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:vusic@sumfak.hrIzv.prof.dr.sc.ŽeljkoZečiće­pošta:zecic@sumfak.hrZavodzašumarsketehnikeitehnologijeŠumarskifakultetSvučilištauZagrebuSvetošimunska2510000ZagrebMladenSmetko,mag.ing.silv.e­pošta:msmetko@gmail.comDonjiDesinec164b10450JastrebarskoHRVATSKA

*Glavniautor–Corresponding author