in the context of the definition of full value wood

Streszczenie: Biorąc pod uwagę politykę dotyczącą produkcji energii ze źródeł odnawialnych, lasy mogą stać się w niedalekiej przyszłości podstawowym źródłem biomasy. Niniejsza praca zawiera informacje dotyczące pozyskania drewna mało- i średniowymiarowego w Nadleśnictwie Garwolin w latach 2008-2012. Na podstawie uzyskanych informacji obliczona została wartość opałowa pozyskanych sortymentów z podziałem na drewno liściaste i iglaste. Oszacowana została ilość energii zgromadzona w drewnie, które może trafić do dużych zakładów energetycznych, jak również do okolicznych mieszkańców. Poruszono problem drewna pełnowartościowego oraz dostępności biomasy leśnej dla zakładów energetycznych, w których można zgodnie z najnowszymi przepisami spalać drewno niepełnowartościowe.

Wstęp Współczesny człowiek jest postrzegany jako niewolnik energii. Niestety jej wykorzystanie wciąż zachowuje tendencję rosnącą, a nieodnawialnych źródeł energii jest coraz mniej. Obecnie większa część energii, która jest zużywana przez ludzkość pochodzi z paliw kopalnianych. Należą one do tzw. nieodnawialnych źródeł energii.

83 Oznacza to, że w przyszłości będzie ich coraz mniej, aż do całkowitego wyczerpania się złóż [Niedziółka 2012]. Mając na uwadze wyczerpywanie się energii ze źródeł kopalnych należy większą uwagę skupić na odnawialnych źródłach energii. Jednym z nich jest biomasa leśna. Biomasa drzewna jest jednym z ważniejszych nośników energii odnawialnej uzyskiwanej z naturalnych, powtarzających się procesów przyrodniczych. Każdego roku pozyskuje się w polskich lasach ok. 32 mln m3 grubizny oraz wg szacunków 3-5 mln m3 drewna małowymiarowego [Raport o stanie lasów w Polsce 2012]. Polityka energetyczna Unii Europejskiej, jak i wynikające z niej strategie krajowe, wyznaczają ramy ustawodawcze i kierunki działań zmierzających do przyspieszenia rozwoju odnawialnych źródeł energii, w tym wykorzystania w coraz większym stopniu jako nośnika energii biomasy _leśnej. Kwestia wypełniania przez Polskę międzynarodowych zobowiązań dotyczących wykorzystania surowców odnawialnych do wytwarzania energii (15% udziału energii ze źródeł odnawialnych w zużyciu energii finalnej brutto w 2020 roku i 20%Sw roku 2030) i rozwoju rynku biomasy leśnej na cele energetyczne, coraz częściej rozpatrywana jest jednak w szerszym niż tylko ekologicznym kontekście. Konieczne będzie zatem integrowanie się sfery gospodarczej, społecznej i środowiskowej [Ratajczak, Bidzińska 2013]. Mając na uwadze zwiększające się zapotrzebowanie na energię, biomasa leśna pozyskiwana w trakcie przedrębnego i rębnego użytkowania lasu w przyszłości może stać się podstawowym źródłem przy produkcji „zielonej energii”. Przeznaczając biomasę leśną do produkcji energii należy jednak uwzględnić obowiązujące przepisy dotyczące rodzaju drewna, a co za tym idzie jakie sortymenty leśne można spalać w zakładach energetycznych. Trudno jest bez dogłębnej analizy określić możliwości pozyskania surowca drzewnego do celów energetycznych. Leśny surowiec drzewny w klasach jakościowo-wymiarowych, który oprócz zastosowań gospodarczych może być przeznaczony do celów energetycznych ma strukturę sortymentową przedstawioną na rysunku 1:

84

Rysunek 1. Podział sortymentów przeznaczonych na cele energetyczne [http://www.warszawa.lasy.gov.pl/ - modyfikacja własna]

W świetle obowiązujących przepisów, na cele związane z produkcją energii przez zakłady energetyczne może być przeznaczane drewno niepełnowartościowe zaliczane przede wszystkim do sortymentów małowymiarowych. Sortymenty z grupy drewna średniowymiarowego kierowane są do przemysłu i odbiorców indywidualnych. Od wielu lat, co roku pozyskuje się coraz więcej drewna opałowego. Przykładowo w roku 2011,Sw Polsce pozyskano 3,2 mln m3Sgrubizny opałowej oraz 1,8 mln m3 drewna opałowego małowymiarowego [GUS 2012]. Na podstawie tych danych można zatem przyjąć, że z polskich lasów pozyskuje się 5,1 mln m3 drewna opałowego. Praktycznie udział każdego z sortymentów, czyli drewna średniowymiarowego iglastego, liściastego oraz drewna małowymiarowego wynosi po około 1/3. Zdecydowanie najwięcej drewna opałowego dostarczane jest z PGL Lasy Państwowe, wynika

85 to w głównej mierze ze specyfiki własnościowej lasów w Polsce. Stosunkowo mało drewna (177 tys. m3) jest pozyskiwane w lasach prywatnych, stanowiąc tylkoS4,3%Sogółu surowca opałowego. W tym przypadku oficjalne dane mogą być nieco zaniżone w stosunku do stanu faktycznego, nie do końca ujętego w statystykach. Poza tym do produkcji energii przeznacza się w Polsce także niewielkie ilości drewna S2 oraz wielkowymiarowego, w szczególności liściastego [Moskalik i in. 2012]. Według Rozporządzenia Ministra Gospodarki z dnia 18 października 2012 r. w sprawie szczegółowego zakresu obowiązków uzyskania i przedstawienia do umorzenia świadectw pochodzenia, uiszczenia opłaty zastępczej, zakupu energii elektrycznej i ciepła wytworzonych w odnawialnych źródłach energii oraz obowiązku potwierdzania danych dotyczących ilości energii elektrycznej wytworzonej w odnawialnych źródle energii wprowadzona została definicja drewna pełnowartościowego (Dz. U. z 2012 r. poz. 1229): „drewno spełniające wymagania jakościowe określone w normach określających wymagania i badania dla drewna wielkowymiarowego liściastego, drewna wielkowymiarowego iglastego oraz drewna średniowymiarowego dla grup oznaczonych jako S1, S2 i S3 oraz materiał drzewny powstały w wyniku procesu celowego rozdrobnienia tego drewna”. Do wejścia w życie tego rozporządzenia, pożądanym surowcem dla przemysłu energetycznego w naszym kraju było drewno okrągłe z grupy sortymentów S2 i S4, przez co energetyka stanowiła dużą konkurencję dla ludności i przemysłu papierniczego. Ze względu na swoją postać (drewno okrągłe) oraz jakość, sortymenty te najlepiej nadawały się do transportowania na większe odległości, a po rozdrobnieniu powstawały czyste zrębki drzewne o w miarę jednorodnej strukturze. Spalając takie drewno zakłady energetyczne otrzymywały dopłaty do produkcji „zielonej energii”. Obecnie, zgodnie z Rozporządzeniem można przyjąć, że do energii z OZE nie zalicza się energii elektrycznej lub ciepła wytworzonego z drewna pełnowartościowego. Oznacza to, że począwszy od 1 stycznia 2013 r. surowcem, który będzie mógł być przeznaczony na cele energetyczne, będzie tylko pozyskane drewno małowymiarowe

86 w postaci gałęzi, zrębków czy balotów oraz karpina [Zajączkowski 2013]. Biomasa pochodząca z naszych lasów (przede wszystkim w postaci surowca S4 jak również M2) jest spalana głównie w gospodarstwach indywidualnych. Czasami na surowcu w postaci zrębków, uzyskiwanych ze wspomnianych sortymentów jak również surowca S2 i M1, bazują lokalne ciepłownie. Chętne do odbioru tego typu surowca są również duże elektrociepłownie. Zakłady takie zainteresowane są nie tylko samym drewnem, ale także pozostałościami zrębowymi, które były współspalane drewna z węglem w istniejących kotłach energetycznych. Takie rozwiązanie wydawały się być najszybszą drogą prowadzącą do wykorzystania biomasy w jednostkach wytwórczych o dużych mocach przy jednoczesnym zapewnieniu wysokiej sprawności konwersji energii chemicznej zawartej w spalanym paliwie. Jednak zgodnie z nowymi zapisami w prawie energetycznym odchodzi się od współspalania biomasy z węglem, zakłady energetyczne budują i uruchamiają kotły dedykowane do zasilania biomasą i jej spalania. Jednym z podstawowych parametrów termofizycznych biopaliw stałych jest wartość energetyczna wyrażona wartością opałową. Waha sięSodS6-8 MJ·kg-1 dla biomasy o wilgotnościS50-60% do 15-17 MJ·kg-1 dla biomasy podsuszonej, której wilgotność wynosi 10 - 20%,Saż do 19 MJ·kg-1 dla biomasy całkowicie wysuszonej. Jednak jest ona niższa od wartości opałowej węgla i znacznie niższa od wartości opałowej gazu ziemnego czy ropy naftowej. Wartość opałowa wszystkich rodzajów biomasy zależy ściśle od jej wilgotności. Zwiększenie się tego parametru powoduje zmniejszenie się wartości opałowej biomasy. Zależność wartości opałowej w funkcji wilgotności przedstawiono na rysunku 2.

87 20

15

10

5 Wartość opałowa [MJ/kg] opałowa Wartość 0 0 10 20 30 40 50 60 70 Wilgotność [%]

Rysunek 2. Wartość opałowa i jej zależność od wilgotności [opracowanie własne].

Przy zbyt wysokiej wilgotności dla uzyskania odpowiednich parametrów procesu spalania oraz jak najwyższej wartości opałowej surowca stosuje się suszenie biomasy w jej różnej postaci [Gendek, Głowacki 2010; Głowacki, Gendek 2011]. W przypadku biomasy leśnej jednym ze sposobów zmniejszenia wilgoci nie wymagającym dodatkowych nakładów energetycznych jest przechowywanie sortymentów małowymiarowych na powierzchni leśnej przez okres do kilku miesięcy po pozyskaniu. Nawiązując do zmian w prawie oraz w związku z wprowadzeniem definicji drewna pełnowartościowego, celem niniejszej publikacji było przeanalizowane pozyskania drewna na terenie Nadleśnictwa Garwolin w latach 2008-12, oszacowanie potencjału energetycznego (wartości opałowej) biomasy leśnej zmagazynowanego w sortymentach średnio- i małowymiarowych oraz oszacowanie podaży drewna energetycznego zarówno dla odbiorców indywidualnych (gospodarstwa domowe) jak i dla zakładów energetycznych.

Materiał i metody Uzyskane z Nadleśnictwa Garwolin materiały przedstawiające pozyskanie drewna określonych sortymentów (M2, S10, S2, S3, S4) poszczególnych rodzajów drzew w latach 2008-2012 zestawiono w tabeli 1.

88 Korzystając z literatury określono średnią gęstość drewna w stanie powietrzno-suchym, czyli przy wilgotności około 20%. W zależności od gatunku drewna gęstość drewna w stanie powietrzno-suchym waha się od 465 – 830 kg/m3. Na podstawie informacji literaturowych określona została również wartość opałowa drewna W celu zamiany jednostek wartości opałowej z kcal/kg na GJ/kg skorzystano z zależności : 1 kcal odpowiada 4,1868 kJ, z czego wynika, że: 1 kcal/kg = 0,000004187 GJ/kg (1)

Aby uzyskać wartość opałową w jednostkach GJ/m3 przemnożono gęstość drewna przez wartość opałową w GJ/kg. W celu wyliczenia potencjału energetycznego pozyskanego i sprzedanego drewna zastosowano wzór:

(2)

gdzie: E – potencjał energetyczny drewna [GJ] m – masa drewna [m3] Wd – wartość opałowa [GJ/ m3]

Wyniki i dyskusja Miąższość pozyskanego drewna średnio- i małowymiarowego pozyskanego w latach 2008-2012 w Nadleśnictwie Garwolin została zestawiona w tabeli 1. Roczne pozyskanie drewna we wspomnianym Nadleśnictwie na przestrzeni lat 2008-2012 wynosiło od 41 do 47 tys. m3. Łącznie w latach 2008-2012 pozyskano 215 tys. m3 z grupy sortymentów S oraz M. Największą ilość (47,2 tys. m3) drewna pozyskano w roku 2009. W roku następnym nastąpił spadek i stabilizacja na poziomie 41-42 tys. m3. W ogólnym pozyskaniu drewna najwięcej pozyskiwano sortymentu S2 (tzw. papierówka).

89 Tabela 1. Pozyskanie drewna średnio- i małowymiarowego w Nadleśnictwie Garwolin w latach 2008-2012 z podziałem na sortymenty [opracowanie własne]. POZYSKANIE OGÓŁEM [m3] 2008 2009 2010 2011 2012 SUMA M2 1 913,40 2 139,93 1 684,58 2 009,66 2 211,17 9 958,74 S10 2 113,79 1 717,06 1 765,64 1 167,88 263,89 7 028,26 S2 37 128,54 40 029,53 34 553,10 34 762,88 33 210,57 179 684,62 S3 42,96 63,43 15,32 39,98 1,02 162,71 S4 2 391,88 3 320,36 3 026,84 4 147,88 5 353,73 18 240,69 SUMA 43 590,57 47 270,31 41 045,48 42 128,28 41 040,38 215 075, 02 IGLASTE- pozyskanie [m3] 2008 2009 2010 2011 2012 SUMA M2 1 043,85 1 193,10 886,43 1 156,94 1 262,44 5 542,76 S10 2 092,30 1 717,06 1 762,31 1 167,52 262,53 7 001,72 S2 25 543,55 28 293,43 25 977,05 26 291,45 23 454,22 129 559,70 S3 42,68 63,43 15,17 39,75 0,95 161,98 S4 767,68 939,99 1 083,48 1 463,83 1 702,27 5 957,25 SUMA 29 490,06 32 207,01 29 724,44 30 119,49 26 682,41 148 223,41 LIŚCIASTE - pozyskanie [m3] 2008 2009 2010 2011 2012 SUMA M2 869,55 946,83 798,15 852,72 948,73 4 415,98 S10 21,49 0,00 3,33 0,36 1,36 26,54 S2 11 584,99 11 736,10 8 576,05 8 471,43 9 756,35 50 124,92 S3 0,28 0,00 0,15 0,23 0,07 0,73 S4 1 624,20 2 380,37 1 943,36 2 684,05 3 651,46 12 283,44 SUMA 14 100,51 15 063,30 11 321,04 12 008,79 14 357,97 66 815, 61

90 Następne w kolejności co do wielkości pozyskania były sortymenty S4, M2 i S10. Miąższość pozostałych sortymentów była znikoma w porównaniu do ogólnego pozyskania. Zgodnie ze strukturą gatunkową Nadleśnictwa – w całym okresie pięciu lat – zdecydowanie więcej pozyskiwano drewna iglastego (148,2 tys. m3) niż liściastego (66,6 tys. m3). Porównując jednak pozyskanie sortymentów S4 (drewno opałowe), w tej grupie dominowały gatunki liściaste. Taki układ jest zapewne związany z zapotrzebowaniem okolicznych mieszkańców na drewno opałowe wykorzystane w gospodarstwach domowych. Odwrotna proporcja dotyczy ilości pozyskiwania w grupie sortymentowej S2 i S4. Tutaj większe pozyskanie zanotowano dla gatunków iglastych. Duże pozyskanie w grupie sortymentów S2 i S4 mogło mieć związek z tym, że w analizowanych latach zainteresowanie drewnem opałowym wykazywały również zakłady energetyczne, które nie były jeszcze ograniczone przepisami prawnymi dotyczącymi spalania drewna niepełnowartościowego. Na podstawie danych literaturowych (Kamiński, Laurow 1967] obliczona została wartość opałowa dla poszczególnych gatunków, a następnie wartość tą przypisano do pozyskiwanych sortymentów. Ilość energii w postaci wartości opałowej pozyskanej w sortymentach mało- i średniowymiarowych z podziałem na drewno iglaste i liściaste zestawiono w tabeli 2. Wartość opałowa zależy od gatunku i wilgotności drewna. Przy wilgotności powietrzno-suchej (ok. 20% wilgotności) wartość opałowa rocznie pozyskanego drewna wahała się od 355 do 415 tys. GJ. W 2009 roku uzyskała największą wartość, potem spadła o ok. 60 GJ, aby w 2012 roku wzrosnąć do 372 tys. GJ. Największą wartość opałową uzyskano dla pozyskanego sortymentu S2, następnie dla S4, a potem dla M2. Porównując wartość opałową między drewnem iglastym i liściastym można tu zauważyć, że w sortymencie M2 ilość zgromadzonej energii w drewnie liściastym była wyższa lub zbliżona do energii drewna iglastego. Była to odwrotna proporcja do pozyskania tego sortymentu.

91 Tabela 2. Wartość opałowa pozyskanego drewna średnio- i małowymiarowego w Nadleśnictwie Garwolin w latach 2008-2012 z podziałem na sortymenty. [opracowanie własne] WARTOŚĆ OPAŁOWA OGÓLNIE [GJ] 2008 2009 2010 2011 2012 SUMA M2 17 560,83 19 588,49 15 526,00 18 323,01 20 181,31 91 179,65 S10 17 463,22 14 179,05 14 605,20 9 652,02 2 183,01 58 082,49 S2 322 407,50 349 519,24 296 614,08 299 765,04 285 341,97 1 553 647,83 S3 354,95 522,70 126,38 330,61 13 560,72 14 895,36 S4 22 904,08 31 108,01 28 115,87 29 433,88 51 482,27 163 044,11 SUMA 380 690,58 414 917,49 354 987,54 357 504,56 372 749,28 1 880 849,44 IGLASTE - wartość opałowa [GJ] 2008 2009 2010 2011 2012 SUMA M2 8 630,55 9 864,55 7 329,00 9 565,58 10 437,85 45 827,54 S10 17 290,86 14 179,05 14 573,22 9 648,41 2 169,40 57 860,94 S2 211 020,96 233 820,02 214 710,21 217 369,45 193 957,10 1 070 877,74 S3 352,15 522,55 124,88 328,31 13 560,02 14 887,90 S4 6 324,43 7 741,40 8 956,79 12 083,67 14 050,54 49 156,82 SUMA 243 618,95 266 127,56 245 694,10 248 995,42 234 174,92 1 238 610,94 LIŚCIASTE – wartość opałowa [GJ] 2008 2009 2010 2011 2012 SUMA M2 8 930,28 9 723,94 8 197,00 8 757,43 9 743,46 45 352,11 S10 172,36 0,00 31,98 3,60 13,61 49,19 S2 111 386,53 115 699,22 81 903,87 82 395,59 91 384,87 371 383,56 S3 2,80 0,15 1,50 2,30 0,70 4,65 S4 16 579,65 23 366,61 19 159,09 17 350,21 37 431,73 97 307,64 SUMA 137 071,62 148 789,93 109 293,44 108 509,14 138 574,36 514 097, 15

92 Potencjalnymi odbiorcami sortymentów średnio- i małowymiarowych, oprócz odbiorców indywidualnych (okoliczne gospodarstwa) mogły być zakłady energetyczne podłożone w promieniu ok. 200 km od Nadleśnictwa Garwolin tj. Kozienice, Warszawa Żerań, Warszawa Siekierki, Białystok, Łódź, Ostrołęka. Zakłady te mogły być konkurencją dla okolicznych mieszkańców i mogły kupować duże ilości drewna. Z punktu widzenia technologii pozyskiwania drewna, technologii wytwarzania energii oraz transportu surowca, najlepszym sortymentem dla takich zakładów było drewno okrągłe. Chętnie kupowane było drewno w postaci sortymentów S4 i S2, co przy całkowitej sprzedaży tego surowca mogło dawać rocznie ok. 300-350 tys. GJ energii. Po wejściu w życie rozporządzenia ministra dotyczącego drewna pełnowartościowego, od 1 stycznia 2013 roku, zakładom tym pozostało głównie małowymiarowe. Energia zgromadzona w tym sortymencie w badanym okresie wynosiła ok. 17-20 tys. GJ na rok. Ze względu na brak dokładnych danych ile drewna w sortymentach S2 i S4 kupował przemysł energetyczny, można jedynie oszacować ubytek dostępnej energii w masie drzewnej na poziomie kilkuset GJ Zakładając, że pozyskanie drewna w Nadleśnictwie Garwolin będzie prowadzone zgodnie z zasadami zrównoważonego leśnictwa oraz ze strategią Lasów Państwowych, można założyć, że w kolejnych latach będzie utrzymane na podobnym poziomie lub będzie wzrastało. Ilość energii zgromadzona w biomasie leśnej (drewno małowymiarowe) może w pewnym stopniu zaspokoić potrzeby zakładów energetycznych znajdujących się w niewielkiej odległości od Nadleśnictwa. Biorąc pod uwagę zmieniające się przepisy dotyczące spalania biomasy przy produkcji energii, sortymenty średniowymiarowe (S) zaspokoją zapotrzebowanie okolicznych mieszkańców. Inaczej może wyglądać sytuacja dużej energetyki, dla której pozostanie drewno małowymiarowe. Ważna jest tutaj również polityka Nadleśnictwa czy priorytetem będzie sprzedaż sortymentów z grupy M okolicznym mieszkańcom czy też zakładom energetycznym. Wielokrotnie zdarza się również, że Nadleśniczowie pozostałości zrębowe traktują jako źródło substancji mineralnych i chętnie pozostawiają je rozdrobnione

93 na powierzchniach zrębowych jako nawóz do przyszłego pokolenia lasu.

Podsumowanie W wyniku wprowadzenia definicji drewna pełnowartościowego, przemysł energetyczny powinien przestać być konkurentem dla przemysłu drzewnego, celulozowego i odbiorców indywidualnych zainteresowanych sortymentami z grupy S. Poprzez tą definicję ograniczona została do określonych sortymentów podaż drewna na cele energetyczne. Dla przemysłu energetycznego pozostaje drewno małowymiarowe z grupy jakościowo-wymiarowej M1 i M2, jednak podstawowym problemem będzie tu określenie optymalnej ilości drewna, która powinna pozostać na powierzchni leśnej dla zachowania bioróżnorodności oraz ochrony ekosystemów leśnych oraz określenie jaka ilość drewna z grupy M2 ma trafiać do odbiorców indywidualnych. Zatem w przypadku pozyskiwania drewna na cele energetyczne ważna jest polityka nadleśnictwa dotyczące zagospodarowania i sprzedaży drewna małowymiarowego (pozostałości zrębowych). Od dnia 1 stycznia 2013 roku po wprowadzeniu nowych przepisów dotyczących drewna pełnowartościowego, potencjalna ilość energii zgromadzonej w pozyskiwanych sortymentach małowymiarowych przeznaczonych na cele energetyczne ulegnie znacznemu zmniejszeniu na terenie Nadleśnictwa Garwolin do około 20 tys. GJ rocznie. Zwiększy się dostępność drewna średniowymiarowego dla odbiorców indywidualnych i przemysłu drzewnego. W promieniu ok. 150 km od Nadleśnictwa Garwolin znajduje się kilku dużych odbiorców biomasy leśnej przetwarzających ją na energię cieplną i elektryczną, którzy mogą być zainteresowani kupnem drewna niepełnowartościowego pochodzącego z pozostałości zrębowych, jednak potencjalna podaż drewna z terenu Nadleśnictwa nie zaspokoi ich potrzeb. Względnie niska wartość i jakość surowca pochodzącego z pozostałości zrębowych w stosunku do drewna okrągłego, sprawie, że surowiec ten powinien

94 być wykorzystywany przede wszystkim przez energetykę lokalną lub zakłady znajdujące się w niewielkiej odległości od powierzchni leśnych. Spełnienie oczekiwań dotyczących ilości biomasy leśnej przeznaczanej dla przemysłu energetycznego nie powinno prowadzić do konkurencji o surowiec zarówno z odbiorcą indywidualnym jak i z przemysłem celulozowym i drzewnym. Należy tu przede wszystkim ustalić rzeczywisty poziom wykorzystania i zapotrzebowania na to drewno przez poszczególne grupy odbiorców.

Literatura

1. GENDEK A., GŁOWACKI SZ. 2010. Suszenie biomasy drzewnej jako etap w jej przygotowaniu do energetycznego wykorzystania. Ogólnopolska Konferencja Naukowa „Badania eksploatacyjne Maszyn Leśnych”. Wydawnictwo SGGW. Warszawa 28 września 2010. 2. GŁOWACKI SZ., GENDEK A. 2011. Application of forced drying methods in preparation of forest chips for energy purposes. Annals of Warsaw University of Life Sciences. Agriculture No 58 (Agriculture and Forest Engineering) 3. GUS 2012. Energia ze źródeł odnawialnych w 2011 r. 4. GUS 2012. Leśnictwo 2012. Główny Urząd Statystyczny. Warszawa. 5. KAMIŃSKI E., LAUROW Z. 1967. Przewodnik do ćwiczeń z głównego użytkowania lasu. Cz.1. Nauka o surowcu drzewnym. Wydawnictwo SGGW, Warszawa 6. MOSKALIK T., NOWACKA W., SADOWSKI J., ZASTOCKI D. 2012. Rynek drewna energetycznego w Polsce jako element rozwoju regionalnego. Studia i Materiały CEPL w Rogowie, R. 14. Zeszyt 32/3/2012 7. NIEDZIÓŁKA D. 2012. Zielona Energia w Polsce. CeDeWu, Warszawa 8. Raport o stanie lasów w Polsce 2012. Dyrekcja Generalna Lasów Państwowych. 9. RATAJCZAK E., BIDZIŃSKA G. 2013. Rynek biomasy drzewnej na cele energetyczne – aspekty ekonomiczne i społeczne”. Instytut Badawczy Leśnictwa 10. Rozporządzenia Ministra Gospodarki z dnia 18 października 2012. Dz. U. z 2012 r. poz. 1229 11. ZAJĄCZKOWSKI S. 2013. Prognozy pozyskiwania drewna w Polsce w perspektywie 20 lat oraz możliwości ich wykorzystania do szacowania zasobów drewna na cele energetyczne. Biomasa leśna na cele energetyczne. IBL

95 Rudzińska Katarzyna, Awtoniuk Michał

Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

Wpływ parametrów fotograficznych na dokładność wymiarowania pieczarek.

Influence of bracketing on mushrooms dimensioning accuracy.

Summary In this paper, automatic mushrooms dimensioning procedure is presented. The basis of vision system was camera. We investigate the influence of bracketing on dimensioning accuracy. We noted the dimensioning error was under 4 % in most cases. The theoretical part of this paper include: description of Polish mushroom sector on the background of other European countries, description of the risk to the further development of sector, and description of modern aspects of mushrooms collecting.

Streszczenie W artykule przedstawiono procedurę automatycznego wymiarowania pieczarek. Podstawą systemu wizyjnego był aparat fotograficzny. Sprawdzono wpływ parametrów fotograficznych na błąd wymiarowania. W większości przypadków nie stwierdzono błędów powyżej 4%. Ponadto opisano stan polskiego pieczarkarstwa na tle innych krajów europejskich. Wskazano główne zagrożenia dla dalszego rozwoju sektora. Opisano nowoczesne sposoby zbioru pieczarek wykorzystujące analizę obrazu. Od momentu wejście do Unii Europejskiej Polska stała się jednym z największych producentów pieczarek na świecie. W ostatnich latach nastąpił dynamiczny rozwój tej części sektora

96 ogrodnictwa. W 2012 roku Polska wyprodukowała zaraz po Holandii najwięcej pieczarek w Europie, jest to widoczne na rysunku 1.

Rys. 1 Produkcja pieczarek na terenie Europy w roku 2012 Źródło: http://www.naszdziennik.pl/ekonomia-polska-wies/27784,polska- pieczarkowym-liderem.html

Pieczarkowy przemysł w Polsce składa się z ponad 2000 pieczarkarni od małych rodzinnych do dużych hal produkcyjnych (United States International Trade Commission, 2011). Amerykańska Komisja do Spraw Handlu Zagranicznego podkreśla potencjał rozwojowy Polski jako eksportera pieczarek. Wskazuje również na mocne strony polskich pieczarkarzy: niskie koszty energii, niskie koszty pracy oraz wysokiej jakości produkt. Liderem w eksporcie pieczarek jest województwo mazowieckie, które w 2012 roku sprzedało na rynek zagraniczny 45 tys. ton, co stanowi 93% całego krajowego eksportu (strona internetowa mazowieckie.pl). Najwięcej pieczarkarni zlokalizowanych jest w powiecie Łosickim. Atrakcyjność polskich pieczarek może zmaleć nie tylko na rynku zagranicznym ale i krajowym ze względu na stale rosnące ceny, które wynikają ze wzrostu poniesionych kosztów za energię oraz pracę. Przeciętne miesięczne wynagrodzenie w latach 2006- 2012 przedstawia rysunek 2. Mazowiecki Oddział Doradztwa Rolniczego szacuje koszt zbioru jednego kilograma pieczarek na 0,55 złotych. Procentowy udział kosztów pracy w całej produkcji szacuje się na 35,8% (Rowley, 2009)

97

Rys. 2 Przeciętne miesięczne wynagrodzenia brutto w powiecie Łosickim. Źródło: GUS

Sposobem na obniżenie kosztów pracy może okazać się zastosowanie zbioru maszynowego. Maszyna do zbioru pieczarek nie jest nowym rozwiązaniem, istnieje na rynku już od lat 70 ubiegłego wieku. Jest w stanie całkowicie wyeliminować zbiór ręczny jednak producenci niechętnie sięgają po tego typu rozwiązanie. Maszyna ta nie jest w stanie prowadzić selektywnego zbioru więc wszystkie pieczarki powinny być w jednakowym stadium rozwoju (Azoyan, 2004). Obecnie jest prowadzonych coraz więcej badań nad stworzeniem robota, zapewniającego zbiór selektywny, który ograniczy do minimum mechaniczne uszkodzenia pieczarek. Ważnym elementem robota jest system wizyjny, którego zadaniem jest lokalizacja grzybów. Taki system można zrealizować przy pomocy kamery przemysłowej. Robot powinien mieć cechy systemu eksperckiego. Na podstawie obrazu uzyskanego z systemu wizyjnego powinien wytypować owocniki nadające się do zbioru oraz określić optymalną kolejność ścięcia grzybów. Algorytm sprawdza czy dana pieczarka spełnia wymagania wielkościowe poprzez analizę jej średnicy. Ramię robota odnajduje automatycznie obiekt,

98 ścina go i przenosi do specjalnego pojemnika nie powodując uszkodzeń (Masoudian, 2013). Wygląd prototypowego robota przedstawia rysunek 3.

Rys. 3 Laboratoryjny prototyp robota do zbioru pieczarek. a) system wizyjny, b) układ sterowania kamerą, c) moduł chwytający, d) ramię robota, e) przenośnik, f) przycinacz, g) rama główna. Źródło: Reed i inni , 2001

Alternatywą dla wykorzystywanych kamer mogą być aparaty fotograficzne. Jednym z warunków wykonania dobrego zdjęcia jest odpowiednia ekspozycja czyli ilość światła padającego na matrycę (aparaty cyfrowe) lub kliszę (aparaty analogowe). Wpływ na ekspozycje mają trzy parametry: czas naświetlania (migawka), przysłona (przesłona), ISO (czułość). Ich zależności przedstawia trójkąt ekspozycji (rysunek 4)

99

Rys. 4 Trójkąt ekspozycji źródło: http://www.lepszezdjecia.pl

Parametry te mogą być w pełni kontrolowane przez fotografa za pomocą trybu manualnego lub automatycznie ustawiane przez aparat w trybie auto. Istnieje również możliwość ustawienia części parametrów przez użytkownika i części przez aparat, taki tryb nazywany jest półautomatycznym. Czas naświetlania jest czasem, podczas którego odbywa się naświetlanie elementu światłoczułego. Regulowany jest on za pomocą migawki znajdującej się przed matryca lub kliszą. W momencie robienia zdjęcia migawką otwiera się wpuszczając światło. Jednostką czasu naświetlania jest sekunda. Przyjęto standardowe wartości: 1/2000, 1/1000, 1/500, 1/250, 1/125, 1/60, 1/30, 1/15, 1/8, 1/4, 1/2, 1 s. Każdy kolejny czas jest dwukrotnie dłuższy od poprzedniego. Jednak większość aparatów pozwala na precyzyjniejsze ustawienie czasu naświetlania np.: 1/200, 1/160, 1/100, 1/ 80, 1/50, 1/40, 1/1,6. Przez wyrażenie 1/1000 należy rozumieć iż migawka pozostaje otwarta przez czas jednej tysięcznej sekundy. Gdy zdjęcie jest robione przy niewielkim natężeniu światła należy ustawić długi czas naświetlania np. 1s a gdy jest wykonywane

100 przy dużym natężeniu wystarczy krótki czas np. 1/1000 s. Przy krótkich czasach zdjęcie jest „zamrażane” czyli nie dochodzi do rozmazania obiektów znajdujących się w ruchu, natomiast stosując wydłużone czasy naświetlania obiekty fotografowane powinny być statyczne. Należy pamiętać o odpowiednim dobraniu pozostałych parametrów, przydatny może okazać się program z preselekcją czasu (TvS), przy którym manualnie ustawia się czas naświetlania a pozostałe parametry są ustawiane automatycznie przez aparat. Przysłona są to odpowiednio wyprofilowane blaszki nachodzące na siebie. Znajduje się w obiektywie aparatu. Za pomocą przysłony regulowana jest ilość światła docierająca do matrycy lub kliszy. Wielkość przysłony oznacza się literą f jest to miara lub liczba przysłon. Standardowo przyjęto następujące wartości dla przysłony: 1.0, 1.4, 2.0, 2.8, 4.0, 5.6, 8, 11, 16 itd. Każda kolejna jest w przybliżeniu równa kolejnej potędze √2. Zmiana przysłony na następną większą oznacza, że do matrycy dotrze dwukrotnie więcej światła. Występują również niestandardowe wartości f np.: 3.2, 3.5, 4.5, 5.0, 6.3, 7.1, 9, 10, 13, 14. Ustawiając przysłonę należy pamiętać iż jest ona odwrotnie proporcjonalna do otworu przez który wpada światło. Przysłoną reguluje się również głębię ostrości. „GO” jest to ostrość obiektów znajdujących się w różnej odległości od obiektywu. Przy mniejszych przesłonach obiekty znajdujące się w oddali na zdjęciu wyjdą rozmazane natomiast przy większych obiekty te zachowają swoją ostrość. Istniej możliwość skorzystania z programu z preselekcją przysłony (TvA). ISO jest parametrem określającym wrażliwość elementu światłoczułego na światło. Czułość podawana jest obecnie w skali ISO, która przyjmuje standardowe wartości: 100, 200, 400, 800, 1600 itd. Niektóre aparaty posiadają możliwość ustawienia niestandardowych wartości czułości. Zmieniając ISO np. ze 100 na 200 zwiększamy czułość dwukrotnie. Przy podnoszeniu wartości ISO występują tzw. szumy czyli widoczne piksele dające wrażenie ziarnistości zdjęcia. W aparatach kompaktowych szumy mogą się pojawić już przy ISO 200, 400 podczas gdy w lustrzankach zdjęcia wychodzą bez zakłóceń przy czułość 1600. Jest to uzależnione wielkością matrycy.

101 W zależności od rodzaju oświetlenia kolory mogą być w różny sposób oddawane na zdjęciach. Aby tego uniknąć stosuje się balans bieli. Każdy aparat ma wbudowany automatyczny balans bieli jednak dla lepszego i pewniejszego efektu można go ustawić manualnie za pomocą opcji dopasowanych do źródła oświetlenia (światło słoneczne, lampy błyskowej itp.) lub temperatury barwowej podawanej w Kelwinach. W automatycznej opcji ustawienia tego parametru aparat przy pomocy skomplikowanych algorytmów znajduje najjaśniejszy punkt na zdjęciu i przypisuje mu barwę białą. Następnie reszta barw jest odpowiednio dobierana względem wybranego punktu (Harman, 2011). W ostatnich latach zarówno w przemyśle jak i rolnictwie stosuje się analizę obrazu w celu kontroli oraz polepszenia jakości. Wynikami jakie uzyskuje się z analizy obrazu są liczby, wektory liczb, zmienne logiczne, tekst oraz ich kombinacje. Przed rozpoczęciem analizy należy wykonać zdjęcie, zapisać je w odpowiednim formacie oraz przeprowadzić obróbkę obrazu aby zmniejszyć błędy analizy końcowej (Zdunek, 2013). Celem pracy było sprawdzenie czy wybrane parametry fotograficzne mogą mieć wpływ na wymiarowanie pieczarek. Założono, że elementem wykonawczym systemu wizyjnego będzie aparat fotograficzny. W badania użyto: lustrzanki Nikon D800, statywu fotograficznego z głowicą kulkową, dwóch lamp firmy elfo 500 z założonymi softboxami 50x90cm, 15 pieczarek, 10 cm miarki. Lampy zapewniały stałe warunki oświetlenia. Dzięki kulkowej głowicy w statywie możliwe było ustawienie aparatu obiektywem skierowanym do podłoża, a sam statyw zapewniał stałe położenie lustrzanki. Pieczarki zostały umieszczone w pojemniku z ziemią i ustawione w taki sposób aby żadne się nie stykały. Miarka miała zapewnić punkt odniesienia w późniejszej analizie obrazu. Ułożenie grzybów przedstawia rysunek 5. Czerwone liczby na zdjęciu oznaczają numer pieczarki. Średnica kapelusza została zmierzona ręcznie za pomocą suwmiarki. Wymiar ten był uznawany za wzorcowy. Wymiary pieczarek przedstawia tabela 1.

102

Rys. 5 Zdjęcie poddawane analizie źródło: Opracowanie własne

Tabela 1. Rzeczywiste wymiary pieczarek Numer Średnica [mm] 1 55,3 2 45,2 3 51,9 4 40,3 5 51,5 6 49,9 7 34,0 8 31,3 9 44,3 10 44,9 11 47,6 12 41,0 13 31,2 14 42,3 15 40,1 Źródło: Opracowanie własne

103 W Pracy do analizy obrazu użyto programu ImageJ. Proces przetwarzania zdjęcia wyglądał następująco:  binaryzacja zdjęcia,  dopełnianie obiektów,  skalowanie zdjęcia, pomiar obiektów o średnicy powyżej 200 milimetrów. Program ImageJ w pomiarach wykorzystuje średnicę Fereta, która jest miarą rozciągłości cząstki w pionie i poziomie. Po dokonaniu analizy wszystkich zdjęć wyniki porównano z rzeczywistymi wymiarami pieczarek i dokonano obliczenia procentowego błędu. W badaniu sprawdzono wpływ przysłony, czasu naświetlania, czułości, balansu bieli oraz ściśle z nim powiązanej temperatury barwowej. Uzyskano to przez zmianę tylko jednego parametru jednocześnie. Zbadano również wpływ półautomatycznych ustawień z preselekcją czasu i z preselekcją przysłony oraz programowej automatyki ekspozycji, w której manualnie zmieniana została czułość. Wpływ wybranych parametrów przedstawiają rysunki .

Rys. 6 Wpływ półautomatu z preselekcją czasu przy ISO 800 Źródło: Opracowanie własne

104

Rys. 7 Wpływ czułości prz czasie naświetlania 1/30s i przysłonie 5,6 Źródło: Opracowanie własne

Rys. 8 Wpływ czasu naświetlania prz przysłonie 5,6 i ISO 800 Źródło: Opracowanie własne

Podsumowując można stwierdzić, iż błędy średnic pieczarek są na tyle małe, że nie mogą mieć wpływu na jakość selektywnego zbioru prowadzonego przez robota. Dla wszystkich badanych parametrów wystąpiły błędy. Dla żadnego z ustawień błąd nie okazał się zerowy. Ponieważ badane parametry mają wpływ na jasność obrazu można podejrzewać, ze to właśnie ona wpływa na błąd. Przy wybranej metodzie analizy obrazu ułożenie pieczarek ma wpływ

105 na znak błędu „+” „-”. W większość przypadków wymiary pieczarek o numerach od 11 do 15 były zawyżone. Na rysunku 8 widoczne są duże wartości błędów dla zdjęć wykonanych z czasem naświetlania 1/2 s i 1 s. Zdjęcia te były prześwietlone, przez co niemożliwa była analiza według wcześniej opisanej procedury. W tych przypadkach konieczna była kilkurazowa erozja zdjęcia. Erozja spowodowała tak dużą różnicę w ostatecznym wymiarowaniu. Pieczarka, którą program oznaczył jako 6 miała najniższe błędy.

Badania zostały współfinansowane przez Unię Europejską w ramach Śródków Europejskiego Funduszu Społecznego.

Literatura 1. Azoyan, A. 2004, Feasibility analysis of automated mushroom harvesting system, The University of Georgia. 2. Harman, D. 2011, Podręcznik fotografii cyfrowej, Wyd. Arkady. 3. Masoudian, A. 2013, Computer vision algorithms for an automated harvester, The University of Western Ontario. 4. Reed, J. N. i inni, 2001, Automatic Mushroom Harvester Development, Journal of Agricultural Engineering Research, nr 1, 15-23. 5. Rowley, J. H. 2009, Developing flexible automation for mushroom harvesting, The University of Warwick. 6. United States International Trade Commission, 2010, Mushrooms Industry & TradeSummary. 7. Zdunek, A. 2013, Aktualny stan prac badawczych w zakresie zastosowania komputerowej analizy obrazu oraz analizy spektralnej w rolnictwie i przetwórstwie, Współczesna inżynieria rolnicza- osiągnięcia i nowe wyzwania . 8. http://www.lepszezdjecia.pl 9. https://www.mazowieckie.pl/pl/aktualnosci/aktualnosci/13488,Mazowieckie- rolnictwo-eksportem-stoi.html 10. http://www.naszdziennik.pl/ekonomia-polska-wies/27784,polska- pieczarkowym-liderem.html

106 Шевчук Иванна П.

Подольский Государственный аграрно-технический университет Украина, г. Каменец-Подольский E-mail:[email protected]

The analysis of methods and ways of fight with pests of agricultural crops. The most effective influence aimed at ridding pests depending on the type of plant.

Анализ методов и способов борьбы с насекомыми- вредителями сельскохозяйственных культур

Ключевые слова: насекомое-вредитель, трубопровод, рабочая камера

Постановка проблемы в общем виде и ее связь с важными научными или практическими заданиями. Значительному повышению урожайности сельскохозяйственных культур способствуют улучшение cелекционно-семенной работы, эффективное использование органических и минеральных удобрений, усовершенствование средств борьбы с вредителями, болезнями и сорняками, рост ответственности специалистов и механизаторов за качественное выполнение всего комплекса агротехнических и организационных мероприятий. Одна из важнейших технологических операций в аграрном секторе - уход за сельскохозяйственными культурами, в частности борьба с насекомыми-вредителями. Применение химических методов борьбы, несмотря на их эффективность, приводит к достаточно вредным и часто необратимым экологическим последствиям. Анализ последних исследований и публикаций, в которых положено начало решению данной проблемы, определение

107 нерешенных раннее частей общей проблемы. Ученые уделяют значительное внимание разработке и исследованию экологически чистых способов и средств борьбы с насекомыми- вредителями. Кононученко В.В., Новосельська Т.Г. Весомый вклад в разработку этой проблемы сделали Онопа В.А., Петренко М.М., Бонзяк В.І., Бендера І.М., Самокиш М.І., Андрєєв О.В., Волошин М.М., Носков Г.І. [1, 2, 3, 4]. Ими предложены разнотипные устройства для сбора насекомых. В некоторых странах, таких как Франция, Германия пневматические машины для сбора вредителей используются давно. В частности, в Германии фирмой Engelhandt создан агрегат модели Biocollektor, который работает по принципу всасывания насекомых с растений. Формирование целей статьи. Ввиду изложенного выше, цель и основное задание статьи – анализ методов и способов борьбы с насекомых-вредителей в зависимости от вида растения. Изложение основного материала исследования с полным обоснованием полученных результатов. Открытие препаратов из группы синтетических пиретроидов обеспечило широкое промышленное применение химических методов борьбы. Они характеризуются высокой токсичностью при малых нормах расхода, имеют высокую овицидную, антифидантную и репелентную активность, слабо опасны для теплокровных, благодаря быстрому распаду их в организме и окружающей среде. Однако широкое использование пиретроидов создает условия для развития резистентных популяций. К недостаткам можно отнести и негативную их реакцию на высокую температуру среды. Позже были открыты инсектициды нового класса химических соединений – фенилпиразоли. Они уникальны своим механизмом воздействия, так как являются эффективным инсектицидом в борьбе с вредителями, стойкие к препаратам других классов, а также имеют очень низкие нормы расходов. Появление инсектицидов нового механизма действия– регуляторов роста насекомых – это еще одно направление в формировании селективных средств защиты и предотвращении появления резистентных популяций

108 вредителей. Практическое применение получили ингибиторы синтеза хитина и ювеноиди (номолт, сонет), которые влекут нарушение эмбрионного роста, метаморфозу в процессе развития. Эффективность уничтожения вредителей повышает переход на использование нейротоксинов (банкол), неоникотиноидив (моспилан), а также смеси препаратов. С изменением ассортимента инсектицидов ослабление негативных последствий их применения достигается улучшением препаратных форм. Средства в виде водорастворимых гранул и концентратов, суспензионных концентратов, водных эмульсий и растворов – экологически менее опасны по сравнению с концентратами эмульсий и смачивающими порошками. Для обработки достаточно больших насаждений применяют авиационные опрыскиватели на базе самолетов, вертолетов и других летательных аппаратов. Для опрыскивания меньших участков используют тракторные опрыскиватели (например, вентиляторные – ОВТ-1А, ОВТ-1Е, ОП-450, ВОН-400, ВП-1200, ОП-2000, М-320 и шланговые – ВОН-10, ВОН-400-1, ОПШ-15, ОП-2000-2, ОМ-630-2). На приусадебных участках посевы обрабатывают с помощью ранцевых опрыскивателей (например, ОРП-Г, ОРД-А, ОПР-1, АОП-71, ОПШ-1, ОРГ-1 и других (вместимость до 12 л), ручных – ОР-2, НП-1, Ш-9, ОР-0,5 и других (вместимость до 2 л), гидропультов – ГШ-2, ГС-2М). При обычном опрыскивании водными рабочими растворами наземным способом тратят 200-400 л/га, авиационным – 50-100 л/га. Ширина рабочего захвата 15-30 м. При малообъемном опрыскивании (МО) с помощью вентиляторных наземных опрыскивателей и авиационной аппаратуры норма расходов сокращается до 15-25 л/га, ширина рабочего захвата 40-50 м. При ультрамалообъёмном (УМО) норма расходов уменьшается до 1-5 л/га, ширина рабочего захвата увеличивается до 60-80 м. Химические средства защиты растений в общей системе борьбы с вредителями, болезнями и сорняками по объему применения занимают ведущее место. Но при этом нужно

109 отметить их экологические недостатки, такие как токсичность для человека и теплокровных животных. Систематическое тотальное применение того или другого пестицида приводит к формированию резистентности популяции в течении 20 генераций. Другими словами, применение любого класса соединений против насекомых, например колорадского жука, эффективно лишь 10-15 лет. Кроме этого, в силу своих свойств химические средства поражают как вредителей, так и полезных насекомых, что приводит к нарушению биоценозов, поражению птиц, хищных и паразитических насекомых, пчел и т.д. Негативные экологические последствия химической защиты растений побуждают к поиску и внедрению новых альтернативных методов борьбы с вредителями. Одним из таких направлений - это биологический метод борьбы с насекомыми, который базируется на использовании естественных врагов – паразитов, хищников, возбудителей болезней. В настоящее время зарегистрировано свыше 640 энтомофагов. Учеными корпорации Монсанто (США) перенесен в картофель ген Baccilus thuringiensis tenebrionis. Ген Baccilus thuringiensis tenebrionis происходит от значительно распространенной грунтовой бактерии Bacillus thuringiensis. Он производит инсектицидный кристаллический белок. Насекомое-вредитель съедает бактерию или клетки растения, которые содержат этот белок, что вызывает у него расстройство, которое делает невозможным пищеварение. Насекомое просто умирает от голода. Следствием сортов трансгенной группы “Новое письмо” является поражение фитофторозом и не высокие вкусовые качества. Основной недостаток этих сортов – отсутствие достоверных данных о действии и влиянии введенного в растение белка на организм человека. Следующий метод – пневматический, который заключается в сдувании, всасывании насекомых с помощью потока воздуха под давлением. Насекомые, при воздействии на них воздухом попадают в специальные лотки (карманы), откуда всасываются и через транспортирующие воздухопроводы направляются

110 в емкость для уничтожения. Характер движения воздуха в устройствах может быть простым или вибрирующим [а. с. №1243668 СССР, МПК А01 М5/08, а. с. №1284483 СССР, МПК А01 М5/08, а. С. №1530158 СССР, МПК А01 М5/08], что улучшает процесс отделения вредителя от растений. Машины, для приведения в движение воздуха, оборудованы вентиляторами [а. с. №1284483 СССР, МПК А01 М5/05, а. с. №1530158 СССР, МПК А01 М5/08], или вентиляторами и компрессорами [а. с. №715076 СССР, МПК А01 М5/08, а. с. №1110429 СССР, МПК А01 М5/08]. Механизм уничтожения вредителей аналогичен механизмам при механическом методе борьбы, но преобладает сбор в специальные емкости. В 1990 р в Германии фирмой Engelhardt создан агрегат модели Biocollektor, который работает по принципу всасывания насекомых из растений. В Украине этот метод также исследовали учённые Тернопольского университета Подолья, изобретено устройство для сбора и уничтожения вредителей [патент 21201А Украины, МПК А01 М5/00], Подольского государственного аграрно- технического университета [1]. На протяжении 1999-2000рр. специалистами Кировоградского государственного технического университета, сельскохозяйственной исследовательской станции “Элита” проводились испытания пневмодезинсектора, который показал неплохие результаты при уничтожении вредителя. Механический метод борьбы с насекомыми возник после появления самого вредителя. Сборы насекомых проводили на небольших участках вручную, встряхиванием с помощью щеток в сборную емкость. Потом их уничтожали погружением в жидкость, снятием или другими способами. По подобному принципу действия работают ручные механизмы встряхивания насекомых [Патент №17705А Украина, МПК А01 М5/00]. Встряхивание бывает простым или вибрационным. Механизм встряхивания может быть в виде щеток [а.с. №46084 СССР, МПК А01 М5/04], пальцев [а. с. №820763 СССР, МПК А01 М5/04], гребенок [а. с. №1103836 СССР, МПК А01 М5/04], подпружинных щеток [а.с. №1503723 СССР, МПК А01 М5/08],

111 пальцевых барабанов [а.с. №323109 СССР, МПК А01 М5/04] и др. Уничтожение вредителей проводится с помощью механизмов в виде шнеков с острыми кромками и решетки [а.с. №820763 СССР, МПК 01 М5/04], контактирующих катков, которые вращаются [а.с. №1423078 СССР, МПК А01 М5/08]. Рабочие органы могут приводиться в движение от колес, гидродвигателей, электродвигателей, пневмодвигателей, от вала отбора мощности трактора и др. Следующим методом – акустический [Патент №25548А Украина А01 М5/08], при котором механическое влияние на тело и органы насекомого проводят акустическими колебаниями с амплитудой звукового давления, что равняется собственной частоте тела. Устройство имеет генератор сигналов и динамики, в соединении с усилителем сигналов и концентратором акустического поля. Концентратор акустического поля выполнен в виде колпака с жесткими стенками, высота и диаметр наибольшего сечения колпака отвечает высоте и диаметру куста растения. Следующий способ [Патент №21282А Украина, МПК А01 М5/01], требует использования участков растений, где скапливаются насекомые и инсектициды для их уничтожения, а также ограничения численности его популяций путем нарушения синхронности сроков посадки растений, их развития и интервалов питания. Также есть предложения, бороться с вредным насекомыми с помощью искусственно генерирующих подвижных магнитных полей, которые дестабилизируют магнитное поле насекомых и влекут их гибель. Возможны и комбинированные методы борьбы с вредителями, которые включают предыдущие и новые. Выводы с данного исследования и перспективы последующих разведок в данном направлении. Борьба з насекомыми-вредителями является важным фактором увеличения урожайности сельскохозяйственных культур. Затраты на эту операцию достигают 20...30% сумы затрат на выращивание, или 80...90% затрат, связанных с уходом за растениями.

112 Использование не химических методов борьбы с насекомыми-вредителями даст возможность получать экологически чистые продукты, снизить затраты на выращивание сельскохозяйственных культур, а также снизить заболеваемость работающих, занятых на химической обработке растений. Анализ всех методов борьбы с насекомыми-вредителями побуждает к постепенному переходу от традиционного химического к альтернативным методам.

Литература.

1. Гуцол Т.Д. Экологически чистая технология ухода за растениями // Сб. докладов. т.1 – Донецк.: ДонНТУ, ДонНУ, 2003. – С. 194. 2. Gucol T., Bendera I., Nowak J. Zbieracz stonki // Rolniczy Przeglad Techniczny. – 2005. - №5 (75). – Г. 14. 3. Новосельська Т.Г. Біологічна система «картопля – колорадський жук»: дослідження чутливості до інсектицидів хімічної та мікробіологічної природи / Т.Г. Новосельська, Т.С. Король // Наук. вісн. Нац. аграр. ун.-ту. – 2002. – Вип. 40. – С. 101-104.

113 Sołtysiak Agnieszka, Lisowski Aleksander

Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie Wydział Inżynierii Produkcji

Piwo smakowe – preferencje konsumentów

Wstęp W ostatnich latach można zauważyć wzrost świadomości konsumentów na temat produkcji piwowarskiej. W trakcie zakupu nie jest ważna tylko cena, ale także metody wytwarzania produktu. Ostatnio obserwujemy dynamiczny rozwój branży piwowarskiej. W 2013 roku odnotowano istnienie 97 browarów w Polsce, gdy w 2011 czynne były 73 zakłady. Polska jest dziesiąta na świecie, a piąta w Europie pod względem produkcji piwa (Jezierska 2011). Z każdym rokiem wzrasta spożycie piwa, co stwarza potrzebę produkcji piw o nowych smakach i gatunkach. W Polsce najwięcej piw produkowanych jest o smaku cytrynowym, lecz na rynku dostępne są także piwa o smakach: jabłkowym, śliwkowym, wiśniowym, żurawinowym, miodowym, czy czekoladowym (Chołdrych 2011). W 2011 roku piwa smakowe razem z piwami niepasteryzowanymi z browarów regionalnych i restauracyjnych określane były jako 5% piwnego rynku. Liczba ta wzrosła w stosunku do poprzednich lat, gdzie szacowano ją na 3% (Olkowski 2011). Świadomość konsumentów wzrasta, a pozycja browarów produkujących piwa smakowe oraz browarów regionalnych i restauracyjnych umacnia się na rynku. Badanie miało na celu ustalenie preferencji konsumentów piw smakowych ze szczególnym uwzględnieniem piwa smakowego Ciechan Miodowe, które pochodzi z browaru Ciechan, należącego do spółki Browary Regionalne Jakubiak.

114 Materiał i metodyka badań Metodą badań było przeprowadzenie ankiety, którą zamieszczono na stronie internetowej moje-ankiety.pl. Sondaż składał się z szesnastu pytań, z których pierwsze osiem dotyczyło znajomości piw smakowych i ogólnych preferencji konsumentów. Następne pięć pytań to badanie znajomości marki Ciechan z uwzględnieniem piwa smakowego Ciechan Miodowe. Ostatnie pytania dotyczyły charakterystyki respondenta. W badaniu wzięło udział 100 ankietowanych.

Wyniki badań Charakterystyka respondentów dotyczyła wieku, płci, wykształcenia oraz miejsca zamieszkania. W badaniu uczestniczyło 68 kobiet i 32 mężczyzn, co może wynikać z charakteru ankiety, gdyż rynek piw smakowych uznawany jest za segment rynku dla pań. Średnia wieku ankietowanych wynosiła 23 lata. Powodem takiego rezultatu może być zamieszczenie ankiety w internecie, z którego w większości korzystają ludzie młodzi. Poziom wykształcenia respondentów ukształtował się następująco: 68% studenci, 19% osoby z wykształceniem wyższym, a 13% ankietowanych posiada wykształcenie średnie. W pytaniu o miejsce zamieszkania 36 osób zdeklarowało się jako mieszkańcy wsi, zaś 64 osoby to mieszkańcy miasta. Rynek piw smakowych znany jest konsumentom. Zaledwie 6% ankietowanych nie pije tego typu piw. Szybki rozwój rynku piwowarskiego w Polsce sprawia, że powstaje wiele piw o nowych smakach. Respondenci w 94% deklarują ich spożycie. Wysoka konkurencja sprawia, że na rynku możemy odnaleźć szeroką gamę smaków tego typu trunku. Najwięcej ankietowany spożywa piwa smakowe kilka razy w miesiącu (57,45%, rys. 1). Kilka razy w roku tego typu piwa spożywa 38,3% respondentów. Spożycie kilka razy w tygodniu zdeklarowało 3,19% badanych, a codziennie 1,06%. Wyniki te spowodowane są najprawdopodobniej ciągłym wzrostem spożycia alkoholu w Polsce. Z danych statystycznych grup piwowarskich

115 wynika, że w 2011 roku spożycie piwa na mieszkańca Polski wynosiło 90 litrów rocznie, a rok później było już o 8 litrów większe (Oleksy 2012).

Rysunek 1. Częstość spożycia piwa smakowego

Najwięcej badanych (86,17%) spożywa piwa smakowe latem. W pozostałych porach roku spożycie tego rodzaju piwa jest dużo mniejsze. Jesienią wynosi 3,19% oraz zimą i wiosną po 5,32%. Wpływają na to jego właściwości orzeźwiające oraz uwarunkowania klimatyczne Polski. Piwo smakowo, podobnie jak tradycyjne, jest spożywane w większym stopniu z butelki 56,25%, niż z puszki (43,75%), ale nie są to wyraźne różnice. Okoliczności w jakich respondenci spożywają piwa smakowe to najczęściej spotkania u znajomych (76,09%, rys. 2). W domu piwa smakowe spożywa 18,48% badanych. Tego typu piwa rzadko spożywane są na dyskotekach (3,26%) i pubach (2,17%). Takie wyniki świadczą o tym, że piwa smakowe spożywane są na domowych spotkaniach towarzyskich. W dyskotekach i pubach nie cieszą się dużą popularnością. Zapewne spowodowane jest to mniejszą zawartością alkoholu.

116

Rysunek 2. Miejsce konsumpcji piw smakowych

Najpopularniejszymi smakami tego typu piw to owocowe (rys. 3). Taką odpowiedź zaznaczyło aż 76,59% badanych. Mniej popularny jest smak miodowy (12,7%) i imbirowy (7,45%). Żadna osoba z ankietowanych nie zagłosował na smak czekoladowy, najprawdopodobniej nie przypadł on do gustu konsumentom. 3,19% osób odpowiedziało inny. Z odpowiedzi badanych wynika błędny odczyt pytania, gdyż uzyskano w niej smak jabłkowy.

Rysunek 3. Smak piwa ze względu na preferencje konsumentów

Preferencje cenowe piw smakowych w zakresie od 2,00 zł do ponad 5,00 zł mają rozkład zbliżony do rozkładu normalnego (rys. 4).

117

Rysunek 4. Preferencje cenowe konsumentów wobec piwa smakowego

Najwięcej konsumentów kupiłoby piwo smakowe w przedziale cenowym 3,50-4,00 złotych (31,91%). Na drugim miejscu uplasował się przedział od 3,00 zł do 3,50 zł, wybrało go 25,53% badanych. W następnej kolejności ankietowani nabyliby piwo smakowe w przedziałach 2,50-3,00 złote i 4,00-4,50 złotych (13,83%). Przedział cenowy 4,50-5,00 złotych znalazł zainteresowanie 8,51% respondentów. Na przedostatnim miejscu znalazł się przedział cenowy 2,00-2,50 zł, z udziałem 4,26% badanych. Najmniej ankietowanych (2,13%) kupiłoby piwo smakowe powyżej 5,00 złotych. Taki rozkład odpowiedzi jest spowodowany sytuacją materialną konsumentów, którą, jak wynika z badań, stanowi głównie młodzież. Preferowana cena zakupu waha się w granicach 3-4 złotych. Z wykresu (rys. 5) wynika, że najpopularniejszą marką piw smakowych w Polsce jest Redd’s (smaki: jabłkowy, malinowy, żurawinowy, cytrusowy, grejpfrutowo-ananasowy). Równie dobrze w zestawieniu wypadły marki: Desperados (piwo o smaku tequili), Lech Shandy (smak cytrynowy), Somersby (smak jabłkowy), Gingers (smak imbirowy), Warka Radler (smak cytrynowy), Karmi (bezalkoholowe piwo kawowe). Powyższe marki piw produkowane są przez koncerny. Respondenci wykazują ich znajomość, gdyż marki te są promowane za pomocą wielkich kampanii reklamowych. Pomimo braku reklamy telewizyjnej w zestawieniu dobrze wypadło piwo Ciechan Miodowe, bowiem aż 7,4% badanych je zna. Najmniej znane marki piw smakowych to Magnus, Fortuna i Kormoran, dla

118 których wynik waha się w granicach 0,6-2,0%. Przy zaznaczeniu odpowiedzi inne marki ankietowani wpisywali Cornelius, Łomża Miodowe oraz Perła Winter, z czego wynika, że piwa smakowe małych regionalnych browarów są znane tylko części respondentów.

Rysunek 5. Znajomość marek piw smakowych

Kolejne pytania zostały poświęcone marce Ciechan i jej znajomości na rynku. 77% ankietowanych zadeklarowało, że zna tę markę, bądź o niej słyszało. Browar ten nie jest znany dla 23% badanych. Nie wszystkie osoby znające markę Ciechan Miodowe spożywa to piwo, bowiem tylko 42% badanych nabywało takie piwo do konsumpcji, a 58% nigdy nie zakupiło tego trunku. Wyniki te świadczą o tym, że marka jest znana wśród konsumentów piwa, mimo braku reklamy. Dlatego też z dużym prawdopodobieństwem można stwierdzić, że reklama pozwoliłaby dotrzeć do szerszej rzeszy konsumentów. Ocena smaku piwa Ciechan Miodowe wypadła bardzo dobrze w powyższym zestawieniu (rys. 6). Ankietowani określili go jako bardzo dobry (22,15%), dobry (18,46%), niespotykany (17,28%), wyrazisty (16,11%) oraz szlachetny (13,59%). Smak nie przypadł do

119 gustu 6,2% konsumentom, a 3,69% badanych nie lubi tego smaku. Jako inny smak (2,52%) podano, że znacząco różni się w smaku od piw produkowanych w dużych koncernach browarniczych. Powodem takich dobrych rezultatów jest tradycyjna receptura piwa. Ważnym aspektem jest także to, że piwo Ciechan Miodowe produkowane jest na bazie naturalnego miodu. W procesie produkcji pomijana jest filtracja, dzięki temu w piwie uzyskiwane jest także naturalne zmętnienie.

25 22,15 18,46 20 17,28 16,11 15 13,59

10 6,2 5 3,69

Udział odpowiedzi, % Udziałodpowiedzi, 2,52

0 niespotykany szlachetny wyrazisty bardzo dobry dobry nie lubię tego nie przypadł inny smaku mi do gustu

Rysunek 6. Określenie smaku piwa Ciechan Miodowe

W kolejnym pytaniu respondenci oceniali adekwatność jakości piwa do ceny. W sprzedaży detalicznej cena piwa Ciechan Miodowe waha się w granicach 5 złotych. Ankietowani w 58,33% uznali, że odpowiada im taka cena piwa. W 35,42% badani nie potrafią tego ocenić. 6,25% uznaje, że cena nie jest adekwatna do jakości piwa. Konsumenci powinni liczyć się z faktem, że za piwo z browarów regionalnych trzeba zapłacić nieco więcej niż za piwo z koncernu, gdyż koszty produkcji w mniejszej skali są wyższe. Większość badanych dobrze oceniła piwo Ciechan Miodowe (rys. 7). Piwo to w 40% zadowala konsumenta, a dla 33% ankietowanych jest bardzo dobre, dla 16% jest przeciętne, a 11% nie przypadło do gustu.

120 nie przypadło mi do gustu bardzo dobre 11% 33% może być 16%

zadowalające konsumenta 40%

Rysunek 7. Ogólna ocena piwa Ciechan Miodowe

Podsumowanie Z badań wynika, że segment piw smakowych jest dobrze znany konsumentom. Najbardziej rozpoznawalne produkty na rynku to marki dużych koncernów takich jak: Kompania Piwowarska, czy Grupa Żywiec. Badania pozwoliły dostrzec także ciągle rozrastający się segment piw smakowych. Każdy browar ma w swojej ofercie co najmniej jedno takie piwo. Rynek tego typu piw nie jest już niszą. Koncerny walczą o klientów za pomocą kampanii reklamowych, zaś małe browary starają się zdobyć klienta zachowaniem tradycyjnych receptur i metod produkcji. W ostatnich latach zauważono wzrastającą świadomość konsumentów. Piwa nie wybiera się już tylko i wyłącznie po cenie. Browar Ciechan jest przykładem zakładu, który z roku na rok umacnia swoją pozycje na rynku i odnotowuje wzrosty sprzedaży. Marka jest rozpoznawalna na rynku, lecz chcąc piąć się w górę należałoby zainwestować w kampanie reklamową. Na wizerunek przedsiębiorstwa pozytywnie wpływają receptury i metody produkcji jakimi dysponuje browar. Jego wyroby kojarzone są z tradycją i wysoką jakością. Klienci cenią te aspekty, dzięki czemu pozycja browarów regionalnych na rynku wzrasta, stwarzając tym samym poważną konkurencję dla dużych browarów.

121 Bibliografia

1. Chołdrych M. Piwo smakowe- rozwój kategorii w Polsce. Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-Warzywny, 2011, 11/12, 30–32. 2. Jezierska M. Piwa regionalne i mini browary przyszłością branży. Agrotrendy, 2011, 2–3, 87–89. 3. Oleksy K. Grupy piwowarskie podsumowały rok 2011. Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-Warzywny, 2012, 3, 29. 4. Olkowski A. Największe przyrosty notują browary regionalne i mikrobrowary. Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-Warzywny, 2011, 2, 25.

122 Tatarkiewicz Joanna, Kubiak Piotr

Uczelnia: Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu Opiekun pracy: dr hab. inż. Jacek Dach

Hodowla alg na cele biogazowe

Algae Cultivation for Biogas Production

Abstract. Nowadays microalgae are most famous for eutrophication and as a raw material in pharmaceutical industry, but it is believed that algae can be the future of biofiuels. Microalgae are unicellular organisms which can produce about ten times more dry matter of biomass from one hectare then maize. What is more, microalgae can be harvest on degraded or urban areas. The most efficient way to produce energy from algae is to ferment them (to produce biogas) or transfer into biodiesel. Unlikely microalgae need some specific conditions like constant temperature (about 20-30ºC), long-term exposure to sunlight and harvesting in water environment. After all, those organisms have so huge potential that is why scientists all over the world work to overcome those disadvantages and in the future microalgae will probably become one of the most popular source of renewable energy.

Wstęp Obecnie algi kojarzą się głównie z eutrofizacją zaniedbanych zbiorników wodnych, spowodowaną nieodpowiednim nawożeniem, lub ze specyfikami stosowanymi w przemyśle kosmetycznym. Przewiduje się jednak, że w przyszłości, z niewygodnych gości na stawach, algi przerodzą się w bardzo cenne źródło odnawialnej energii. Świadczy o tym przykładowo zakwalifikowanie paliw pochodzących z mikroalg do biopaliw trzeciej generacji. Zainteresowanie paliwami pochodzącymi z tych organizmów

123 argumentowane jest między innymi brakiem konkurencji z innymi roślinami o gleby. Argument ten jest szczególnie ważny jeśli weźmie się pod uwagę prognozy dotyczące przyszłych problemów z niewystarczającą produkcją żywności. Kolejną zaletą, która skłania nas do konkluzji, że algi mogą być w przyszłości głównym surowcem do produkcji biopaliw, jest bardzo szybki proces namnażania się tych organizmów. Już teraz z jednego hektara hodowli można osiągnąć nawet 250 Mg suchej masy w ciągu roku [1] (dla przykładu z tego samego hektara jesteśmy w stanie rocznie osiągnąć około 35 Mg suchej masy kukurydzy).

Poza samą suchą masą ważne są również substancje wchodzące w jej skład. Istnieje możliwość wyhodowania alg o zawartości do 80% lipidów [2], co przy ich zdolności do podwajania swojej masy nawet w przeciągu 24 godzin, jest wynikiem wręcz przełomowym dla przyszłości biopaliw. Ma to szczególne znaczenie przy produkcji biodiesla, który ze względu na łatwość w produkcji i możliwości zastosowania w już dostępnych na rynku silnikach jest jednym z najbardziej obiecujących i popularnych źródeł energii odnawialnej dla transportu. Hodowla alg wiąże się jednak z szeregiem przeszkód, które powodują wstrzymanie ich produkcji na szerszą skalę, szczególnie w klimacie środkowej i wschodniej Europy. Do najważniejszych z nich należy konieczność utrzymania odpowiedniej temperatury hodowli (20-30ºC) oraz nasłonecznienia. W przypadku rozpoczęcia produkcji alg na większą skalę w odkrytych zbiornikach wodnych problemy te mogą stać się kluczowe. Nawet w przypadku produkcji alg tylko w miesiącach letnich należy sprostać problemowi niedostatecznego nasłonecznienia (szczególnie w głębszych zbiornikach wodnych), co wymusza konieczność stałego ich mieszania.

Charakterystyka alg Algi to eukariotyczne rośliny plechowe, których różnorodność przejawia się w występowaniu około 30 tys. obecnie poznanych gatunków. Cechami łączącymi te gatunki są: autotrofizm,

124 beztkankowa budowa ciała oraz uzależnienie od wody. Glony rozmnażają się generatywnie lub wegetatywnie. Większość z nich jest organizmami samożywnymi, zawierającymi jako podstawowy barwnik fotosyntetyczny chlorofil a. Glony mają bardzo szerokie spektrum występowania pod względem temperaturowym. Istnieją gatunki egzystujące w temperaturach 1-2ºC, jak również takie, dla których optymalnymi warunkami są te tworzone przez gorące źródła. Zakłada się, że to właśnie one, dzięki swojej prostocie, odporności na ekstremalne warunki oraz dużej produkcji tlenu doprowadziły do wytworzenia na Ziemi atmosfery tlenowej umożliwiającej życie na jej powierzchni. Glony mogą powodować tzw. „zakwit wody”, prowadzący, w niektórych przypadkach do zatrucia zbiornika wodnego lub zatykania filtrów urządzeń służących do jego uzdatniania. Skutkami gromadzenia się dużych ilości gnijących alg jest odtlenianie zbiorników wodnych i ścięcie ryb. Jednakże glony spełniają także przydatną rolę w procesie samooczyszczania wód, ze względu na ich zapotrzebowanie na azot i fosfor. Mają one ogromną produktywność, która powoduje, że są one głównym producentem biomasy i źródłem pokarmu dla zwierząt w znacznej ilości łańcuchów troficznych. Znalazły zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu m.in. w przemyśle chemicznym, spożywczym i farmaceutycznym [3].

Potencjał alg Pomimo tego, że wykorzystanie mikroalg jest obecnie całkowicie nieopłacalne, to ze względu na ich zalety, wiąże się z nimi duże nadzieje. Mikroalgi mogą stać się w przyszłości jednym z najefektywniejszych paliw, które umożliwi nam produkcję taniej i odnawialnej energii. Jako paliwo trzeciej generacji algi nie konkurują z uprawami innych roślin (zarówno energetycznych jak i spożywczych) o grunty orne. Są one hodowane w specjalnych bioreaktorach które mogą być

125 zainstalowane na nieużytkach, terenach zabudowanych a nawet w obrębie naturalnych zbiorników wodnych.

Ryc. 1: 40 akrowa hodowla alg w Salton Sea, Imperial Valley źródło: http://www.algaeindustrymagazine.com

W przypadku tych pierwszych rozwiązań szczególnie popularna jest koncepcja budowy sztucznych zbiorników wodnych, w których następowałby ciągły ruch i mieszanie hodowli połączony z ciągłą separację nadmiaru alg i jego usuwaniu z hodowli. Jest to najtańsze rozwiązanie, ale naraża hodowlę na negatywny wpływ warunków zewnętrznych, nierówny dostęp do substancji odżywczych i światła oraz ryzyko skażenia hodowli niechcianymi gatunkami alg lub organizmami mogącymi na nich żerować. Co więcej w przypadku tego typu hodowli wymagana jest relatywnie duża powierzchnia. Uwarunkowane jest to niewielką głębokością zbiorników, która ma umożliwić nasłonecznienie całej objętości zbiornika.

126

Ryc. 2: Fotobioreaktor należący do Uniwersytetu w Wageningen źródło: http://www.wageningenur.nl

Drugą koncepcją hodowli alg jest ich namnażanie w zamkniętych reaktorach umożliwiających zrównoważoną hodowlę przy całkowicie kontrolowanym dostępie światła i substancji odżywczych dla tych mikroorganizmów. Tego typu instalacje mogą być w przyszłości lokalizowane na terenie zabudowanym jako jego element. Już dziś powstają bioreaktory zintegrowane z nowoczesną zabudową. Jeden z pierwszych tego typu budynków został zlokalizowany w Niemczech na terenie Hamburga [4]. Fasada budynku posiada system fotobioreaktorów umożliwiających hodowlę alg w celu pozyskiwania energii oraz redukcji ilości dwutlenku węgla w atmosferze. Budynek ten został zbudowany w 2013 roku z okazji International Building Exhibition.

127

Ryc. 3: „Zielony” budynek BIQ w Hamburgu źródło:http://www.iba-hamburg.de

W przypadku hodowli alg w zamkniętych fotobioreaktorach występuje jednak problem z napowietrzaniem reaktorów, a także ryzyko znacznego wzrostu mikroalg na ściankach zbiorników co jest zjawiskiem wybitnie niekorzystnym.

Niektórzy naukowcy propagują natomiast wykorzystywanie naturalnych zbiorników jako źródeł biomasy alg. Na świecie powstało już kilka koncepcji wykorzystania między innymi coraz powszechniejszego zakwitu wód do zbioru tego typu biomasy. Wiąże się to niestety z wieloma dodatkowymi problemami jak np. podwyższoną zawartością szkodliwych substancji zawartych w tego typu surowcu.

128

Ryc. 4: System innowacyjnego wykorzystania ścieków źródło: http://www.nasa.gov

Innym sposobem wykorzystania zbiorników wodnych do produkcji mikroalg jest ten opracowany przez naukowców z NASA [5], którzy pracują nad produkcją biomasy w specjalnych elastycznych bioreaktorach instalowanych na powierzchni wody. Podobne instalacje prawdopodobnie w przyszłości będą mogły być instalowane w ramach oczyszczalni ścieków komunalnych. Ścieki tego typu są mieszaninami bogatymi w biogenne związki azotu i fosforu (czyli głównych sprawców eutrofizacji wód). Związki te są niezbędne do wzrostu mikroalg i mogą być przez nie wykorzystywane do budowy własnej biomasy. Dzięki temu powstaje obopólna korzyść: algi otrzymują wartościowe źródło pokarmu, natomiast ścieki są oczyszczane w sposób przyjazny dla środowiska. Tego typu instalacje mogłyby nie tylko znacząco obniżyć koszty hodowli alg ale również oczyszczania ścieków. Oczyszczalnie ścieków to jednak nie jedyne instalacje mogące skorzystać z hodowli mikroalg. Obecnie prowadzone są również prace w obrębie wykorzystywania dwutlenku węgla generowanego przez elektrociepłownie w celu przyspieszenia wzrostu glonów.

129 Zwiększanie stężenia dwutlenku węgla w celu przyspieszania wzrostu roślin jest z powodzeniem stosowane w szklarnictwie i jest ono wręcz niezbędne do wzrostu niektórych roślin na naszej szerokości geograficznej.

Przyjmuje się, że produkcja alg wymaga od 1,5 do 3 kg CO2 / kg alg co odpowiada orientacyjnie ilości dwutlenku węgla wyprodukowanej przy produkcji 1,5 do 3 kWh energii elektrycznej w przeciętnej elektrowni węglowej [6]. Niestety zarówno w przypadku wykorzystania ścieków jak i spalin z biogazowni pojawia się problem wielu niechcianych substancji (np. tlenków siarki), które mogłyby spowalniać rozwój alg, a nawet być dla nich toksyczne.

Czym zajmujemy się obecnie? Obecnie prowadzone są badania przez kilkuosobowy zespół w obrębie Pracowni Eko-technologii przy Instytucie Inżynierii Biosystemów Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu. Na dzień dzisiejszy założona jest hodowla Scenedesmus obliquus. Gatunek ten został wybrany między innymi ze względu na dużą tolerancję na różnego rodzaju niesprzyjające warunki otoczenia jak i niezbyt wygórowane wymagania jeśli chodzi o dostarczanie substancji odżywczych oraz witamin. Są to mikroalgi słodkowodne nie tolerujące zasolenia powyżej 3% NaCl oraz pH poniżej 3,0÷5,5.

Hodowla prowadzona jest na kilku stanowiskach w zbiornikach o różnej objętości: - dostosowanym do naszych potrzeb 45L zbiorniku, - dużym cylindrycznym zbiorniku o pojemności 60L, - litrowych kolbach.

Uzyskanie odpowiedniej ilości biomasy wymagało nie tylko dostarczania pożywek, ale stworzenia dla alg odpowiednich warunków bytowych. Do ich spełnienia konieczne było zainstalowanie systemu oświetlenia o odpowiednim fotoperiodzie (czasie naświetlania

130 w ciągu doby) oraz utrzymanie stałej temperatury w przedziale od 20 do 25ºC. Algi po wyhodowaniu w zbiornikach są przelewane razem z wodą, w której się znajdują do większego zbiornika, gdzie zostają odseparowane na drodze sedymentacji. Po kilku dniach zlewa się supernatant znad zsedymentowanej biomasy alg uzyskując wyższe jej zagęszczenie. Kolejnym etapem badań będzie odseparowanie alg za pomocą wirówki lub systemu mikrosit. Sprawdzana jest również zawartość alg w próbkach za pomocą spektofotometru. Umożliwia to określenie najkorzystniejszych warunków do rozmnażania alg, oraz przyrost masy pojedynczych mikroorganizmów. Hodowla tej wielkości umożliwia nam wytworzenie wystarczającej ilości biomasy do badań wydajności biogazowej oraz testów systemu separacji alg.

Ryc. 5: Cylindryczny bioreaktor z systemem napowietrzania i sztucznym systemem naświetlania źródło: opracowanie własne

Niestety nawet w warunkach laboratoryjnych hodowla mikroalg stawia przed badaczami wiele wyzwań. Pierwszym z nich, który należałoby rozwiązać jest ich separacja w sposób wydajny

131 i energooszczędny. W trakcie hodowli mikroorganizmów w zbiornikach ich masa stanowi mniej niż 0,5% całej zawartości.

Najprostsze metody separacji glonów opierają się na mechanicznym oddzieleniu ich od wody. Pierwszym etapem tej metody jest sedymentacja alg na dnie zbiornika, a następnie zlanie wody ponad nimi. Tak zagęszczona mieszanina może być następnie oddzielana za pomocą systemu filtracyjnego lub wirówki przemysłowej. Niestety tak przygotowane algi nie mogą być jeszcze poddane procesowi fermentacji. Dotychczasowe badania prowadzone w Pracowni Eko- technologii wykazały, że po umieszczeniu alg w fermentatorach proces produkcji biometanu nie zachodzi. Wynika to przede wszystkim z budowy ich ściany komórkowej. Jej właściwości a przede wszystkim odporność na czynniki zewnętrzne uniemożliwia bakteriom rozkład komórek mikroalg co całkowicie hamuje cały proces. Pomimo tego, że na obecnym etapie technologia ta nie jest ekonomicznie uzasadniona kryje w sobie duży potencjał. Dzięki ciągłej optymalizacji procesu hodowli tych mikroorganizmów oraz metod pozyskiwania z nich odnawialnej energii w najbliższych latach algi będą coraz częściej wykorzystywane. Szczególnie w krajach Ameryki Północnej coraz poważniej rozważa się wdrożenie na szeroką skalę instalacji produkujących biodiesel w oparciu właśnie o mikroalgi.

Bibliografia

1. http://www.seealgae.com/article64.htm 2. http://www.algaeproductionsystems.com/algae.html 3. A. Szweykowska, J. Szweykowski: Botanika. Systematyka, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2005 4. http://www.iba-hamburg.de 5. http://www.nasa.gov/centers/ames/research/OMEGA/ 6. Rusing S.A. (2009) Examining CO 2 sources for algae, Advanced Cryogenics Ltd., BBI International report

132 Urkan Erkan, Guler Huseyin,Tozan Mujdat

Ege University, Faculty of Agriculture, Department of Agricultural Machinery, 35100, Izmir, TURKEY, [email protected], [email protected], [email protected]

The Inspection of Sprayers in Use and Current Situation in Turkey

Abstract According to the environmental factors and excessive amounts of pesticides on the agricultural products, pesticides should be used as accurately as possible. Not only the quality of plant protection products but also the application equipment is important. Within the years especially some parts such as nozzles, filters, pipes etc. of the sprayers get worn off. These parts should be checked and they should be replaced if necessary. The sprayers must be checked for the sustainable agriculture. Instead of the farmers special authorities should take the responsibility of this act. In European Union (EU), sprayers in use are inspected periodically. According to the member countries the periodicities of the inspections differ. The tests are done with both mobile and settled test stations with special testing equipment. In Turkey, agriculture is very important for economy. Nevertheless the application technology is not as improved as in EU. The inspection of sprayers in use has not been put in process in Turkey. In this study, the information will be given about the inspection of sprayers in use in some of the EU members and the current situation in Turkey is also evaluated. Keywords: Field Sprayer Test, Patternator, Nozzle Flow Rate, Pesticide, Application Technique

133 Introduction: Nowadays environment is one of the most important tasks. The environment includes all of the living and non-living things that surround the people. It includes the air, water, plants, soil and wildlife. Pesticides can be helpful in dealing with pests in our environment such as controlling harmful plant species that threaten native habitats but they have risks for the environment too, especially when they are used improperly (Anonymous, 2014a). Pesticides control thousands of weed species, harmful insects and plant diseases that damage crops. The major benefits of pesticides are increasing food production, decreasing the cost of food and consumer’s benefits. Up to 40 percent of the world's potential crop production is being lost annually because of the effects of weeds, pests and diseases. These crop losses would be doubled if existing pesticide uses were abandoned. Without using pesticides food production would decline, many agricultural products would be in short supply and prices would increase. Pesticides allow consumers to consume high-quality products that are free of insect blemishes and contamination (Anonymous, 2014b).

The inspection of the sprayers in use: Pesticides cannot be applicable alone. The spraying equipment has significant effects on the spraying quality. Not only the sprayer’s quality but also the inspection of it, is important. Inspection of sprayers in use has started in members of EU many years ago. In the beginning the voluntarily inspections were done. After many years the inspections started to be done mandatory in some of the member countries. Gil (2007) announced that compulsory inspection of sprayers currently in use can be a useful measure to achieve better control of Plant Protection Products (PPP). The three most important reasons for the inspection are the reduction of the risk to the environment through pesticides, optimum plant protection using the least amount of plant protection product possible and the safety of inspection staff (Ganzelmeier and Wehmann, 2004).

134 In 2004 some of EU countries held a workshop about the inspection of the sprayers in use. The Standardised Procedure for the Inspection of Sprayers in Europe (SPISE) Working Group was established during the first SPISE workshop 2004. In that workshop the participants welcomed the thought that a working group should work on further steps for the harmonization and mutual acceptance of equipment inspections and should prepare a second European SPISE-Workshop (Anonymous, 2014c). The inspection of sprayers, which means the periodic inspection of sprayers in use, was the theme of the first European workshop (2004), which took place at the Federal Biological Research Centre for Agriculture and Forestry (BBA) in Braunschweig. The aim for the workshop was the publication of a European norm, in which the technical requirements for the inspection of field and air-assisted sprayers for bush and tree crop was determined for the whole of Europe. This is seen as an important component in the harmonisation of sprayer inspections in Europe. The aim of the workshop is to introduce this new standard to all the European Member States and candidate countries and to promote its implementation to create a reliable sprayer inspection of high technical quality. Since in addition to countries such as Germany, Belgium, the Netherlands and Poland – which introduced a compulsory inspection for sprayers several years ago – other Member States and candidate countries are discussing and preparing themselves for the introduction of sprayer inspections (Ganzelmeier and Wehmann, 2004). After the first SPISE workshop was organized, in 2007 the second, in 2009 the third, in 2012 the fourth SPISE workshops were held. There are two main EN standards for the inspection of the sprayers. EN 13790-1:2003-Agricultural machinery: Sprayers-Inspection of sprayers in use field crop sprayers. BS EN 13790-2:2003-Agricultural machinery: Sprayers. Inspection of sprayers in use air-assisted sprayers for bush and tree crops.

According to these standards the inspection of the sprayers in use is being done. In these standards the nozzles, flow rates, uniformity of

135 cross-distribution, manometer accuracy, pumps capacity, regulators, filters, agitators, pipes, are tested. The concepts of the tests are; Inspection= investigation by eye, Function test= running the machine to simulate the usage, Measurement= measure some items by using special equipment (Osteroth, H.-J., 2009).

A survey was done for the SPISE 4 workshop (Wehmann, 2012). In this survey questions were answered by 27 test centers in EU. The questions are; the number of sprayers in use, the kind of inspection (mandatory, voluntary, experimental state or no inspection), the number of inspections carried out in the years 2004-2006, 2006- 2008 and 2009-2010, the inspection interval, the average inspection costs, the procedure for brand new sprayers, the indication by stickers, what to do with sprayers where a defect is stated. In table 1 the number of field sprayers in use and number of field sprayers inspected (average 2009-2010) in some of the EU members are shown. According to the countries the inspection of sprayers were done by the different local authorities. Responsible centers for implementing the inspection systems are shown below. Austria: Bundesministerium Für Land und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft (BMLFUW) Belgium: Federal Agency for the Safety of the Food Chain Czech Republic: The Ministry of Agriculture Denmark: Ministry of Agriculture and Ministry of Environment France GIP PULVES Germany: Federal Ministry of food, Agriculture and Consumer Protection/The Julius Kühn Institut Italy: ENAMA/DEAIFA technical workgroup Lithuania: State Plant Protection Service under Ministry of Agriculture Poland: The authority of the state: among others: Plant Health and Seed Inspection Slovakia: Agricultural Technical and Testing Institute (in Rovinka),

136 Central Controlling and Testing Institute in Agriculture (in Bratislava) Slovenia: Phytosanitary Administration RS The Netherlands: Dutch Ministry of Agriculture United Kingdom: National Sprayer Testing Scheme for the UK

Table 1. Number of field sprayers in use and number of field sprayers inspected (average 2009-2010) in some of the EU Members (Wehmann, 2012). Number of sprayers Number of Countries inspected sprayers in use (average 2009-2010) Austria 40.000 7.000 Belgium 18.300 5.842 Czech Republic 7.163 1.419 France 150.000 14.650 Germany 130.200 66.095 Italy 200.000 3.660 Netherlands 12.347 4.144 Norway 16.000 1.950 Poland 306.777 49.610 Spain 70.000 439 Sweden 19.000 1.250

In the table 2, in Netherland and Germany the first voluntarily tests were started in 1976. In Czech Republic, Austria and Sweden voluntarily tests were started in 1980, 1987 and 1983 respectively. In Germany and Czech Republic, after 17 years later the tests became mandatory. In Netherland after 21 years later the tests became mandatory. Many countries in the table are going to make the inspections mandatorily in the future. As it is understood from the table 2 the voluntary to mandatory process did not happen in a short time. In table 3, inspection period and the average inspection cost for some EU members are shown. According to table 3, the inspection interval varies from 1 to 5 years. Although the average interval of inspections is around 3 years, it will be difficult to come to a harmonized interval for all the member states (Ganzelmeier, 2009). The inspection costs are not same in every country. The cost of the

137 tests depends on the sprayers’ sizes, specifications and conditions of the countries. For example it is reported that the majority of the costs (over 80%) are personnel costs in Norway.

Table 2. The beginning year of mandatory and voluntarily inspections and situation for brand new sprayers’ inspection (Wehmann, 2007).

Do Brand Inspections Will be Voluntary new sprayers Countries mandatory mandatory from have to be from from inspected? Austria - - 1983 no Belgium 1995 - 1989 yes Czech 1997 - 1980 no Republic France - 2009 1990 yes Germany 1993 - 1976 yes Italy 1999-2001 - 1988-2006 yes Norway 2006 - 1991 yes Spain - 2010 1990 no Sweden - - 1987 no The 1997 - 1976 yes/no Netherlands United - - 1997 yes Kingdom

Table 3. Inspection period and the average inspection cost for some EU members (Wehmann, 2012). After how many years Average inspection the inspection must be cost (Euro) Countries repeated? from…to… Belgium 3 70-160 Czech Republic 5 100-350 Germany 2 60-400 Italy 2 to 5 40-150 Netherlands 3 150-225 Norway 5 200-350

138 Agriculture in Turkey: The area of Turkey is 783.562 km2. Turkish arable land is around 19.1 Million ha (Topraksu, 2012). On many parts of these fields polyculture production is done. Turkey is a major producer of grain, cotton, tobacco, grapes, sunflower, apple, fig, hazelnut, grape, apricot, citrus, tomato and tea. In the agriculture sector, the value of crop production is 57%, and the rest is animal products, forestry and fisheries. Another characteristic of Turkish agriculture is the small farm size. There are just over 4 million farm households in Turkey. 67% of these farms have between 0.1-5 hectares of field area, while only 33% of households own more than 5 hectares. Farm output therefore remains low in comparison to the potential of Turkey and farmers' average income is also low (Anonymous, 2014d). Current situation of inspections in Turkey: There are around 4 million agricultural enterprises in Turkey. According to data of 2013, the number of the sprayer in use is around 400.000 pieces (Table 4). To make the inspections of all these sprayers a well-designed organization is needed.

Table 4. Number of sprayers in 2003 and 2013 (Turkish Statistical Institute, 2013). Type Numbers in 2003 Numbers in 2013 Knapsack sprayer 580.927 612.626 Duster 50.952 33.632 Pto driven sprayer 229.497 312.651 Engine driven sprayer 72.618 80.457 Atomizer 103.812 116.789

In Turkey the registration of the sprayers is done by TAMTEST (Head of Test Center for Agricultural Machinery). TAMTEST is located in Ankara which is capital the city of Turkey. This center is related to the Republic of Turkey Ministry of Food, Agriculture and Livestock. In TAMTEST not only the domestic manufactured sprayers but also the imported sprayers are tested and authorizations are done. The tests are done in 2 steps. In the

139 first step laboratory tests and in the second step practical tests are done. In the center there are many test benches. In these benches rated speed, pressure, nozzle characteristics, droplet size, pump capacity are tested. On the other hand in this ministerial center, only the brand new sprayers and nozzles are tested according to the EN and ISO standards. TAMTEST is the only authorized body by the Turkish Government.

Apart from the workshops which were done in EU, another meeting was held in 2010. The participants of this meeting were authorized personnel of related departments of the Universities, TAMTEST, Turkish Standards Institution (TSE), General Directorate of Food and Control and General Directorate of Agricultural Researches and Policies (TAGEM). According to the final report of this meeting, it was mentioned that, the inspection of the sprayers is a very important process and it should be started in the near future. First a working group must be constituted. The members of this working group are the officials from Ministry of Food, Agriculture and Livestock, TAGEM, TAMTEST, TSE, Universities, Ministry of Science, Industry and Technology, Ministry of Environment and Urban Planning and Ministry of Health. This working group will play important role for the legal regulations. The inspections should be done by the authorized test stations which have suitable testing equipment. The farmers should be motivated positively in terms of the inspection prices. For this reason a fund should be created by Ministry of Food, Agriculture and Livestock.

Conclusion The inspection of sprayers is a very important issue. In 2020 all the countries in the EU is going to be doing these tests mandatorily. All the countries had enough experiences about the inspections. The main parts of the regulations have already been agreed. In the near future all types of sprayers are going to be tested in EU. Turkey is coming behind the EU. On the other hand ISO-13790-1 and 2 were already controlled by many working groups and were developed according to the feed backs from the test centers. The test procedure

140 for the sprayers in use is in Turkey’s future plans. Not only the researchers but also the government is supporting this process. In a few years the tests must be started in Turkey because of EU standards and environmental factors.

References: 1. Anonymous, 2014a. http://npic.orst.edu/envir/ 2. Anonymous, 2014b. http://www.croplifeamerica.org/crop-protection/benefits 3. Anonymous, 2014c. http://www.jki.bund.de/en/startseite/themenportale/ inspection-of-sprayers-spise.html 4. Anonymous,2014d.http://www.newag.info/en/country/profile.php?a=878 5. Ganzelmeier, H., 2004. European standard EN 13790 - The Basis for Sprayer Inspections in Europe. First European Workshop on Standardised Procedure for the Inspection of Sprayers in Europe SPISE , Braunschweig, Germany, 27-29 April, 2004 : 24-42 6. Ganzelmeier, H., Wehmann, H.-J., 2004. First European Workshop on Standardized Procedure for the Inspection of Sprayers in Europe - SPISE - booklet 397 "Mitteilungen aus der Biologischen Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft". 7. Ganzelmeier, H., Wehmann, H.-J., 2009. Session 1: Inspection at Regular Intervals – Inspection of New Equipment (according article 8/1 and 8/2) Introduction paper 53 Third European Workshop on Standardised Procedure for the Inspection. 8. Gil, E., 2007. Applied Engineering in Agriculture. 23(1): 49-56. (doi: 10.13031/2013.22330) @2007 9. Osteroth, H.-J., 2009. EN 13790 as a Basic for Inspection of Pesticide Application Equipment (PAE) Functioning Similar to Field Crop and Air-assisted Sprayers. Third European Workshop on Standardised Procedure for the Inspection of Sprayers - SPISE 3 -, Brno, September 22-24, 2009, pp. 97-101. 10. Sönmez, B., 2012. Tarım Arazilerinin Sürdürülebilir Kullanımı Çalışma Grubu Taslak Raporu, Onuncu Kalkınma Planı (2014-2018), s. 71. 11. Wehmann, H.-J., 2007. Actual Survey About Inspection of Sprayers in the European Countries. Second European Workshop on Standardised Procedure for the Inspection of Sprayers in Europe. SPISE-2 Straelen, Germany, April 10-12, 2007. pp. 22-28. 12. Wehmann, H.-J., 2012. Actual Survey on the Actions of the Countries in Europe to Implement the Inspection System of Sprayers Concerning the Directive 2009/128/EC. Fourth European Workshop on Standardised Procedure for the Inspection of Sprayers in Europe. SPISE-4 Lana, Italy, March 27-29, 2012. pp. 50-58.

141 Witaszek Kamil, Pilarski Krzysztof

Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

Rozwój technologii zmniejszających uciążliwość produkcji zwierzęcych

The development of technology to reduce nuisance animal production

Summary The European Union is implementing increasingly rigorous legal standards in agriculture. An example of such standards is Directive 2006/12/EC of 5 April 2006 on waste. Based on this directive, Poland established the Law of 14 December 2012 on waste. During the breeding of pigs and cattle are produced an enormous amount slurry and manure. Regarding to slurry and manure, there are two ways of management that reduce their nuisance odors. Composting and biogas production are includes in the methods for management of swine and cattle manure and slurry. Also, Poland is one of the largest poultry producers in Europe, more than 112 million units of poultry per year (CSO data for 2012). There are several methods for manage chicken manure and litter: biogas production, “forced aeration” or intense aeration, composting or electro remediation of chicken litter. Using these methods, the emission of gases such as ammonia, hydrogen sulfide, methane and nitrous oxide to the atmosphere is limited. This allows producers to act according to the rules and to generate, in the biogas production scenario, additional incomes from the sale of electricity and heat, and in the composting scenario, to produce valuable fertilizer.

142 Streszczenie Wspólnota Europejska wdraża coraz bardziej rygorystyczne normy prawne w rolnictwie. Przykładem takich norm jest dyrektywa 2006/12/WE z dnia 5 kwietnia 2006 r. w sprawie odpadów. Na podstawie tej dyrektywy w Polsce powstała ustawa z dnia 14 grudnia 2012 r. o odpadach. Podczas hodowli trzody chlewnej i bydła powstaje znaczna ilości gnojowicy i obornika. Jeśli chodzi o gnojowicę i obornik można wymienić dwa sposoby ich zagospodarowania, które zmniejszają uciążliwość odorową. Do metod zagospodarowania gnojowicy oraz obornika bydlęcego czy też świńskiego zaliczamy kompostowanie oraz biogazownie. Polska jest jednym z największych producentów drobiu w Europie, ponad 112 mln sztuk drobiu (dane GUS na 2012 rok). Wyróżniamy kilka metod zagospodarowania obornika oraz pomiotu kurzego: biogazowanie, „forced aeration" czyli intensywne napowietrzanie, kompostowanie oraz elektroremediacja pomiotu kurzego. Poprzez zastosowanie tych metod ograniczamy emisje do atmosfery takich gazów jak amoniak, siarkowodór, metan oraz podtlenek azotu. Pozwala to producentom na działanie zgodnie z ustawą oraz na generowanie, jak w przypadku biogazownia, dodatkowych przychodów z tytułu sprzedaży energii elektrycznej i ciepła, a w przypadku kompostowania pozwala na wyprodukowanie wartościowego nawozu.

Wstęp Wspólnota Europejska wdraża coraz bardziej rygorystyczne normy prawne w rolnictwie. Przykładem takich norm jest dyrektywa 2006/12/WE z dnia 5 kwietnia 2006 r. w sprawie odpadów. Na podstawie tej dyrektywy w Polsce powstała ustawa z dnia 14 grudnia 2012 r. o odpadach. Nowe normy prawne określają metody zagospodarowania odpadów, które służą ochronie środowiska, życia i zdrowia ludzi oraz zapobiegają negatywnemu wpływowi na środowisko, a co najważniejsze na zdrowie i życie ludzi, które wynikają z wytwarzania odpadów. Dzięki tej ustawie nastąpił rozwój technologii zagospodarowania odpadów, a zwłaszcza nawozów organicznych powstających przy produkcji zwierzęcej.

143 Do takich nawozów zaliczamy: obornik, gnojowice świńską i bydlęcą, pomiot oraz obornik kurzy. W dalszej części pracy zostaną przedstawione alternatywne metody zagospodarowania odpadów powstających przy produkcji zwierzęcej. Warto także wspomnieć o ustawie antyodorowej, która na chwile obecną nie jest wprowadzona w życie, ale gdy tak się stanie, to wtedy każdy producent trzody chlewnej czy bydła będzie musiał zapłacić podatek od emisji metanu, co wpłynie na podniesie kosztów hodowli i produkcji zwierzęcej.

Metody zagospodarowania nawozów organicznych

Nawozy organiczne powstające przy hodowli trzody i bydła. Podczas hodowli trzody chlewnej i bydła powstają znaczne ilości gnojowicy i obornika. Gnojowica jest mieszanką odchodów zwierzęcych i wody używanej podczas mycia instalacji, jak również paszy i niewielkich ilości słomy, w której średnia zawartość suchej masy wynosi od 5% do 10%. Natomiast obornik jest to mieszanka odchodów i słomy o zawartości suchej masy około 25%. Według ustawy nawozy te są traktowane jako odpad i muszą zostać odpowiednio zagospodarowane. Jeśli chodzi o gnojowicę i obornik można wymienić dwa sposoby jej zagospodarowania, które zmniejszają uciążliwość odorową. Pierwsza z metod jest metoda R3 czyli kompostowanie i inne biologiczne procesy przekształcania np. napowietrzanie, ozonowanie. Dzięki kompostowaniu ograniczamy emisję metanu oraz podtlenku azotu do atmosfery. Drugą metodą jest biogazownie gnojowicy oraz obornika. Gnojowica bydlęca jako substrat biogazowy charakteryzuje się dość małą wydajnością biogazową rzędu 25-30 m3/t św.m., natomiast gnojowica świńska posiada większą wydajność biogazową dochodząca nawet do 70 m3/t św.m. Spowodowane jest to tym, że gnojowica bydlęca jest już wstępnie przefermentowana w żołądku krowy. Mimo tako małych wydajności biogazowych gnojowica jest wykorzystywana jako wsad do biogazowni, ponieważ świetnie sprawdza się jako substrat rozcieńczający mieszaninę biogazową, dlatego często stosuję się ją

144 wraz z substratami roślinnymi o znacznej zawartości suchej masy (kiszonka z kukurydzy, sorgo). Do metod zagospodarowania obornika bydlęcego czy też świńskiego również zaliczamy kompostowanie oraz biogazownie. Dzięki kompostowaniu uzyskujemy nawóz o większej zawartości materii mineralnej niż gdybyśmy bezpośrednio rozwieźli świeży obornik na pole. Do procesu kompostowanie rolnicy stosują zarówno drogie specjalistyczne maszyny tzw. aeratory pryzm jak również proste i tanie rozrzutniki obornika. Obornik jako substrat biogazowy osiąga większe wydajności biogazowe na poziomie 60-90 m3/t św.m., ale ze względu na słomę zawarta w oborniku czas przebywania wsadu w komorze fermentacyjnej jest dłuższy niż w przypadku gnojowicy i może w skrajnych przypadkach osiągnąć 50-60 dni. Dzięki kompostowaniu oraz biogazowniu ograniczamy emisję metanu oraz podtlenku azotu do atmosfery, głównych gazów odpowiedzialnych za efekt cieplarniany. Nawozy organiczne powstające przy hodowli drobiu. Polska jest jednym z największych producentów drobiu w Europie, ponad 112 mln sztuk drobiu (dane GUS na 2012 rok). Wiąże się to z produkcją ogromnej ilości obornika oraz pomiotu kurzego, które należy zagospodarować. Pomiot kurzy to mieszanina odchodów, piór i paszy o zawartości suchej masy około 30 %, natomiast obornik kurzy to mieszanka odchodów, piór, paszy oraz słomy o zawartości suchej masy na poziomie około 35%. Wyróżniamy kilka metod zagospodarowania obornika oraz pomiotu kurzego: biogazowanie, „forced aeration" czyli intensywne napowietrzanie, kompostowanie, oraz elektroremediacja pomiotu kurzego. W przypadku biogazownia pomiotu oraz obornika kurzego bardzo ważne jest określenie zawartości azotu amonowego w wsadzie. Azot amonowy (czyli rozpuszczona forma amoniaku do postaci NH4+) jest inhibitorem, który hamuje proces wytwarzania biometanu. Amoniak inhibituje proces fermentacji metanowej od stężenia 2,7 g/kg roztworu, a gazowy amoniak (NH3) od poziomu 0,15 g/kg. Stężenie takie występuje przy rozcieńczeniu pomiotu

145 od poziomu 6%. Wydajność biogazowa pomiotu wynosi około 130 m3/t św.m., przy rozcieńczenia pomiotu do poziomu 4%. W przypadku obornika wydajność ta kształtuje się na poziomie około 90 m3/t św.m., oraz charakteryzuje się długim czasem przebywania wsadu w komorze fermentacyjnej dochodzącym do 60 dni. Intensywne napowietrzanie oraz kompostowanie mają na celu zmniejszenie zawartości azotu amonowego w kurzeńcu, zachodzi ono dzięki dwóm niżej opisanym procesom: fizycznego procesu przekształcenia się rozpuszczonej formy azotu NH4+ w wilgotnym pomiocie do gazowego amoniaku NH3; biochemicznego przekształceniu rozpuszczonej formy azotu

NH4+ w azot organiczny dzięki działaniu bakterii tlenowych. Zastosowanie intensywnego napowietrzania oraz kompostowania są skutecznymi metodami aby usunąć znaczną część azotu amonowego (o prawie 50% w 48 h), podczas napowietrzania dochodzi do mineralizacji pomiotu, co czyni pomiot bardzo dobrym nawozem na pole. Jednak w wyniku mineralizacji pomiot nie nadaje się jako wsad do biogazowni, ponieważ znaczna część materii organicznej dostępnej dla bakterii anaerobowych została zamieniona na materie mineralną niedostępną dla tychże bakterii. Elektroremediacja pomiotu kurzego służy do eliminowania kationów ze środowiska wodnego dzięki wykorzystaniu różnicy potencjałów elektrochemicznych, przy użyciu pola elektrycznego.

Amoniak (NH3), w środowisku wilgotnym dysocjuje do formy amonowej posiadającej dodatni ładunek (N-NH4+). Forma amonowa z dodatnim ładunkiem może w łatwy sposób być usuwana z zastosowaniem procesu elektroremediacji. Wadą tej technologii jest to że oprócz azotu amonowego, zostają usunięte z roztworu również cenne mikro i makroelementy, które są wartościowymi substancjami dla bakterii metanogennych. Dlatego też technologia ta nie jest stosowana na szeroką skalę.

Podsumowanie Dzięki wyżej opisanym technologiom możliwe jest bezodorowe zagospodarowanie odpadów powstających przy produkcji i hodowli

146 zwierzęcej. Poprzez zastosowanie tych metod ograniczamy emisje do atmosfery takich gazów jak amoniak, siarkowodór, metan oraz podtlenek azotu. Pozwala to producentom na działanie zgodnie z ustawą oraz na generowanie jak w przypadku biogazownia, dodatkowych przychodów z tytułu sprzedaży energii elektrycznej i ciepła, a w przypadku kompostowania pozwala na wyprodukowanie wartościowego nawozu. Należy jeszcze zaznaczyć, że w przypadku wejścia w życie ustawy antyodorowej, metody te pozwolą na unikniecie przez producenta kar za emisję metanu do atmosfery.

Bibliografia

1. Dach J.; Kowalik I.; Zbytek Z. 2003 Koszty technologii kompostowania odpadów organicznych w pryzmach z zastosowaniem różnych maszyn, Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering, vol. 48 nr 2, 2003, str. 49-51. 2. Dach J., Kowalik I., Przybył J., Zbytek Z. 2003 Zasady kompostowania organicznych odpadów rolniczych i rolno-przemysłowych. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering, vol. 48 nr 1, str. 16-19. 3. Dach J., Sęk T. 1999 Badania eksploatacyjne aeratora do kompostowania obornika w pryzmach. Inżynieria Rolnicza 5, 299-304. 4. Dach J., Zbytek Z., Myczko A. 2002 Badania tlenowej i beztlenowej technologii kompostowania obornika. Inżynieria Rolnicza. 5 (38), 279-286. 5. Dach J. Jakość gnojowicy: od czego zależy? Instytut Inżynierii Rolniczej UP w Poznaniu. 6. KTBL, 2005 Biogaz. Produkcja. Wykorzystywanie. Ss. 190. 7. Amon T., Amon B., Kryvoruchko V., Zollitsch W., Mayer K., Gruber L. 2007 Biogas production from maize and dairy cattle manure—Influence of biomass composition on the methane yield. Agriculture, Ecosystems & Environment, Volume 118, Issues 1-4, January 2007, Pages 173-182. 8. Główny urząd statystyczny. Zwierzęta gospodarskie w 2012 r. Informacje i opracowania statystyczne. Warszawa 2013. 9. Abouelenien F., Fujiwara W., Namba Y., Kosseva M., Nishio N., Nakashimada Y. 2010. Improved methane fermentation of chicken manure via ammonia removal by biogas recycle. Bioresource Technology. Vol. 101, 6368–6373. 10. Huanga G., Wangb X., Hana L. 2011. Rapid estimation of nutrients in chicken manure during plant-field composting using physicochemical properties. Bioresource Technology. Vol. 102, Issue 2, 1455–1461. 11. Ustawa z dnia 14 grudnia 2012 r. o odpadach.

147 Wójcik Jagoda, Sałaga Weronika, Wójcik Izabela

University of Life Sciences in Lublin Faculty of Production Engineering Department of Technology Guardian Sc.D. Marek Ścibisz

Photovoltaic cell applications in Energy production

Introduction Advances in technology and techniques greatly influenced the development of "green - energy " . For this type of renewable energy the use of solar radiation should be used. In this case, for example, photovoltaic cells are used . The first mention of the creation of photovoltaic cells appear approximately in the half of the nineteenth century. Then first observed the photovoltaic effect and work began on its use in practice. The principle of operation is based on the use of solar radiation , hence the English name of the photovoltaic cell - " photovoltaic objective " or " photo " - light and " voltaic " - electricity and " objective " - link [ 3]. Currently, photovoltaic systems are now so widespread that use it not only power plant use them but also individual customers , such as agriculture . With photovoltaic panels farm far away from the electricity grid can hold a source of electricity and heat .

148 The construction and use of photovoltaic installations.

Fig. 1 Installation of photovoltaic [4]

Each installation (Fig. 1) should contain at least one photovoltaic panel, but the number could be much higher, which depends on the demand for energy. For example, solar power systems are composed of even a few hundred panels. In addition to the photovoltaic power system object into electricity includes a charge controller, battery (battery pack) and the DC / AC. We distinguish several applications of photovoltaic installations. The first and most encountered in the absence of access to the electricity grid is the installation of stand-alone (autonomous). Its wide use can be seen in the road infrastructure (street lamps, road signs, etc.). Another type of system is connected to a network. It allows you to provide directly to the energy produced from PV in whole or only its surplus after use, such as in the household. Another type is the installation of a "back - up". It is used to ensure continuity of supply voltage failure in the power grid. The length of time depends on the operation panel and the quantity of the energy storage system. In such a system each boiler should be provided to ensure the continuity of the pumps and the heating control.

149 Photovoltaic systems are also part of hybrid systems. Hybrids combine several different energy sources, such as PV, wind turbines, hydroelectric. Hybrids are the most efficient systems and allow complete independence from the supply network [5]. Construction and types of photovoltaic cells The best-known and most widely used photovoltaic panels are silicon: monocrystalline and polycrystalline (Fig. 2). Apart from them, there are still selenium and silicon thin film. Currently, in the course of laboratory tests are still dye and polymer cells. The efficiency of the cells most commonly used on farms and solar power plants is about 15% -18%. The entire photovoltaic industry for the purpose of mass is based on the cell poly-and monocrystalline. The main advantages of these technologies are able to use well-developed semiconductor industry (microelectronics), very high conversion efficiency of solar radiation, simplicity and stable operation. However, they have their disadvantages. First of all, they are relatively thick for their manufacture and consumes a large amount of base material. Moreover, they have limited size and have to be combined, and thus are not integrated modules [1].

Fig.2 Monocrystalline and polycrystalline cells silicon [4]

Monocrystalline silicon cells made from the plates are rounded, and then trimmed to a square in order to increase the packing on the surface of the module. Monocrystalline solar cells have the highest

150 conversion efficiency of all silicon cells, but also are the most expensive to produce. Polycrystalline silicon cells are made of large rectangular blocks of silicon produced in special furnaces to allow initiate growth of a polycrystal with large grains. These blocks are cut into rectangular tiles. Polycrystalline cells are less energy efficient than monocrystalline, but their production cost is lower than [1].

Operation photovoltaic cell What is it like that in photovoltaic cell an electric current is generated? Let's start with what happens when light falls on the cell. They three situation can happen. The first followed by the reflection of light from the cell. This is especially the case where the light does not impinge perpendicularly to the surface of the device. The second situation is the rays penetrate through the silicon. And the third, which is most important for us is the absorption of light by silicon. A semiconductor wafer contained in the cell has the potential barrier, the so-called. typically p-n junction. Knocks electrons incident light, a part where the most (n - negative) to form a hole that is also a positive charge. At the time of separation of the electrical charges move relative to each other by a barrier (Figure 3), which causes current to flow in photovoltaic cell [7].

Fig.3 Absorption of light by photovoltaic [own performance[7]]

Solar radiation is the energy flux, which "drives" photovoltaic. It should be noted that not every ray reaches the photovoltaic panel. In the "ideal" direct radiation is used. Panels also goes rays reflected or scattered (Fig. 4). If a ray of sunlight breaks through the clouds or

151 smog (eg Silesia), then the rays are scattered or reflected. In the case of the reflected rays we have to deal with various obstacles they encounter on their way [6].

Fig.4 Solar radiation [own performance[3]]

Tests and measurements The research was conducted in 2003 at the University of Sciences in Lublin in the Department of Fundamentals of Technology, st. Experimental. Exposure conditions were very close to the average household in the area of Lublin. In order to assess the solar energy resources automatic system was used for measuring solar [2]. The main component of the test was monocrystalline silicon photovoltaic cell operating in a short circuit. Through the transmitter I / V short-circuit current in the form of voltage signal was transmitted to the measuring card, and then to the computer, where it was analyzed and recorded. Diagram of the measuring system shown in Figure 5.

Fig.5 Diagram of the laboratory: 1 - photovoltaics, 2 - transmitter, 3 - card measuring 4 - computer software [2]

152 The read of radiation were made every 10 minutes. The results were transferred to a spread sheet, which allowed them to present in the form of a table or a chart. This second form of presentation of research results applied to Fig.6.

Fig.6 Graph of the average intensity of solar radiation at particular times of 2003 years [own performance [2]]

The graph shows significant differences occurring between the intensity of solar radiation in winter and summer. It is very characteristic of our climate, mainly related to the geographical location and the angle of incidence of solar radiation. In countries closer to the equator, these characteristics are much less varied, although the rainy season can be distinguished from the dry season (the intensity of solar radiation is similar, while changing the number of days of sunshine, ie. Insolation). Chart-averaged solar radiation (Fig. 7) in our climate change presents regularly throughout the day. Although the characteristics of seasons were significant differences in the intensity of solar radiation, this chart reflects the overall average of the changes. The graph shows that the intensity smoothly increases from 5 am until 12 to 13, and then again decreases smoothly until the hour of greatest intensity of radiation 20 enters in the afternoon, and then there is also the most efficient operation of the photovoltaic cell.

153

Fig.7 Averaged intensity of solar radiation in 2003 [own performance, [2]]

Summation These results argue effective possibility use of photovoltaic cells not only in solar power, but also on farms. Conducted continuously research for improved solar energy conversion efficiency of photovoltaic panels and to improve the efficiency of their production with a reduction in investment costs of solar installations, and to receive from their increasingly large amounts of energy. If used on the farm photovoltaics, solar, biomass and other renewable energy farm could be self-sufficient. In addition, it would allow for the protection of our environment from the numerous pollutants flowing from the combustion of fossil fuels in traditional stoves.

154 References:

1. Stryczewska H.D. , 2012. Renewable energies: a review of technologies and applications. Lublin. Lublin University of Technology. ISBN 978-83-62596-84-3 2. Ścibisz M., 2006. Possibilities of using solar energy farms Lublin Province. Agricultural Engineering. No. 13 (88). pp. 437-442. 3. Photovoltaic cells - clean energy. In 2014. Access: http://www.ogniwafotowoltaiczne.pl 4. The Foundation for Clean Energy. Diagram of a photovoltaic installation. In 2014. Access: http://fundacjaenergia.pl 5. Centre for Renewable Energy. Photovoltaic cells. In 2014. Access: http://www.ekodemet.pl 6. A good sign. Terms of insolation in Poland. In 2014. Access: http://gazeta- dobryznak.pl 7. Globe energy. Photovoltaics. Construction and operation of a variety of photovoltaic cells. In 2014. Access: http://globenergia.pl

155