Co można uzyskać dzięki wynalazkowi

Reklama

Okres użytkowania plantacji wierzby na cele energetyczne trwa około 20-25 lat. Po tym czasie następuje zmniejszenie produkowanej przez rośliny biomasy. Jeżeli plantacja ma być nadal użytkowana lub zmienia się profil produkcji należy usunąć stare rośliny. Problemy likwidacji plantacji wierzby energetycznej wynikają, przed wszystkim, z niezwykłej siły odrastania pędów i korzeni. Nawet z niewielkich, kilkucentymetrowych, fragmentów korzeni, lub łodyg, zaczyna wyrastać nowa roślina, jeśli sprzyjają ku temu warunki, tzn. fragment rośliny znajduje się płytko pod ziemią, a gleba jest dostatecznie wilgotna. Stosowany dotychczas sposoby usuwania plantacji (ścinka pędów, opryskiwanie herbicydem, orka i bronowanie lub karczowanie systemów korzeniowych), są niezwykle pracochłonne, a do tego ze względu na zabiegi chemiczne mają negatywny wpływ na środowisko. Ponadto pojawia się problem z zagospodarowaniem, mocno zabrudzonych glebą karp korzeniowych o masie ok. 50-130 ton z hektara. Biorąc pod uwagę wady takiego sposobu likwidacji uprawy, istnieje potrzeba zastosowania nowych metod usuwania biomasy. Nowatorska maszyna w sposób energooszczędny rozdrabnia karpy korzeniowe, pozwalając na wykonanie kompleksowej rekultywacji pól po plantacyjnej uprawie wierzby energetycznej. Taka technologia koresponduje z wykorzystaniem sporego potencjału plantacji wierzbowych w procesie sekwestracji węgla, wpływając na minimalizację efektu cieplarnianego. Zaproponowane przez konstruktorów głowice rozdrabniające o pionowej osi obrotu umożliwiają bardziej efektywne, w stosunku do istniejących dotychczas rozwiązań, rozdrabnianie systemu korzeniowego. Oprócz standardowego zastosowania maszyny, pojawiło się spore zainteresowanie ze strony ogrodników celem usuwania wyradzających się plantacji krzewów owocowych oraz producentów trzciny cukrowej, którzy poszukują niskonakładowych technologii rewitalizacji wielkoobszarowych plantacji.

Istota wynalazku

Analiza problemu mechanicznego rozdrabniania karp wierzby wykazała, że nie ma na rynku specjalistycznej maszyny przeznaczonej do likwidacji (rekultywacji) plantacji wierzby energetycznej i innych podobnych roślin (np. malin, porzeczek). Ograniczenie możliwości odrostu pędów wierzby zasadniczo związane jest ze zniszczeniem nadziemnej części karpy i tej jej części, która jest bezpośrednio pod nią – nie jest zatem konieczne mechaniczne rozdrabnianie całego systemu korzeniowego na całej powierzchni pola. Pionowy i poziomy zakres grubych korzeni w karpie (tych o średnicy powyżej 8 mm), które powinny być rozdrobnione podczas likwidacji plantacji, jest niewielki i wynosi odpowiednio ok. 0,26 i 0,29 m. Nowa maszyna jest właśnie pokłosiem takiego nowatorskiego podejście do procesu rekultywacji - pasowego a nie całopowierzchniowego. Model maszyny do rozdrabniania karp korzeniowych wierzby, ale także krzewów i młodych drzew posiada dwie głowice rozdrabniające, pracujące współbieżnie lub przeciwbieżnie w płaszczyźnie pionowej. Osadzone są one obrotowo w tulejach i jednocześnie połączone z wyjściami przekładni napędowych. Te z kolei połączone jest z wałem odbioru mocy ciągnika rolniczego. Głowice rozdrabniające posiadają szereg ramion, zakończonych nożami frezującymi z supertwardych materiałów. Końce głowic rozdrabniających wyposażono w kształtowe głowice zagłębiające z ustawionymi pod odpowiednim kątem natarcia nożami. Do wyrównania powierzchni i zagęszczenia gleby po frezowaniu zastosowano wał ugniatający. Przed niekontrolowanym wyrzutem gleby i rozdrobnionych korzeni chroni osłona w formie elastycznego fartucha. Ze względu na dużą zmienność oporów roboczych w trakcie rozdrabniania karp, zabezpieczono układy agregowania i przeniesienia napędu rozdrabniacza. Z kolei, aby uzyskać stabilną regulację głębokości roboczej, zamontowano zespół płóz. Podstawowym celem działania elementów roboczych maszyn do likwidacji plantacji jest rozdrobnienie korzeni i równomierne wymieszanie ich z glebą, tak aby biomasa została rozłożona mikrobiologicznie. Gdy rozdrobnienie karpy jest nieskuteczne, to na likwidowanej plantacji ponownie wyrastają pędy wierzby. Kompaktowa budowa nowego rozdrabniacz wraz z jego niewielką masą pozwalają na łatwe przechowywanie oraz transport na powierzchnie plantacji, nawet z wykorzystaniem samochodu typu pickup. Ma to istotne znaczenie w obniżeniu kosztów likwidacji plantacji, zwłaszcza małoobszarowych, a takie dominują zarówno w Polsce jak i w Europie. Rozdrabniacz spełnia wymogi agrotechniczne wynikające z przepisów UE i norm EN/ISO.

Potencjał komercjalizacji

Potencjalnymi zainteresowanymi opracowaną technologią oraz innowacyjną maszyną mogą być: (1) właściciele plantacji wierzby energetycznej, (2) producenci maszyn do likwidacji (rekultywacji) plantacji, (3) firmy usługowe, które mogą przeprowadzić likwidację plantacji, (4) sadownicy, (5) leśnicy. Aktualnie dysponujemy w pełni funkcjonalnym modelem badawczym rozdrabniacza oraz kompletną dokumentacją techniczną. Zrealizowaliśmy także kilkunastominutowy udźwiękowiony film jakości HD, przedstawiający przebieg prac badawczo-rozwojowych. Model był prezentowany na targach innowacyjności i wynalazczości uzyskując: (1) Złoty Medal z wyróżnieniem – 10th International Warsaw Invention Show IWIS 2016, (2) Złoty Medal z wyróżnieniem – 65th World Exhibition on Innovation, Research and New Technologies "Brussels Innova" 2016, Belgia, (3) Srebrny Medal – Seoul International Invention Fair (SIIF) 2016, Korea, (4) Złoty Medal – 9th European Exhibition of Creativity and Innovation "EUROINVENT" 2017, Iasi, Rumunia