Prethodnopriopćenje–Preliminary note
Nova meh. šumar. 36(2015) 53
Učinkovitost mehanizirane izrade kratko
rezanoga i cijepanoga ogrjevnoga drva
Dinko Vusić, Željko Zečić, Mladen Smetko
Nacrtak – Abstract
Unatoč velikoj potrošnji kratko rezanoga i cijepanoga ogrjevnoga drva u Europi, proveden je rela tivno malen broj usporednih istraživanja proizvodnosti i troškova rada strojeva za izradu kratko rezanoga i cijepanoga drva te kakvoće proizvedenoga ogrjevnoga drva.Radi utvrđivanja učinkovitosti mehanizirane izrade kratko rezanoga i cijepanoga ogrjevnoga drva strojem Binderberger SSP 450 E primijenjena je protočna metoda kronometrije. Utvrđeni su radni zahvati efektivnoga vremena i prekidi rada te izmjereni utrošci vremena i ostvareni učin ci. Višestrukom regresijskom analizom istražena je ovisnost utrošaka vremena pojedinih rad nih zahvata o dimenzijama (duljini i srednjem promjeru) obloga energijskoga drva. Konstruiran je model za izračun proizvodnosti (na razini efektivnoga vremena) izrade kratko rezanoga i cijepa-noga ogrjevnoga drva na temelju signifikantnih utjecajnih parametara. Učinkovitost je vrednovana i s obzirom na kakvoću proizvoda sukladno normama za čvrsta biogoriva (HRN EN ISO).Modelom za izračun proizvodnosti mehanizirane izrade kratko rezanoga i cijepanoga drva u du ljinama 25 cm, konstruiranim na temelju rezultata istraživanja, moguće je odrediti proizvod-nost za različite duljine i promjere obloga energijskoga drva hrasta kitnjaka. Model prepoznaje utje caj duljine obloga drva na utrošak vremena potrebnoga za radni zahvat prerezivanjeicijepanje te na povećanje količine konačnoga proizvoda po komadu obloga energijskoga drva. No, istraživanjem nije utvrđen utjecaj promjera obloga energijskoga drva na utrošak vremena potreb-noga za radni zahvat prerezivanjeicijepanje, već model iskazuje samo pozitivan utjecaj prom-jera na povećanje količine konačnoga proizvoda po komadu obloga energijskoga drva.Prostor za značajno povećanje kakvoće, a time i cijene proizvedenoga ogrjevnoga drva nalazi se u optimizaciji prirodnoga prosušivanja sirovine radi dostizanja 25 % i manje sadržaja vode, odnosno zadovoljavanja propisa razreda kakvoće A1 i A2 prema HRN EN ISO 172255:2014. No, tre ba imati na umu da je proces prirodnoga prosušivanja zahtjevan s obzirom na dulje razdoblje vezivanja kapitala i veće logističke napore u cjelokupnom proizvodnom sustavu.Rezultati istraživanja i izazovi uočeni tijekom njegova provođenja upućuju na nužnost detaljni-jega snimanja i analize radnoga zahvata prerezivanjeicijepanje te planiranja pokusa s ulaznom sirovinom različite kakvoće (s obzirom na zakrivljenost i pojavnost kvrga) i sirovinom sortiranom na debljinske i razrede duljine.Proizvodne količine i vrijednost kratko rezanoga i cijepanoga ogrjevnoga drva traže dodatna is traživanja proizvodnosti različitih strojeva za izradu kratko rezanoga i cijepanoga ogrjevnoga drva te kakvoće proizvedenoga ogrjevnoga drva, kao i analize troškovne pogodnosti cjelokup-noga lanca dobave.
Ključne riječi: ogrjevno drvo, proizvodnost, prerezivanje i cijepanje, duljina, promjer, kakvoća proizvoda
1. Uvod – Introduction
Posljednjedesetljećedonijelojevelikepromjenenaeuropskomtržištuenergijskogadrva.ObvezezemaljačlanicaEuropskeunijedefiniranenacionalnimakcijs
kimplanovimazaobnovljivuenergijumobilizirajuznačajne količine šumske biomase za proizvodnjunovihoblikačvrstihbiogoriva–drvnesječkeipeleta.No,ogrjevnodrvoutradicionalnomoblikujednometarskihcjepanicaioblica,najčešćeproizvedenosamoiz
D. Vusić i dr. Učinkovitost mehanizirane izrade kratko rezanoga i cijepanoga ogrjevnoga drva (53–62)
54 Nova meh. šumar. 36(2015)
radom,jošjeuvijeknajznačajnijienergentzaproizvodnjutoplinskeenegijeururalnimpodručjimaRepublikeHrvatske(RH).Strukturaplanaprodajeenergijskogaiceluloznoga
drvaizdržavnihšumaRHza2014.godinupokazujedase86%udjelauukupnimproizvedenimkoličinama(2518×103m3neto)namjeravaiskoristitikaoenergijskodrvo(zakućanstva,preraduukratkorezanoicijepanodrvo,proizvodnjupeleta,uporabuukogeneracijskimpostrojenjimaiproizvodnjudrvnogaugljena).Udržavnimšumama(kojezauzimaju78%ukupnešumskepovršineRH)značajnesekoličinejednometarskogaogrjeva(10godišnjiprosjekod718×103m3neto/god.)idaljeproizvodekaoposljedicasocijalnoekonomskihčimbenikaiodsutnostiozbiljnijepotražnjezadrvnomsječkom na domaćem tržištu (Vusić i Đuka 2015).Osimtradicionalnoganačinaproizvodnje,prodajeiuporabe jednometarskoga (i lokalno prerađenogavišemetarskoga)ogrjevnogadrva,posljednjihgodinavećibrojpoduzeća(113)započinjeproizvodnjukratkorezanogaicijepanogaogrjevnogadrva,uglavnomzaizvoz,aplaniranekoličineenergijskogadrvazapreraduunavedenimpoduzećimau2014.godiniiznosilesudo530×103m3netosamoizdržavnihšuma(Kuric2014).PremapodacimaDržavnogazavodazastatistiku(www.dzs.hr)uproteklihpetgodinaizvezenoje2162,5×103togrjevnogadrvaukupnevrijednosti1026648,8×103kn.Odukupno247,2×103togrjevnogadrvaizvezenogau2010.godini73%činilojekratkorezanoicijepanoogrjevnodrvosprosječnomcijenomod503kn/t.U2014.godiniukupnojeizvezeno659,5×103togrjevnogadrva;najvišeu Italiju (62%),zatimSloveniju(17%),Mađarsku(12%)iAustriju(8%).Unatočvelikojpotrošnjikratkorezanogaicijepano
gaogrjevnogadrvauEuropi,provedenjerelativnomalenbrojusporednihistraživanjaproizvodnostiitroškovaradastrojevazaizradukratkorezanogaicijepanogaogrjevnogadrva tekakvoćeproizvedenogaogrjevnogadrva(KärhäiJouhiaho2009).Većajeistraživačkapozornostusmjerenaproučavanjuproizvodnjeikakvoćenovogaproizvodaizpaletečvrstihbiogoriva–drvnoj sječki. Razlozi nedostatnoga istraživačkogaangažmanamoždaležeiučinjenicidaseizradaogrjevnogadrvasmatralajednostavnimpostupkommalenogapotencijalazaznačajnounaprjeđenje,štosvakako opovrgava velika varijabilnost proizvodnostistrojevazaizradukratkorezanogaicijepanogadrva(ManzoneiSpinelli2014)kojujesistematiziraoLindros(2008)natemeljudevetdostupnihobjavaurazdobljuod1986.do2004.godine.Predvišeodtridesetgodina(Tomičić1984)utvr
đenojedaproizvodnjaogrjevnogadrvauoblikujednometarskihcjepanicaioblica,zbogvisokogaudjela
niskomehaniziranihradnihzahvatacijepanjaislaganja,rezultiravisokimtroškovimarada,azbognegativnogautjecajamalenogaobujmapojedinogakomada,sukladnozakonuobujmakomada(Speidel1952),otežavaiučinkovituprimjenumehanizacijeuprimarnomtransportu.Navedeniproblemiriješenisuuspješnomprimjenomtehničkotehnološkihinovacijakojesuomogućilepostupnuzamjenuizradedrvaujednometarskomobliku izradomvišemetarskogaoblogadrvazaogrjev,industrijucelulozeipapirateindustrijudrvnihploča.UistomrazdobljuTereziniVinković(1983)utvrđujudaproizvodnjaogrjevnogadrvanaputu od panja do kupca apsorbira previše rada ipredlažunovatehnološkarješenjauobavljanjupotrebnogaradapriizradiogrjevnogadrvauvlastitojrežijištoracionalnije,vodećiračunaointeresupotrošača.Predlažuizradukratkorezanogaicijepanogaogrjevnogadrvanapomoćnomstovarištu,aosličnojpraksi,dodušeintegriranojuvisokomehaniziranisustavpridobivanjadrva,pišuiVisseridr.(2010).Osimtoga,TereziniVinković(1983)predlažuimehaniziranuizradukratkorezanogaicijepanogaogrjevnogadrvanacentralnimmehaniziranimstovarištima,štojeuRepubliciHrvatskojkrenulotekprijedesetakgodinauporabommodernihiučinkovitihnamjenskihstrojeva.Učinkovitostpreradeoblogaenergijskogadrvau
kratkorezanoicijepanoogrjevnodrvodefiniranaravnoutrošakvremenapojediniciproizvoda,alisvakakoikakvoćaproizvoda.Naime,kontrolakakvoćeusustavuproizvodnjeprijekojepotrebnaradiproizvodnječvrstogabiogorivanajboljemogućekakvoćesobziromnapostojećusirovinu,odnosnoradiizbjegavanjapreradevrsnesirovineučvrstobiogorivoslabekakvoće(Vusićidr.2014).Utrenutkukadatržišteikupcizahtijevajusvevećukakvoćukratkorezanogaicijepanogadrva,posebiceupogleduujednačenostidimenzija,vrstedrvaisadržajavode(KärhäiJouhiaho2009,Cavalliidr.2014),kontrolaiunaprjeđenjekakvoćepostajusastavnidioproizvodnogaprocesa,akakvoćakratkorezanogaicijepanogadrva,definirananormomproizvoda,postajeodlučujući čimbenikupostizanju zadovoljavajuće prodajne cijene koja ukonačnici,uzproizvodnost igodišnju iskorištenostkapacitetastrojazaizradu(KärhäiJouhiaho2009),po najprijeuvjetovanuraspoloživošćuadekvatnesirovineigraodlučujućuuloguutroškovnojpogodnostimehaniziranoganačinaizrade.Dabiseutvrdilaučinkovitostimehaniziraneiz
radekratkorezanogaicijepanogaogrjevnogadrva,postavljenojeistraživanjekojimsenamjeravaanaliziratiovisnostutroškavremenapojedinihradnihzahvataodimenzijama(duljiniisrednjempromjeru)oblogaenergijskogadrva,konstruiratimodelzaizračun
Učinkovitost mehanizirane izrade kratko rezanoga i cijepanoga ogrjevnoga drva (53–62) D. Vusić i dr.
Nova meh. šumar. 36(2015) 55
proizvodnosti izradekratko rezanoga i cijepanogaogrjevnogadrvanatemeljusignifikantnihutjecajnihparametara,aliivrednovatiučinkovitostsobziromnakakvoćuproizvodasukladnonormamazačvrstabiogoriva(HRNENISO).Budućidapostojirelativnomalenbrojznanstvenihobjavaotojtematici,posebiceuRepubliciHrvatskoj,podrobnaraščlambaproizvodnogaprocesatrebarezultiratiismjernicamabudućihistraživanjapredmetneproblematike.
2. Materijal i metode – Materialand Methods
Istraživanje je provedenou ljeto 2015. godine upogonuzaizradukratkorezanogaicijepanogadrvasmještenomuNovakimaPetrovinskimnedalekoodJastrebarskoga.Proizvodnisepogonsastojioddjelomičnoasfaltiranogastovarištaoblogaenergijskogadrvaprikladneveličine,natkrivenaprostoraukojemsenalazioistraživaniijošjedanstrojzaizradukratkorezanogaicijepanogadrvamanjegakapaciteta,dvahangaraukojimaseodvijaslaganjeogrjevnogadrvaupalete,apovremenosekoristeikaoskladišniprostor,otvorenaskladišnogaprostora,pilaneiprostorazaizradupaleta,radionicezaservisstrojeva,prostorijezaradnikeiupravnezgrade.Istraživanistrojzaizradukratkorezanogaicijepa
nogadrva,BinderbergerSSP450E,proizvodjeaustrijsketvrtke»Binderberger«,St.GeorgenamFillmannsbachnedalekoodSalzburga, koja osim strojeva zaizradukratkorezanogaicijepanogadrvaproizvodiiostalestrojeveiopremuzašumarstvo.BinderbergerSSP450E(osnovneznačajkeprikazaneutablici1)činetransportna traka zadopremuobloga energijskogadrva,uređajzaprepiljivanje(pilalančanica),hidrauličniklinasticjepač,transporterzakratkorezanoicijepanodrvo,elektromotor,kontrolnaiupravljačkajedinicateuređajzausisavanjepiljevine.Opremljenjeintegriranim sustavompodmazivanja lancapile lančanice ihidrauličnimzatezanjemlanca,amogućnostupravljanjastrojemjeautomatskailiručna.Proizvodniprocespočinjeodabiromprikladnih
komadaoblogaenergijskogadrvanastovarištupogona(vrstadrva,trajanjeprosušivanja,promjer,duljina),prijevozomviličaromi istovaromnautovarnurampu.Sutovarnerampebočnimtransporteromkomadseoblogaenergijskogadrvatransportiranatransportnutraku(slika1a),adaljetransportnomtrakomdouređajazaprerezivanje.Nakonfiksiranjavertikalnimklinomiprerezivanjanaželjenuduljinu(slika1b)hidrauličnimpotisnikomprerezanisekomadpomičeukomoruzacijepanjegdjegadrugihidrauličnipotisnikpotiskujekrozsječivo(slika1c).Istodobnospo
tiskivanjemkrozsječivonastavljasetransportpreostalogadijelaneprerezanogakomadaoblogaenergijskogadrvainjegovofiksiranje,anakontogaiprerezivanje.Istisepostupcismjenjujucijelomduljinompreostalogadijelaoblogaenergijskogadrva,anoviciklusizradenastavljasetransportomnovogakomadaoblogaenergijskogadrvanatransportnutraku.Svakinadolazećiprerezanikomadoblogaenergijskogadrvapotpunopotiskujeprethodnoizrađenekomadekratkorezanogaicijepanogadrvakrozsječivonatransporterzakratkorezanoicijepanodrvo(slika1d).Nakonutovarauprijevoznosredstvokratkorezanoicijepanodrvoprevoziseudiopogonagdjeseobavljasortiranjeislaganjeupalete.Prilikomistraživanjaizrađivanisukomadikratko
rezanogaicijepanogadrvauciljanimduljinamaod25cm,acijepanjejeobavljenofiksnimnožemsosamsječiva(slika1c).Sirovinuzaproizvodnjukratkorezanogaicijepanogadrvačinilojeobloenergijskodrvohrastakitnjaka(Quercus petraea/Matt./Liebl.).Komadioblogaenergijskogadrvaodabranisunasumično,bezrazvrstavanjanadebljinskeirazrededuljine.Duljinakomadaograničenajenašestmetarasukladnodimenzijamaulaznerampe.Tijekomistraživanjastrojem je rukovao iskusan
radnik,asampostupaksnimanjanijeometaoredovituproizvodnju.Istraživanje proizvodnosti mehanizirane izrade
kratkorezanogaicijepanogaogrjevnogadrvastrojem
Tablica 1. Osnovne značajke stroja Binderberger SSP 450 ETable 1 Technical characteristics of the firewood processor Binder-berger SSP 450 E
Značajka
Characteristic
Jedinica
Unit
Iznos
Value
Snaga motora
Engine powerkW 22 + 9,0
Promjer ulaznoga obloga drva
Diameter of input round fuelwoodcm 10–42
Duljina izrade izlaznih cjepanica
Length of output chopped firewoodcm 25–50
Snaga cijepanja
Thrust of splitting cylinders t 16
Masa
Masskg 2800
Dimenzije (duljina × širina × visina)
Dimensions (length × width × height)cm 180 × 300 × 255
Nabavna cijena
Purchase pricekn � 225 000,00
D. Vusić i dr. Učinkovitost mehanizirane izrade kratko rezanoga i cijepanoga ogrjevnoga drva (53–62)
56 Nova meh. šumar. 36(2015)
BinderbergerSSP450Eprovedenojesnimanjemdigitalnomkamerom(slika2)uznaknadnuanalizusnimaka. Protočnommetodomkronometrije utvrđeni suutrošcivremena,raščlanjeninaradnezahvateefektivnogavremenaivremenaprekida.Sobziromnapreklapanjepojedinihradnihzahvatatijekomproizvodnoga procesa, granice opažanja postavljene su natrenutakukojempočinjetransportoblogaenergijskogadrvatransportnomtrakomkaopočetakciklusaizradetenazavršetakpotiskivanjazadnjegaprerezanogakomadahidrauličnimpotisnikomkrozsječivokaokrajciklusaizrade.Fiksažnomjetočkomciklusizradepodijeljennaradnizahvattransportkomadaoblogaenergijskogadrvadouređajazaprerezivanjekojizavršavatrenutkomukojempočinjeprerezivanje,odnosnoradni zahvat prerezivanje i cijepanjekojitrajesvedokrajaciklusaizrade(naravnoisključujućiprekide).
Podacimaoutroškuvremenaza radnezahvatetransport te prerezivanje i cijepanjepridruženesudimenzije(stvarnaduljinaumetrimaizmjerenanadvadecimalnamjestaisrednjipromjerskoromucentimetrimaizmjerenna jednodecimalnomjesto)svakogaprethodno izmjerenoga i na čelu obrojčanoga komadaoblogaenergijskogadrva.Matematičkostatističkimanalizamautvrđenisuprosječniutrošcivremenazapojedineradnezahvate iprekiderada testrukturaukupnosnimljenogavremena,efektivnogavremenaivremenaprekida.Višestrukomregresijskomanalizomistraženajeovisnostutroškavremenazaradnezahvate transport te prerezivanje i cijepanjeoduljiniisrednjempromjerukomadaoblogaenergijskogadrva.Sobziromnatrajanjesnimanjamatematičkimodelzaizračunproizvodnostikonstruiranjenabaziefektivnogavremena,isključujućivremenaprekida(PMH0)ioče
Slika 1. Radni zahvati pri izradi kratko rezanoga i cijepanoga ogrjevnoga drva: a) transport obloga energijskoga drva do mjesta prerezivanja; b) prerezivanje; c) cijepanje; d) transport kratko rezanoga i cijepanoga ogrjevnoga drvaFig 1 Work elements in chopped firewood production: a) transport of round fuelwood to the place of cross-cutting; b) cross-cutting; c) splitting; d) transport of chopped firewood
Učinkovitost mehanizirane izrade kratko rezanoga i cijepanoga ogrjevnoga drva (53–62) D. Vusić i dr.
Nova meh. šumar. 36(2015) 57
kivanogaobujmaproizvoda.Efektivnojevrijemeprikazanopripadajućomregresijskomjednadžbomradnoga zahvata i prosječnim utroškom vremena pokomaduradnogazahvatazakojinijeutvrđenaovisnostodimenzijamaoblogaenergijskogadrva.Očekivaniobujamproizvodaizračunatjenatemeljudimenzija obloga energijskoga drva zanemarujući otpad(duljinesuzaokruženenačetvrtinumetrasukladnoduljinamakomadakratkorezanogaicijepanogadrva).Pozavršetkusnimanjautroškavremenanasumič
nojeodabrano50komadakratkorezanogaicijepanogaogrjevnogadrvahrastakitnjakaizukupnoproizvedenekoličinetogadana.SukladnonormiHRNENISO172255:2014svakomujekomaduizmjerenaduljina,određenpromjer,utvrđenojedaliseradiocjepaniciilioblici,imajulicjepanicetragovetruležitekakvajepovršinaprereza.Nakontogaizanaliziranogajeuzorkaodabranopetkomadakojisuiscijepaninakomadepromjeramanjegaod5cmikojisučiniliuzorakzaodređivanjetehničkogasadržajavodesukladnonormiHRNENISO181342:2015.OdređivanjetehničkogasadržajavodeprovedenojeuLaboratorijuzašumskubiomasuŠumarskogafakultetaSveučilištauZagrebu.KlasifikacijakratkorezanogaicijepanogadrvaproizvedenogatijekomistraživanjaobavljenajepremanormiHRNENISO172255:2014.
3. Rezultati – Results
3.1 Proizvodnost izrade kratko rezanoga i cijepanoga drva – Productivity of chopped firewood productionTijekomukupnosnimljenih186,40minprerađeno
je 90 komada obloga energijskogadrvaukupnoga
obujma7,215m3,štočiniostvarenuproizvodnostizradeod2,32m3/h(uključujućiotpad).Prosječnaduljina90komadaoblogaenergijskoga
drvaiznosilaje291±73cm(odminimalno182cmdomaksimalno474cm),prosječnipromjeriznosioje17±4cm(odminimalno8cmdomaksimalno28cm).Prosječanbrojrezovapilomlančanicomiznosioje
10,9±2,8rezovapokomaduoblogaenergijskogadrva(odminimalno6rezovadomaksimalno18rezova).Ukupanbrojrezovaiznosioje978.Ukupnojezaradnezahvatetransport te prerezivanje i
cijepanje,kojičineefektivnovrijeme,utrošeno153,10min,odnosno82,1%ukupnosnimljenogavremena.Prosječnovrijemepotrebnozatransportjednogakomadaoblogaenergijskogadrvapotransportnojtraciiznosiloje 0,10±0,09min (odminimalno 0,03min/kom domaksimalno0,83min/kom).Ukupnoutrošenovrijemepotrebnoza transport iznosilo je 9,47min ili 5,1%ukupnoga, odnosno 6,2 % efektivnoga vremena.Prosječnovrijemepotrebnozaprerezivanje i cijepanje jednoga komada dugoga obloga drva iznosilo je1,59±0,42min(odminimalno0,85min/komdomaksimalno 2,66 min/kom). Ukupno utrošeno vrijemepotrebnozaprerezivanje i cijepanjeiznosiloje143,63minili77,1%ukupnoga,odnosno93,8%efektivnogavremena.Ukupno utrošeno vrijeme na 64 prekida rada
iznosilo je 33,3 min, što čini 21,75 % od ukupnoutrošenoga efektivnogavremena.Upostupku snimanjaianalizeprimijećenisuuzprekideradavezaneuzosobnepotreberadnika(8,01min)teorganizacijske–pomicanjekamiona(7,45min)itehničkeprekide–čišćenjeodsisnogasustavazapiljevinu(2,61min) iodređeniprekidiuradustrojauvjetovaniznačajkamasirovine(15,21min):
Þpritransportuzakrivljenihkomadaoblogaenergijskogadrvačestojedolazilodozapinjanja,apovremenoidoiskliznućakomada
Þprilikomprepiljivanjaicijepanjakvrgavihkomadapovremeno sedogađalo zaglavljivanjepilelančaniceukvrgamailisedogađalodasetakavkomadnijeizprvogapokušajamogaoiscijepati,pagajeručnotrebalonamjestitiuboljipoložajuodnosunasječivo.
Provedenimvišestrukimregresijskimanalizamanijeutvrđenastatističkiznačajnaovisnostutroškavremenazaradnizahvattransportoduljini(p=0,699604)ipromjeru(p=0,247597)oblogaenergijskogadrva,aza radni zahvat prerezivanje i cijepanjeutvrđenajestatističkiznačajnaovisnostoduljini(p<0,000001),noneiopromjeruoblogaenergijskogadrva(p =0,314813).Stogajeovisnostutroškavremenazaradnizahvatpre-
Slika 2. Položaj digitalne kamere prilikom snimanjaFig 2 Position of the digital camera when recording
D. Vusić i dr. Učinkovitost mehanizirane izrade kratko rezanoga i cijepanoga ogrjevnoga drva (53–62)
58 Nova meh. šumar. 36(2015)
rezivanje i cijepanje(tpc)izjednačenapravcemsnezavisnomvarijablomduljinaoblogaenergijskogadrva(l)iumodeluzaizračunproizvodnostiprikazanapripadajućomlinearnomjednadžbom(tablica2),autrošakvremenazaradnizahvattransportiskazanjeumodeluzaizračunproizvodnostipripadajućomsrednjomvrijednošćupokomaduoblogadrva.Sobziromnatrajanjeistraživanjanijebilomoguće
utvrditidodatnovrijemekojebinaodgovarajućinačinreflektiralostvarnuučestalostiintenzitetprekidatijekomradnogadana.Zbogtogajeproizvodnostizračunatanaraziniefektivnogavremena(PMH0)isključujućiprekide.Primjenommodelazaizračunproizvodnosti(1)
izračunatajeproizvodnostzaprosječnipromjeroblo
gaenergijskogadrva18cmzaduljineoblogaenergijskogadrva2m,3m,4mi5m(zanemarujućiotpadkojinastajeprepiljivanjem)iprikazananaslici3teproizvodnostzaprosječnuduljinuoblogaenergijskogadrva3m(najbližuvišekratniku25cm)zapromjereoblogaenergijskogadrva10cm,15cm,20cmi25cmiprikazananaslici4.
P =
× × + + ×
2
3
0
m400000,1 0,029235 0,539308
dl
l PMH
p
(1)
gdjejedpromjerkomadaoblogaenergijskogadrva,alduljinakomadaoblogaenergijskogadrva.
Tablica 2. Statistička značajnost parametara modela tpc = b0 + b1 × lTable 2 Statistical significance of model tpc = b0 + b1 × l parameters
Varijabla
Variable
Procjena
Estimate
Standardna pogreška
Standard error
t-vrijednostdf = 88
t-valuedf = 88
p-razina
p-level
Interval pouzdanosti 95,0 %
Confidence interval 95.0%
Donja granica
Lower limit
Gornja granica
Upper limit
b0 0,029235 0,064877 0,45063 0,653364 –0,099694 0,158165
b1 0,539308 0,021660 24,89867 0,000000 0,496263 0,582353
N = 90; r = 0,9358; F(2,88) = 5408,992; p < 0,0001
Slika 3. Utjecaj duljine obloga energijskoga drva na proizvodnost izrade kratko rezanoga i cijepanoga ogrjevnoga drvaFig. 3 Effect of round fuelwood length on productivity of firewood processor
Slika 4. Utjecaj promjera obloga energijskoga drva na proizvodnost izrade kratko rezanoga i cijepanoga ogrjevnoga drvaFig. 4 Effect of round fuelwood diameter on productivity of firewo-od processor
Učinkovitost mehanizirane izrade kratko rezanoga i cijepanoga ogrjevnoga drva (53–62) D. Vusić i dr.
Nova meh. šumar. 36(2015) 59
Premarezultatimamodelazaizračunproizvodnostiuefektivnomvremenuistraživanimstrojemmogućejeizraditiod2,53m3/PMH0kratkorezanogaicijepanogadrvahrastakitnjakauduljinamakomada25cmpripromjeruoblogaenergijskogadrva18cmiduljini2mdo2,70m3/PMH0pripromjeruoblogaenergijskogadrva18cmiduljini5m,odnosnood0,83m3/PMH0 priduljinioblogaenergijskogadrva3mipromjeru10cmdo5,21m3/PMH0priduljinioblogaenergijskogadrva3mipromjeru25cm.
3.2 Kakvoća izrađenoga kratko rezanoga i cijepanoga ogrjevnoga drva – Quality of produced chopped firewoodSadržajvodekratkorezanoga icijepanogadrva
prosječnojeiznosio31,7±2,6%(odminimalno27,3%domaksimalno33,6%).Naukupno50nasumičnoodabranihkratkoreza
nihicijepanihkomadaogrjevnogadrvaizmjerenajeprosječnadužinakomadaod24,6±0,8cm(minimalnaizmjerenadužinakomadaiznosilaje23,2cm,amaksimalna27,9cm).Premaizmjerenimpromjerima2komada (4%)ubrajaju seu razredD15+,39komada(78%)ubrajaseurazredD15i9komada(18%)urazredD10.Trikomadakratkorezanogaicijepanogadrva(6%)imalasutragovetruleži,a47komada(94%)bilojebeztragovatruleži.Kodsvihjekomadapovršinapresjekabilajednolična.Odukupnogabroja46jekomada(92%)definiranokaocjepanica,a4komada(8%)definiranasukaooblica.Sobziromnanavedenerezultate,aradipostizanja
ujednačenihrazredakakvoćesukladnoHRNENISO172255:2014,nužnojeproizvedenoogrjevnodrvoprilikomslaganjaupaleterazvrstatiujednoličnerazrededimenzija(85%količinemorapripadatijednomurazredupromjera,aodstupanjeduljinesmijebiti±2cmuz15%količineuduljinamakraćimodgraničnih)teovisnooželjenomrazreduuklonitikomadestragovimatruleži.Istraživanjemjeutvrđenodazaslaganjejednepalete(100cm×100cm×180cm)kratkorezanogaicijepanogaogrjevnogadrvaduljine25cmtrebaprosječnoutrošitijedanradnisat.
4. Rasprava – DiscussionModelomizračunateproizvodnostimehanizirane
izradekratkorezanogaicijepanogaogrjevnogadrvastrojemBinderbergerSSP450E,uovisnostioduljiniipromjerukomadaoblogaenergijskogadrva,sličnogasutrendaiusporedivihiznosasproizvodnostistrojaPalaxMonster450sličnihtehničkihznačajkikojegasuistraživaliKärhäiJouhiaho(2009)priizradikratkorezanogaicijepanogaogrjevnogabrezovadrva.Slič
nostisemoguobjasnitiičinjenicomdasunavedeniautorizaizračunproizvodnostikoristiliregresijskoizjednačenjeproizvodnosti,nakojunajvećiutjecajimapromjerkomadaoblogaenergijskogadrvasukladnozakonuobujmakomada(Speidel1952).Odnosno,promjerkomadaoblogaenergijskogadrva ima izrazitpozitivanutjecajnapovećanjeproizvodnosti(jereksponencijalnopovećavaobujamproizvoda);posebicejetoizraženoakospovećanjempromjeranerasteiutrošakvremena izrade,kao što jeutvrđenoovimistraživanjem.Cavalliidr.(2014)razvijajumodelzaizračunutroškavremenamehaniziraneizradekratkorezanogaicijepanogabukovadrvastrojemTollotS400sulaznimvarijablamaduljineipromjeraoblogaenergijskogadrvakojimsu izračunatineštoniži iznosiproizvodnostiuovisnostiopromjeruoblogaenergijskogadrvauusporedbisrezultatimaovogaistraživanja.No,istiautorinavodedaprosječnovrijemeprerade jednesekcije(duljinekomadakratkorezanogaicijepanogaogrjevnogadrva)oblogaenergijskogadrvaovisiobrzinihidrauličnogapotisnikaukomorizacijepanje,aneoveličinisekcijekojutrebaiscijepati.Izostanakstatističkesignifikantnostiutjecajapromjeraoblogaenergijskogadrvanautrošakvremenaradnogazahvata prerezivanje i cijepanje,utvrđenovimistaživanjem,možesetumačitiinterakcijomduljineulaznogakomadaoblogaenergijskogadrvaiduljineizlaznihkomadakratkorezanogaicijepanogaogrjevnogadrvakojarezultirabrojemprerezaicijepanja,avrijemeprerezajesamo(manji)dioukupnogavremenaradnogazahvatakojiobuhvaćaicijepanjeteuzastopnopomicanjeifiksiranjeoblogaenergijskogadrvaprijeprerezivanja koje se djelomično preklapa s cijepanjem.Upravoutjecajbrojaprereza(odnosnobrojatrupaca)prilikomistraživanjautroškavremenatrupljenjadeblautehničkesortimenteističeiTomanić(1974)inavodinjegovpunovećiutjecajnautrošenovrijemeuusporedbisutjecajemobujmatrupacaudeblu.Pozitivanutjecajduljinekomadaoblogaenergijskogadrvanaproizvodnostmehaniziraneizradekratkorezanogaicijepanogaogrjevnogadrvarezultatjepovoljnijeraspodjeleprosječnogautroškavremenaradnogazahvata transportnajedinicuizrađenogaproizvoda,aistojeutvrđenoiprijašnjimistraživanjima(Cavaliidr.2014).Porastduljineoblogaenergijskogadrvasjednestraneiziskujevećiutrošakvremenapotrebnogazaradnizahvat prerezivanje i cijepanje,nosdrugestranepozitivnoutječenakoličinukratkorezanogaicijepanogaogrjevnogadrvakojujemogućeproizvestiizkomadaoblogaenergijskogadrva.Ukupnotrajanjeistraživanja,uobičajenopriistraži
vanjusličnihstrojeva(Lindroos2008,KärhäiJouhiaho2009,Cavaliidr.2014),nepružamogućnostizračuna
D. Vusić i dr. Učinkovitost mehanizirane izrade kratko rezanoga i cijepanoga ogrjevnoga drva (53–62)
60 Nova meh. šumar. 36(2015)
dodatnogavremena.Stogaseproizvodnostnajčešćeiskazujenaraziniefektivnogavremena(PMH0),štopakpredstavljaproblempriizračunujediničnihtroškova.KärhäiJouhiaho(2009)zatransformacijuproizvodnostis razineefektivnogavremena(PMH0)narazinu vremena koje uključuje i prekide kraće od15min(PMH15)koristedodatnovrijemeuiznosuod15%do30%efektivnogavremena(obrnutoproporcionalnostupnjumehaniziranostiizrade),a22%udjelaprekidauodnosunaefektivnovrijemeutvrđenihovimistraživanjemuklapaseunjihovuprojekciju.Različitenavikepotrošačaogrjevnogadrvairazli
čitinačininjegoveuporabe,odkaminasotvorenimložištemdovisokoučinkovitihmodernihkotlova(Kofman2013),rezultiralisurazličitimzahtjevimazakakvoćom kratko rezanoga i cijepanoga ogrjevnogadrva.No,osnovneznačajkeogrjevnogadrvazadanesunormama(Cavaliidr.2014)čijomseprimjenomuvelikeolakšavatrgovinaogrjevnimdrvomdeklariranekakvoće(KärhäiJouhiaho2009).Osnovnilimitirajućičimbenikkakvoćeutvrđenovimistraživanjemprevisokjesadržajvode(31,7±2,6%)kojijemogućesmanjitiprirodnimprosušivanjemoblogaenergijskogadrvanastovarištupostrojenja(Cavaliidr.2014)ilipakprirodnimprosušivanjemkratkorezanogaicijepanogaogrjevnogadrva(Kofman2013)prijeslaganjaupalete.OdostalihčimbenikakojimoguutjecatinaprimjenuumanjimložištimaCavaliidr.(2014)navodeprisutnostprevelikihkomada(D15+),kojihjeovimistraživanjemutvrđeno4%,izakojeistiautorinavodenužnostponovnogacijepanjailimogućnostprimjeneuotvorenimkaminimauzprethodnosortiranje.
5. Zaključci – ConclusionsModelomzaizračunproizvodnostimehanizirane
izradekratkorezanogaicijepanogadrvauduljinama25cm,konstruiranimnatemeljurezultataistraživanja,mogućejeodreditiproizvodnostzarazličiteduljineipromjereoblogaenergijskogadrvahrasta.Modelprepoznajeutjecajduljineoblogadrvanautrošakvremenapotrebnogazaradnizahvatprerezivanje i cijepan-jetenapovećanjekoličinekonačnogaproizvodapokomaduoblogaenergijskogadrva.No,istraživanjemnijeutvrđenutjecajpromjeraoblogaenergijskogadrvanautrošakvremenapotrebnogazaradnizahvatprer-ezivanje i cijepanje,većmodelpokazujesamopozitivanutjecaj promjera na povećanje količine konačnogaproizvodapokomaduoblogaenergijskogadrva.Prostorzaznačajnopovećanjekakvoće,atimeicije
neproizvedenogaogrjevnogadrva,nalaziseuoptimizacijiprirodnogaprosušivanjasirovineradidostizanja25%imanjesadržajavode,odnosnozadovoljavanja
propisarazredakakvoćeA1iA2premaHRNENISO172255:2014.No,trebaimatinaumudaprocesprirodnogaprosušivanjamožebitizahtjevansobziromnaduljerazdobljevezivanjakapitalaivećelogističkenaporeucjelokupnomproizvodnomsustavu.Rezultatiovogaistraživanjaiizazoviuočenitije
komnjegovaprovođenjaupućujunanužnostdetaljnijegasnimanjaianalizeradnogazahvataprerezivanje i cijepanjeteplaniranjapokusasulaznomsirovinomrazličitekakvoće(sobziromnazakrivljenostipojavnostkvrga)isirovinomsortiranomnadebljinskeirazrededuljine.Proizvodnekoličineivrijednostkratkorezanogai
cijepanogaogrjevnogadrvatražedodatnaistraživanjaproizvodnostirazličitihstrojevazaizradukratkorezanogaicijepanogaogrjevnogadrvatekakvoćeproizvedenogaogrjevnogadrva,kaoianalizetroškovnepogodnosticjelokupnogalancadobave.
Zahvala – AcknowledgementsAutori žele zahvaliti vlasnicima i djelatnicima
tvrtke G.T.P. Šoštarić na iskazanom interesu zasudjelovanjeuistraživanjutenapomoćiuorganizacijiiprovođenjuistraživanja.
6. Literatura – ReferencesCavalli,R.,S.Grigolato,A.Sgarbossa,2014:Productivityandqualityperformanceofaninnovativefirewoodprocessor.JournalofAgriculturalEngineering,45(1):32–36.
HRNENISO172255:2014Solidbiofuels–Fuelspecificationsandclasses–Part5:Gradedfirewood.Hrvatskizavodzanorme,Zagreb,1–15.
HRNENISO181342:2015Solidbiofuels–Determinationofmoisturecontent–Ovendrymethod–Part2:Totalmoisture–Simplifiedmethod.Hrvatskizavodzanorme,Zagreb,1–9.
Kärhä,K.,A.Jouhiaho,2009:Producingchoppedfirewoodwithfirewoodprocessors.Biomassandbioenergy,33(9):1300–1309.
Kofman,P.D.,2013:Gettingthemostoutofyourfirewood.CofordConnects,Processing/Products,31:1–3.
Kuric,D.,2014:RealizacijaprojekataiinvesticijauenergetRealizacijaprojekataiinvesticijauenergetskapostrojenjanadrvnubiomasu.Mogućnostiprimjeneobnovljivihizvoraenergije.Zagreb,20.veljače2014.
Lindroos,O.,2008:Theeffectsofincreasedmechanizationontimeconsuptioninsmallscalefirewoodprocessing.SilvaFennica,42(5):791–805.
ManzoneM.,R.Spinelli,2014:Efficiencyofsmallscalefirewoodprocessingoperations inSouthernEurope.FuelProcessingTechnology,122:58–63.
Učinkovitost mehanizirane izrade kratko rezanoga i cijepanoga ogrjevnoga drva (53–62) D. Vusić i dr.
Nova meh. šumar. 36(2015) 61
Speidel,G.,1952:DasStückmassegesetzundseineBedeutungfürdeninternationalenLeistungsvergleichbeiderForstarbeit.Dissertation.UniversitätHamburg,1–66.
Terzin,V.,Đ.Vinković,1983:Izradakratkorezanogogrijevnogdrvaiisporukakupcimaukontejnerima.Šumarskilist,107(1112):525–535.
Tomanić, S., 1974: Racionalizacija rada pri sječi, izradi iprivlačenjudrva.ŠumarskifakultetSvučilištauZagrebu,Disertacija,1–468.
Tomičić,B.,1984:Proizvodnjasitnogindustrijskogdrvazamehaničkuikemijskupreradu.Mehanizacijašumarstva,9(78):147–157.
Visser,R.,R.Spinelli,K.Stampfer,2010:FourlandingbiomassrecoverycasestudiesinNewZealandclearcutpineplantations.InproceedingofFORMEC2010,ForestEngineering:MeetingtheNeedsof theSocietyandtheEnvironment.Padova,July11–14.
Vusić,D.,Ž.Zečić,E.Paladinić,2014:Optimizationofenergywoodchipsqualitybyproperrawmaterialmanipulation.ProceedingsNaturalresources,greentechnology&sustainabledevelopment,I.RadojčićRedovniković,T.Jakovljević,J.Halambek,M.Vuković,D.ErdecHendrih(ur.),Zagreb,FacultyofFoodTechnologyandBiotechnology,UniversityofZagreb,159–166.
Vusić,D.,A.Đuka,2015:Značajnostšumskebiomasekaoobnovljivogizvoraenergije–utjecajnasustavepridobivanjadrvauHrvatskoj.ZborniksavjetovanjaCROJFE2015.–Sadašnjestanjeibudućiizazovi.Zagreb–Zalesina,18.–20.ožujka2015.
www.dzs.hr(PCAxisbazepodataka:Robnarazmjenasinozemstvom–Izvoz/uvozpoproizvodimaCarinsketarife(CT8/10)izemljamanamjene/podrijetlaza2010,2011.i2012.godinu;Izvoz/uvozpoproizvodimaKombiniranenomenklature(KN8)izemljamanamjene/podrijetlaza2013.i2014.godinu)
Abstract
Efficiency of Mechanized Production of Chopped FirewoodDespite considerable consumption of chopped firewood in Europe, a relatively small number of comparative stud-
ies has been conducted on productivity and costs of firewood processors, as well as on the quality of the produced firewood.
A method of continuous chronometry was applied in order to determine the efficiency of Binderberger SSP 450 E firewood processor in mechanized production of chopped firewood. Time consumption was determined and analyzed providing work elements of effective time and delays. Multiple regression analysis was used to investigate the depen-dence of time consumption of individual work elements on the dimensions (length and mid diameter) of round fuel-wood. A model for the calculation of firewood processor productivity (on the effective time level) was developed based on parameters of significant influence. Efficiency was also evaluated from the aspect of product quality according to the standards for solid biofuels (HRN EN ISO).
With the mathematical model for firewood processor productivity (producing 25 cm length sessile oak chopped firewood), designed on the basis of the research results, it is possible to determine the productivity for different round fuelwood lengths and diameters. The model recognizes the influence of the length of round wood on the amount of time required for crosscuttingandsplitting work element as well as on the increase of the quantity of finial prod-uct per piece of round fuelwood. However, research has not determined the impact of round fuelwood diameter on the amount of time required for crosscuttingandsplittingwork element. Hence, the model recognizes only the positive influence of diameter on the increase of the final product amount per piece of round fuelwood.
The opportunity for a substantial increase in quality, and thus the price of fuel wood, lies in optimizing the natural drying of raw material in order to achieve 25 % or less of water content, in order to comply with the regula-tions of quality class A1 and A2 according to ISO 172255: 2014. However, it should be noted that the process of natural drying can be demanding with regard to the long period of capital binding and greater logistic efforts in the overall production system.
Research results and challenges encountered during the research indicate the necessity of more detailed recording and analysis of work element crosscuttingandsplittingand experimental design with input raw material of dif-ferent quality (due to the sweep and the occurrence of knots) and raw material sorted with respect to the diameter and length classes.
Production volume and value of chopped firewood demand further research on productivity of different firewood processors and on the quality of chopped firewood, as well as an analysis of cost benefits of the entire supply chain.
Keywords: firewood, productivity, crosscutting and splitting, length, diameter, product quality
D. Vusić i dr. Učinkovitost mehanizirane izrade kratko rezanoga i cijepanoga ogrjevnoga drva (53–62)
62 Nova meh. šumar. 36(2015)
Primljeno(Received):28.08.2015.Prihvaćeno(Accepted):18.10.2015.
Adresaautorâ–Authors’ address:
Dr.sc.DinkoVusić*epošta:[email protected].ŽeljkoZečićepošta:[email protected]šumarsketehnikeitehnologijeŠumarskifakultetSvučilištauZagrebuSvetošimunska2510000ZagrebMladenSmetko,mag.ing.silv.epošta:[email protected]
*Glavniautor–Corresponding author
Top Related