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Koordinierendes Institut

Projekt

Titel:Demonstrationsprojekt Arzneipflanzen (KAMEL); Erstellung eines Leitfadens für die Trocknung von Arznei- und Gewürzpflanzen
Beginn:01.03.2016
Ende:30.04.2017
Koordinierendes Institut:
Ansprechpartner im ATB:Thomas Ziegler
Förderung:Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR), Gülzow
Förderkennzeichen:22015612
Partner:Agrarprodukte Ludwigshof e.G., Ranis
  
Angesiedelt im Forschungsprogramm:Qualität und Sicherheit von Lebens- und Futtermitteln
Internet:https://opus4.kobv.de/opus4-slbp/frontdoor/index/index/docId/12293
Kurzbeschreibung:Ziel des Leitfadens ist die Vermittlung von grundlegenden Informationen über die Trocknung von Arznei- und Gewürzpflanzen. Maximale Energieeffizienz ist entscheidend für die wirtschaftliche Effizienz von Trocknungsanlagen. Eine maximale Auslastung im Verlauf der Ernteperiode besitzt absolute Priorität. Die Betriebsweise von Trocknern und wechselnde Wetterbedingungen haben einen wesentlich größeren Einfluss auf den spezifischen thermischen Energiebedarf als das Trocknungsverhalten einzelner Pflanzenarten. Zuerst sollten deshalb die jeweiligen Trocknungsprozesse luftseitig und regelungstechnisch optimiert werden. Die Realisierung einer effizienten Energieversorgung ist dann der zweite Schritt.
Zu den Möglichkeiten der lufttechnischen Effizienzsteigerung zählt insbesondere die Trocknung mit Teilumluft. Wird der Umluftanteil optimal geregelt, so verlängert sich die gesamte Trocknungsdauer nur geringfügig. Andere effektive Maßnahmen bei der Chargentrocknung sind die Nutzung von Abluft in nachgeschalteten Trocknern oder die Umlagerung und Zusammenlegung von angetrockneten Arzneipflanzen auf einer kleineren Rostfläche. Alle diese Maßnahmen ermöglichen Energieeinsparungen von mehr als 25 %.
Basierend auf Simulationsergebnissen zur Flächentrocknung von Kamilleblüten wurden verschiedene Varianten der Energieversorgung vergleichend analysiert. Bei ununterbrochener Trocknung über mehrere Tage und Nächte sind die durch Solarwärme erreichbaren Energieeinsparungen relativ klein. Die Kombination einer Wärmepumpe mit einem Blockheizkraftwerk (BHKW) und Teilumluft ergab hingegen Primärenergieeinsparungen von 73 %. Wirtschaftlichkeitsanalysen zeigen, dass sich der geregelte Teilumluft-Betrieb in weniger als zwei Jahren amortisiert. Unter Berücksichtigung von Fördermitteln wurden für die untersuchten Varianten Nutzung von BHKW-Abwärme, Kombination Wärmepumpe und BHKW sowie Nutzung von Solarwärme Amortisationsdauern zwischen ca. sechs und zehn Jahren ermittelt.
Abstract:The objective of the guide is to provide essential information about efficient drying of medicinal and spice plants. Achieving maximum energy efficiency is crucial for ensuring an acceptable economic efficiency. Maximum exploitation of the dryer capacity during the harvesting season is a top priority. Different modes of dryer operation and changing weather conditions have much greater impacts on the specific thermal energy consumption than the drying behavior of individual plant species. Therefore, the respective part of the drying processes pertaining to the air side should first be optimized by implementing an effective strategy of control. Employing an efficient energy supply is then the second step.
One of the primary measures to improve energy use efficiency is partial recirculation of dryer outlet air. If optimized control of the recycled air ratio is realized, the elongation of the total drying duration can be limited to a negligible minimum. Other effective measures in batch-type drying include utilizing outlet air in subsequent dryers or rearranging partially dried produce on a smaller grate area for further drying. Any of these measures can lead to energy savings of more than 25 %.
Based on simulation results obtained from fixed-bed drying of chamomile flowers, different energy supply alternatives were analyzed. In case of continuous drying over several days, relatively small amount of energy can be saved by utilizing solar heat. In contrast, energy supply through the combination of a heat pump with a combined heat and power plant (CHPP) in addition to partial air recirculation led to primary energy savings of 73 %. Economic assessment found that the investment required for a controlled recirculation of dryer outlet air would be paid back in less than two years. Considering subsidies, utilization of CHPP waste heat, combination of heat pump and CHPP, and utilization of solar heat exhibited amortization periods approximately between six and ten years.
 

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