Mendelova univerzita v Brně Provozně ekonomická fakulta
Efektivita sušení kukuřice ve společnosti Land-product, a.s., Božice Bakalářská práce
Vedoucí práce:
Autor práce:
RNDr. Ivo Moll, CSc.
Zdeněk Kalus
Brno 2013
Chtěl bych touto cestou poděkovat všem, kteří mě podporovali během psaní bakalářské práce nebo mi jinak pomáhali. Především bych rád poděkoval vedoucímu bakalářské práce RNDr. Ivo Mollovi, CSc. za cenné rady, ochotu a čas strávený konzultacemi. Dále děkuji společnosti Land-product za data použitá ve statistické analýze a jejím zaměstnancům za ochotný přístup.
Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Efektivita sušení kukuřice ve společnosti Land-product, a.s., Božice vypracoval samostatně s použitím odborné literatury a pramenů uvedenými na seznamu, který tvoří přílohu této práce. V Brně dne 21. května 2013
__________________
Abstract Kalus, Z., Effectiveness of corn drying process in Land-product, a.s., Božice. Bachelor thesis. Brno, 2013. The bachelor thesis deals with finding of relation between effectiveness of corn drying in Land-product, a.s., and air temperature. The aim of the bachelor thesis is to analyze the relation between investigated variables. According to results of bachelor thesis the recommendations for the Land-product, a.s., are formed. Keywords Bachelor thesis, drying, corn, maize, temperature, humidity, relation, effectiveness.
Abstrakt Kalus, Z., Efektivita sušení kukuřice ve společnosti Land-product, a.s., Božice. Bakalářská práce. Brno, 2013 Bakalářská práce se zabývá zjištěním závislosti mezi efektivitou sušení kukuřice ve společnosti Land-product, a.s. a teplotou vzduchu. Úkolem bakalářské práce je analyzovat závislost mezi zkoumanými proměnnými. Na základě výsledků jsou pro společnost Land-product vytvořena doporučení. Klíčová slova Bakalářská práce, sušení, kukuřice, teplota, vlhkost, závislost, efektivnost.
Obsah
5
Obsah 1
2
Úvod a cíl práce 1.1
Úvod .......................................................................................................... 9
1.2
Cíl práce ...................................................................................................10
1.3
Společnost Land-product, a.s. .................................................................10
Literární přehled 2.1
12
Sušení kukuřice ........................................................................................ 12
2.1.1
Popis sušičky .................................................................................... 13
2.1.2
Měření vlhkosti kukuřice ................................................................. 13
2.2
Statické výpočty sušičky .......................................................................... 14
2.2.1
Množství vysušené vlhkosti ............................................................. 14
2.2.2
Entalpie a měrná vlhkost ................................................................. 15
2.2.3
Stavy vzduchu v průběhu sušení znázorněné v HX diagramu ........ 15
2.2.4
Měrná spotřeba vzduchu .................................................................18
2.2.5
Měrná spotřeba tepla ....................................................................... 19
2.2.6
Celkový tepelný příkon .................................................................... 19
2.2.7
Spotřeba topného média .................................................................. 19
2.3
Vlhkost vzduchu....................................................................................... 19
2.4
Statistické pojmy..................................................................................... 20
2.4.1
Regresní analýza ............................................................................. 20
2.4.2
Metoda nejmenších čtverců ............................................................. 21
2.5
3
9
Ekonomické pojmy .................................................................................. 21
2.5.1
Náklady ............................................................................................ 21
2.5.2
Výnosy ............................................................................................. 22
2.5.3
Výsledek hospodaření ..................................................................... 22
2.5.4
Nákladovost .................................................................................... 22
Metodika práce
24
3.1
Data z vlastního měření .......................................................................... 24
3.2
Převzatá data ........................................................................................... 24
6
Obsah
3.3 4
Teoretická data ........................................................................................24
Vlastní práce 4.1
Průběh sušení .......................................................................................... 25
4.1.1 4.2
25
Průběh sušení kukuřice při získávání dat ....................................... 25
Volba závislé proměnné...........................................................................26
4.2.1
Úbytek vlhkosti ................................................................................26
4.2.2
Hmotnostní množství odpařené vlhkosti ........................................26
4.3
Nezávisle proměnná ................................................................................ 27
4.4
Závislost mezi proměnnými .................................................................... 27
4.4.1
Zobrazení proměnných v bodovém grafu ...................................... 28
4.4.2
Odstranění extrémních hodnot .......................................................29
4.5
Vyrovnané hodnoty ................................................................................ 30
4.6
Původní a vyrovnané hodnoty .................................................................32
4.7
Statické výpočty z naměřených teplot .....................................................32
4.7.1
Stanovení entalpie a měrné vlhkosti vzduchu.................................33
4.7.2
Výpočet měrné spotřeby vzduchu a tepla........................................33
4.7.3
Výpočet celkového tepelného příkonu sušičky................................33
4.7.4
Výpočet spotřeby topného média ....................................................33
4.8
Statické výpočty z převzatých teplot .......................................................34
4.8.1
Volba nejteplejšího a nejstudenějšího dne ...................................... 35
4.8.2
Dosazení teplot do funkce vyrovnaných hodnot ............................. 35
4.8.3
Sušárenské výpočty ..........................................................................36
4.9
Ekonomické kalkulace při různých teplotách ........................................ 38
4.9.1
Vyčíslení nákladů .............................................................................39
4.9.2
Vyčíslení výnosu ............................................................................. 40
4.9.3
Vyčíslení zisků................................................................................. 40
4.9.4
Nákladovost ..................................................................................... 41
5
Závěr a doporučení
42
6
Použité zdroje
44
A
Výchozí data
47
Seznam obrázků
7
Seznam obrázků Obr. 1
Ohřev vzduchu znázorněný v HX diagramu
16
Obr. 2
Sušení kukuřice (vlhčení vzduchu) znázorněné v HX diagramu
17
Obr. 3
Celý průběh sušení znázorněný v HX diagramu
18
Obr. 4
Bodový graf odpařené vody v kg/s versus průměrná teplota vzduchu 29
Obr. 5 Bodový graf odpařené vody v kg/s versus průměrná teplota vzduchu bez ext. hodnot 30 Obr. 6 Graf odpařené vody v kg/s a vyrovnaných hodnot versus teplota vzduchu
32
Obr. 7
35
Graf vývoje teplot od 1.9. do 30.11. 2012 (Meteostanice, 2013)
8
Seznam tabulek
Seznam tabulek Tab. 1
Hodnoty nezávisle a závisle proměnné
28
Tab. 2
Sumy čtverců při různých hodnotách parametru M
31
Tab. 3
Sušárenské výpočty pro naměřené teploty
34
Tab. 4
Sušárenské výpočty pro teplý den
37
Tab. 5
Sušárenské výpočty pro studený den
38
Tab. 6
Množství spotřebovaného plynu ve sledovaných obdobích
39
Tab. 7
Náklady na jedno tunoprocento ve sledovaných obdobích
40
Tab. 8
Zisky z jednoho tunoprocenta ve sledovaných obdobích
41
Tab. 9
Nákladovost ve sledovaných obdobích
41
Tab. 10 Naměřená data
47
Tab. 11 Data o teplotě ve stupních celsia během sledovaných období
48
Úvod a cíl práce
9
1 Úvod a cíl práce 1.1
Úvod
Tématem bakalářské práce je efektivita sušení kukuřice ve společnosti Landproduct, a.s. Efektivita je široce užívaným pojmem v mnoha oborech lidské činnosti. Můžeme se setkat s efektivitou práce, času, energie aj. Obecně můžeme říci, že se jedná o dosažení určitého výsledku s minimem vynaložených zdrojů. Synek (2002) uvádí, že je nutné rozlišovat ekonomickou efektivnost od efektivnosti používané v technických vědách, kterou nazývá účinností. Zdůrazňuje, že účinnost zohledňuje pouze míru využití energie. K posouzení ekonomické efektivnosti je nutné brát v úvahu hodnotu vstupů a výstupů, přičemž pro dva různé subjekty nemusí být tyto hodnoty stejné. Různé subjektivní preference tak mohou změnit efektivnost nějakého procesu. Heyne (1991) subjektivní stránku efektivnosti nazývá relativní efektivnost. Stejný autor dále uvádí, že efektivní je pro subjekt činnost, která nejvíce přispívá ke splnění jím stanoveného cíle. Zvyšování efektivity, zejména pomocí nových technologií a postupů, je dnes jedním z hlavních trendů ve vyspělých zemích, což je jedním z hlavních důvodů zpracování tohoto tématu. Sklizeň kukuřice, obdobně jako jiných zrnin, probíhá v řádech týdnů a během této doby se jí sklidí velké množství. Nejen z ekonomických důvodů, jako je nízká cena v době sklizně díky přebytku kukuřice nebo díky oportunitním nákladům, není možné veškerou kukuřici v rozumné době zpracovat, a proto je potřebné kukuřici vhodně uskladnit. Abychom předešli ztrátám během skladování, je nutné vytvořit co nejoptimálnější podmínky, při kterých nedochází ke znehodnocování uskladněné plodiny. Díky tomu můžeme kukuřici dlouhodobě skladovat a postupně dodávat na trh. Jedním z nejdůležitějších faktorů, zejména při dlouhodobém skladování, je vlhkost kukuřice. Obsah vody v kukuřici může společnost přímo ovlivnit a to jejím snížením na požadovanou hodnotu. K tomuto účelu disponuje sušičkou, což je zařízení, které pomocí ohřátého vzduchu odvádí se sušeného materiálu vlhkost. V bakalářské práci provádíme analýzu efektivity sušení kukuřice. Základní hypotézou práce je předpoklad, že povětrnostní podmínky ovlivňují průběh sušení zrna. Zaměřujeme se na okolní teplotu vzduchu a snažíme se zjistit, zda se při různých povětrnostních podmínkách mění i efektivita sušení zrna. Zkoumáme závislost množství vysušené vody na okolní teplotě vzduchu. Popisujeme tedy, při jakých teplotách je sušení nejefektivnější. Naším předpokladem je, že s rostoucí teplotou vzduchu roste množství odpařené vody. Ověření tohoto předpokladu provádíme v praktické části bakalářské práce. V teoretické části se zabýváme především seznámením čtenáře s procesy a názvy, které jsou použity v praktické části.
10
1.2
Úvod a cíl práce
Cíl práce
Základní hypotézou bakalářské práce je předpoklad, že povětrnostní podmínky ovlivňují průběh sušení zrna. Zaměřujeme se na okolní teplotu vzduchu. Snažíme se zjistit, zda se při různých povětrnostních podmínkách mění i efektivita sušení zrna. Hlavním cílem bakalářské práce je ověření závislosti mezi množstvím vysušené vlhkosti z kukuřice během procesu sušení a průměrnou okolní teplotou vzduchu po dobu pobytu zrna v sušičce. Dílčím cílem je určení rovnice vyrovnaných hodnot, na základě které stanovíme množství vysušené vlhkosti z kukuřice při rozdílných teplotách. Dalším cílem je stanovení teploty vzduchu, při které je sušení kukuřice nejefektivnější. Podle rovnice vyrovnaných hodnot bude stanoveno množství odpařené vlhkosti při různých teplotách. Pro porovnání efektivnosti při různých teplotách budou vybrány dva dny a to den s nejvyšší průměrnou teplotou a den s nejnižší průměrnou teplotou z období od 1. září do 30. listopadu. Jedná o období, kdy je aktuální sklizeň kukuřice a tedy i sušení. V závislosti na výsledcích zkoumání budou vytvořeny doporučení pro společnost Land-product, a.s, která by měla vést ke snížení nákladů na sušení.
1.3
Společnost Land-product, a.s.
Společnost Land-product byla založena v roce 2000 jako akciová společnost. V současné době podnik sídlí v Božicích u Znojma, kde má také místo podnikání. Společnost se zabývá nákupem, prodejem, skladováním a s tím související úpravou zemědělských plodin. Hlavní komodity, se kterými společnost obchoduje, jsou sladovnické a krmné odrůdy ječmene, potravinářské a krmné odrůdy pšenice, kukuřice a slunečnice (Land-product, 2008). Komodity jsou vykupovány od regionálních zemědělských družstev a soukromých zemědělců a prodávány zejména sladovnám Souffle, pivovarům a mlýnům. Hlavním podnětem k založení společnosti byla malá konkurence v oblasti výkupu zemědělských plodin. V regionu sice existovalo několik společností zabývajících se touto činností, ale díky nerovnoměrnému rozmístění byly pro některá zemědělská družstva i soukromníky poměrně vzdálená, což vedlo k velkým nákladům za dopravu. Významnou službou, kterou společnost Land-product nabízí, je silniční motorová nákladní doprava, která zejména v počátcích výrazně přispěla k přílivu nových zákazníků. V roce 2008 společnost dokončila stavbu sušičky zemědělských plodin, která výrazně napomáhá k vytvoření optimálnějších vlastností plodin pro proces uskladnění. Současná kapacita skladovacích prostor je cca 45 000 tun. Z toho 35 000 tun poskytují sila, což jsou zemědělské stavby určené ke skladování zejména pícnin. Zbylou část, tedy asi 10 000 tun skladovacích prostor, tvoří betonové hangárové sklady.
Úvod a cíl práce
11
Dnes má společnost 21 zaměstnanců a kromě výkupu zemědělských plodin se zaměřuje také na prodej osiv, krmiv, hnojiv a další zemědělské chemie. Společnost disponuje vlastní laboratoří, v níž testuje vzorky každého přijímaného produktu a na základě výsledků naskladňuje produkty dle kvality.
12
Literární přehled
2 Literární přehled V části literární přehled je popsána terminologie použitá v bakalářské práci. Jsou zde objasněny procesy, jevy a použité vzorce, se kterými pracujeme v dalších částech.
2.1
Sušení kukuřice
Posklizňové ošetřování zrnin je dnes jedním z klíčových procesů probíhajících v zemědělsky orientovaných podnicích. Jenom zrniny zbavené nežádoucích příměsí, nečistot a přebytečné vody lze optimálně skladovat a později zpeněžit za co nejvyšší cenu. Právě snížení obsahu vody v zrninách je klíčivým faktorem při jejich konzervaci, protože dojde k přerušení biochemických a bakteriálních pochodů, díky čemuž je možné zrniny dlouhodobě skladovat (Maléř, 1996b). Obecně se obsah vody ve sklizených zrninách pohybuje v poměrně širokém rozmezí, v závislosti na odrůdě, povětrnostních podmínkách při sklizni a jiných vlivech. Zrno může při průměrné vlhkosti 15 % obsahovat zrna s obsahem vody 12 %, ale i zrna s obsahem vody 40 % nebo 50 %. Zde po uskladnění dochází k výměně obsahu vody mezi suchým a mokrým zrnem. V obvyklém prostředí trvá vyrovnání obsahu vody 30 až 40 dnů (Maléř, 1996a). Maléř (1996a) ve své knize uvádí: "Sušení je tepelný proces, při kterém se k zrninám přivádí teplo tzv. sušícím prostředím. Teplo uvolňuje vodu a přivádí ji do stavu nasycené páry. Pára pak přechází do sušícího prostředí." Při sušení je tedy k zrninám pomocí ventilátorů přiváděn (teplý) vzduch, který přebírá část vlhkosti zrnin a poté je odváděn pryč. Přesnější metodu sušení pak definují ve své knize Hasal, Schreiber a Šnita (2007), kteří přestup tepla z proudícího plynu a následný odvod vlhkosti nazývají konvekční sušení. Podle stejných autorů se jedná o nejrozšířenější způsob sušení. Samotné sušení zrnin je energeticky velmi náročným procesem a jeho potřeba při posklizňovém zpracování je kolísavá. V sezonách s velkým úhrnem srážek v době žní je sušena velká část sklizně a naopak v sušších sezonách pouze malá část sklizených zrnin. U kukuřičného zrna je obvyklý obsah vody při sklizni kolem 30 %. Hlavním úkolem sušení zrnin je zredukovat obsah vody v zrninách určených pro krátkodobé skladování pod 15 % a v zrninách určených pro dlouhodobé skladování pod 13 %. Stejně jako je škodlivý vysoký obsah vody, může zrniny znehodnotit i nízký obsah vody. Minimální hranice obsahu vody se pohybuje v rozmezí 8 - 10 %. Při nižší vlhkosti dochází k biologickému znehodnocení (Maléř, 1996b). V praxi se pro snížení obsahu vody v zrninách používá několik různých metod sušení. V bakalářské práci se budume zabývat především metodou sušení upraveným sušícím vzduchem, proto se v dalším textu budume věnovat převážně této metodě sušení.
Literární přehled
13
Při sušení předehřátým sušicím vzduchem se používají vyvíječe tepla, které upravují (zvyšují) teplotu vzduchu a tím zvyšují jeho vlhkostní kapacitu. K ohřevu vzduchu se ve většině případů používá elektrická energie nebo spalování topných olejů či plynu, přičemž elektrická energie se využívá zejména při nižších předehřívacích teplotách (Maléř, 1996a). Z tohoto hlediska se využití spalovacích mechanismů jeví jako výhodnější. 2.1.1
Popis sušičky
Proces sušení zemědělských plodin zajišťuje ve společnosti Land-product kontinuální sušička zrnin Stela MDB-XN 2/6 S. Výrobcem sušičky je německá firma Stela Laxhuber GmbH, importérem je společnost PAWLICA s.r.o. „Stela je vertikální šachtová sušička, kterou tvoří do sebe uzavřený systém, skládající se z ohřívače vzduchu, sušící věže a vzduchotechnických zařízení.“ (PAWLICA s.r.o., 2008) K sušičce dále patří kontrolní a zebezpečovací zařízení a rozvaděč sloužící k obsluze sušičky. Rozvaděč je ve většině případů umístěn mimo vlastní stavbu sušičky, zpravidla ve velínu. Při sušení je plodina nejprve dopravena pomocí různých dopravníků (zejména elevátory a redlery) do zásobníku, který se nachází nad sušící věží. Odtud se díky vlastní váze postupně propadá do spodní části sušící věže. Plnění a vyprazdňování sušičky probíhá diskontinuálně v určitých časových intervalech nastavitelných obsluhou v závislosti na parametrech sušené plodiny. Vývod plodiny ze sušící věže zajišťuje pohyblivý rošt, který otevírá a uzavírá vývodní otvory. Pohyb roštu probíhá v pravidelných intervalech. Následně je plodina odvedena pryč. Do sušící věže je pomocí odtahových ventilátorů nasáván vzduch. Do horní části je přiváděn teplý vzduch, ohřátý pomocí prostorových hořáků, díky kterému dochází k sušení plodiny. Naopak do spodní části sušící věže je přiváděn studený vzduch a dochází ke chlazení plodiny. Intenzita sušení je dána délkou pobytu plodiny v sušící věži (Pawlica s.r.o., 2008). Délka pobytu je závislá na intervalu prodlevy (doba, po kterou je rošt uzavřen) a době otevření roštu. Přitom pro vztah intervalu prodlevy a intenzity sušení platí přímá úměrnost, ale pro vztah mezi dobou otevření roštu a intenzitou sušení platí úměrnost nepřímá. Jinými slovy, největší intenzity sušení bude dosaženo při dlouhých intervalech prodlevy a krátké době otevření roštu. Pomocí těchto dvou intervalů lze tedy přímo ovlivnit doba setrvání plodiny v sušící věži a tím i výslednou vlhkost. Delší doba pobytu plodiny v sušící věži poskytuje nižší výsledný obsah vody a obráceně, kratší doba pobytu znamená vyšší výsledný obsah vody. 2.1.2
Měření vlhkosti kukuřice
Vlhkost kukuřice před i po sušení byla měřena pomocí přístroje Infratec 1241 Grain Analyzer. Jedná se o automatický analyzátor schopný určit kvalitativní
14
Literární přehled
parametry vzorku. Přístroj používá technologii transmitace v blízké infračervené oblasti (NIT). Jedná se o zavedenou techniku analýzy celozrnných vzorků. Výhodou je tedy, že se testované vzorky nemusí před vložením do přístroje žádným způsobem upravovat (například mlít). Přístroj je kromě vlhkosti schopný určit parametry jako obsah bílkovin, škrobu, objemovou hmotnost a další (UAS SERVICE CORP, 2010). Vlhkost kukuřice před sušením byla dle standartních postupů změřena a zaznamenána pracovníkem laboratoře při příjmu plodiny. Vlhkost kukuřice po sušení byla změřena autorem práce a to ihned po odebrání vzorku.
2.2
Statické výpočty sušičky
V následující části jsou uvedeny výpočty nezbytné pro analýzu závislosti mezi stavem okolního prostředí a efektivností sušení. Tyto výpočty dále používáme v praktické části a na jejich základě ekonomicky vyhodnocujeme efektivitu sušení. Podle autorů Los a Pawlica (2010) použijeme výpočty určené pro teoretickou sušičku. Jedná se o zjednodušené výpočty, neuvažující odvody tepla pláštěm sušárny, úniky sušícího média netěsnostmi a odvody tepla sušeným materiálem. Mezi nejdůležitější charakteristiky sušiček se řadí měrná spotřeba sušícího média, která určuje hmotnost suchého vzduchu potřebného k odpaření jednotky vlhkosti, měrná spotřeba tepla určující teplo potřebné k vysušení jednotky vlhkosti a dále tepelná účinnost, což je poměr tepla potřebného k odpaření vlhkosti a celkového dodaného tepla (Hasal, Schreiber, Šnita, 2007). 2.2.1
Množství vysušené vlhkosti
Při posuzování závislosti mezi vysušeným množstvím vody a okolními podmínkami se neobejdeme bez zavedení nové proměnné. Obyčejný rozdíl mezi vstupní ( ) a výstupní ( ) vlhkostí kukuřice by mohl být použit, ale jeho vypovídací hodnota by nebyla dostatečná. Proto zde při posuzování závislosti používáme hmotnostní množství odpařené vody (Los a Pawlica, 2010) a to podle vzorce (1), který udává množství odpařené vody. Vztah kromě vstupní a výstupní vlhkosti sušeného materiálu zohledňuje také množství ( ), které projde sušičkou za určitý čas. ∆m = m
∙
aaa
=
∙
% % %
(1)
Základním předpokladem pro vzorec (1) je platnost zákona o zachování hmoty. Podle něj se musí hmotnost sušeného materiálu a sušícího média na vstupu rovnat jejich hmotnosti na výstupu (Los a Pawlica, 2010).
Literární přehled
15
m 2.2.2
+m =m
+ m aaa kg + kg = kg + kg
(2)
Entalpie a měrná vlhkost
Pro další výpočty týkající se spotřeby energií musíme nejprve určit parametry sušícího média v průběhu sušení. Jedná se o entalpii ( ) a měrnou vlhkost ( ). Entalpie stanovuje množství tepelné energie, která je uložená v jednotkovém množství látky. Zapisuje se v J·kg-1. Měrná vlhkost udává množství vodní páry, kterou obsahuje 1 kg suchého vzduchu. Jelikož se většinou množství vodní páry ve vzduchu pohybuje v řádech gramů, používá se jednotka g·kg-1 (Schwarze, 2006). Pro výpočet je důležité stanovit entalpii a měrnou vlhkost sušícího média při vstupu do sušičky a následně při výstupu. Obě potřebné hodnoty můžeme určit pomocí Molierova diagramu nebo psychrometrických tabulek, popřípadě prostřednictvím vhodného softwaru. K určení stavu sušícího média v průběhu sušení potřebuji vždy tlak a alespoň 2 parametry, na základě kterých určím zbývající hodnoty. V praktické části budu vždy používat teplotu vzduchu (! ) a relativní vlhkost vzduchu (" ) na vstupu, na základě kterých určím měrnou vlhkost vzduchu ( ) a jeho entalpii ( ). Následně probíhá ohřev sušícího média na teplotu (! ) za konstantní měrné vlhkosti ( = ). Pomocí těchto dvou hodnot stanovím entalpii ohřátého vzduchu ( ). Posledním procesem je sušení materiálu, resp. vlhčení vzduchu, které probíhá za konstantní entalpie ( = ). Závěrečným krokem je tak určení měrné vlhkosti vzduchu na výstupu ( ) pomocí entalpie ( ) a předpokládané relativní vlhkosti vzduchu (" ) na výstupu (Schwarze, 2006). Ve všech výpočtech zahrnujících tlak vzduchu uvažujeme hodnotu 1013,25 kPa, což je normální atmosférický tlak (Meteocentrum.cz, 2013a). 2.2.3
Stavy vzduchu v průběhu sušení znázorněné v HX diagramu
Pro představu je proces sušení znázorněn na HX diagramech vlhkého vzduchu (QPRO, 2013). Na obrázku (1) je zobrazen ohřev vzduchu ze vstupní teploty (! ) na teplotu (! ). Počáteční stav zachycuje parametry vzduchu při vstupu do sušičky a stav „I“ zobrazuje parametry vzduchu po ohřátí. Jak bylo zmíněno v předchozí části, ohřev probíhá za konstantní měrné vlhkosti (platí = ).
16
Obr. 1
Literární přehled
Ohřev vzduchu znázorněný v HX diagramu
Po ohřátí vzduchu probíhá sušení kukuřice (vlhčení vzduchu), které je znázorněno na obrázku (2). Sušení probíhá ze stavu „I“ za konstantní entalpie (platí = ) až do stavu „II“. Stav „II“ zachycuje parametry vzduchu při výstupu ze sušičky.
Literární přehled
Obr. 2
17
Sušení kukuřice (vlhčení vzduchu) znázorněné v HX diagramu
Celý proces je znázorněn na obrázku (3). V ukázce průběhu sušení je vzduch nahříván na teplotu 60 °C, na rozdíl od výpočtů v praktické části, kde je nahříván na 150 °C.
18
Literární přehled
Obr. 3
Celý průběh sušení znázorněný v HX diagramu
2.2.4
Měrná spotřeba vzduchu
Prvním důležitým faktorem je měrná spotřeba vzduchu ($). Jak uvádí Los a Pawlica (2010), jedná se o hmotnost absolutně suchého vzduchu, která je zapotřebí k odvedení určité hmotnosti vlhkosti, zpravidla 1 kg. Vypočítá se pomocí vzorce (3).
Literární přehled
19
$=
%&& '%(
=
aaa
(3)
'
Hodnotu ( ) ve výše uvedeném vzorci můžeme nahradit hodnotou ( ), neboť tyto hodnoty jsou stejné. Rovnost obou hodnot si můžeme ověřit na obrázcích (1) a (3). 2.2.5
Měrná spotřeba tepla
Teplo, neboli tepelná energie, se do sušičky dodává, aby se docílilo odpařování vlhkosti ze sušeného materiálu. Dochází zde k fázové přeměně, kdy voda obsažená v sušeném materiálu přechází do sušícího média. Měrná spotřeba tepla ()) se stanoví podle vzorce (4) a udává množství tepla potřebného k odpaření 1 kg vlhkosti (Los a Pawlica, 2010). ) =$∙(
*
− )aaa
,
=
,
∙(
−
,
)
(4)
Na místo entalpie ( * ), použité v předchozím vzorci, můžeme dosadit také entalpii ( * ). Obě entalpie se rovnají. Ověřit si to můžeme opět v HX diagramech a to na obrázcích (2) a (3). 2.2.6
Celkový tepelný příkon
Celkový tepelný příkon (-. ) udává množství energie spotřebované za jednotku času. Vypočítáme ho podle vzorce (5). -. = ) ∙ ∆ 2.2.7
/ aaa
,
W= =
,
∙
(5)
Spotřeba topného média
Pomocí celkového tepelného příkonu, výhřevnosti topného média (12 ) a účinnosti spalování (3) můžeme stanovit množství spotřebovaného topného média za jednotku času. Výpočet provedeme podle vzorce (6). 4
2.3
56
= 7 '9aaa: 8
=
; <
; ∙% =>
?
(6)
Vlhkost vzduchu
Vlhkost vzduchu udává množství vodní páry ve vzduchu (Balnar, 2006). Jedná se o jeden ze základních meteorologických prvků. Vlhkost se do ovzduší dostává převážně vypařováním, případně sublimací, z vodních ploch, jako jsou moře, řeky, jezera apod. Je tedy přirozené, že největší množství vodních par ve vzduchu se vyskytuje v nižších vrstvách atmosféry. Zároveň platí, že větší vlhkost vzduchu je v okolí vodních ploch než ve vnitrozemí. Rychlost vypařování vody,
20
Literární přehled
tedy její přeměna z kapalné do plynné formy, závisí na teplotě. Přičemž vyšší teplota znamená vyšší rychlost vypařování (Meteocentrum.cz, 2013b). Množství vodní páry ve vzduchu se ale nemůže zvětšovat neomezeně. Při dané teplotě se může zvětšovat jen po určitou hodnotu. Maximální množství vodní páry ve vzduchu se označuje jako stav nasycení vzduchu vodní parou. pro každou teplotu tedy existuje hodnota obsahu vlhkosti ve vzduchu, která nemůže být překročena. Další množství vodní páry nad hodnotu nasycení vzduch nepojme. Při snížení teploty bude nadbytečné množství par přecházet kondenzací ve vodu, nebo desublimací v led. Neobsahuje-li vzduch žádné vodní páry, označujeme ho jako suchý vzduch. Naopak je-li nasycen vodními parami, mluvíme o mokrém vzduchu. Zároveň platí, že čím vyšší je teplota vzduchu, tím více vodních par je potřeba k jeho nasycení. K měření a vyjádření vlhkosti vzduchu se používají různé metody. V bakalářské práci jsem k vyjádření vodních par ve vzduchu použil relativní vlhkost vzduchu, proto zde ostatní způsoby zmíním pouze okrajově. K vyjádření vlhkosti se nejčastěji používá: • Absolutní vlhkost vzduchu • Relativní vlhkost vzduchu • Rosný bod • Tlak vodní páry Relativní vlhkost vzduchu, také nazývaná poměrná vlhkost, se udává v procentech. Vyjadřuje poměr mezi aktuálním tlakem vodních par a maximálním tlakem vodních pár ve stejných podmínkách (Český hydrometeorologický ústav, 2010). Jinými slovy, jedná se o poměr absolutní vlhkosti vzduchu a absolutní vlhkosti vzduchu plně nasyceného vodními parami při stejné teplotě. Naměřené hodnoty vlhkosti a teploty vzduchu použité v bakalářské práci pochází z vlastního měření. Hodnoty byly zjišťovány a zaznamenávány přímo v místě, kde probíhalo samotné sušení, pomocí přenosné meteorologické stanice.
2.4
Statistické pojmy
V následující kapitole jsou stručně popsány statistické pojmy a metody použité v bakalářské práci. 2.4.1
Regresní analýza
Regresní analýza patří mezi standardní a osvědčené statistické metody. Podle autorů Koutková a Moll (1991) je jejím cílem odhalit závislost jednoho náhodného vektoru (@) na hodnotách jiného vektoru ( ). Regresní analýza se zabývá jednostrannou závislostí (Hindls, 2007). Zároveň metoda umožňuje odhalit a kvantifikovat funkční vztahy mezi proměnnými (Motl, 2008). Na základě těch-
Literární přehled
21
to skutečností pak můžeme predikovat změny náhodného vektoru (@), též nazývaného závisle proměnná nebo vysvětlovaná proměnná, i mimo sledovaný obor hodnot náhodného vektoru ( ), nazývaného také nezávisle proměnná nebo vysvětlující proměnná (Koutková a Moll, 1991). Konkrétní uplatnění nalézá regresní analýza v širokém okruhu lidských činností. Jak uvádí Koutková a Moll (1991) mezi každodenní patří nepochybně předpovědi počasí, které jsou stanovovány na základě meteorologických údajů. Dále můžeme zmínit využití například v socioekonomické sféře, kde můžeme zkoumat výši měsíčního platu na základě dosaženého vzdělání apod. 2.4.2
Metoda nejmenších čtverců
Metoda nejmenších čtverců je jeden z postupů k určení bodového odhadu neznámých parametrů regresní funkce (Koutková a Moll, 1991). V práci použijeme metodu nejmenších čtverců v modifikaci pro základní model. Předpoklady základního modelu jsou následující: 1. Rozptyl náhodné veličiny A( )je konstantní. 2. 3.
Pro každé dva body z množiny B platí, že jim odpovídající náhodné veličiny mají nulovou kovarianci. Střední hodnota náhodné veličiny A( ) je rovna reálné funkci C( , E), kde F je vektor neznámých parametrů.
Metoda nejmenších čtverců hledá takovou funkci C( , E), pro kterou bude platit, že suma čtverců rozdílu náhodné veličiny (A) a reálné funkce C( , E) bude nejmenší možná, přičemž minimum je hledáno přes všechny náhodné vektory. Výsledná statistika (E) je pak nazývána odhad parametru (F) metodou nejmenších čtverců (Koutková a Moll, 1991)
2.5
Ekonomické pojmy
V další části jsou ve stručnosti popsány hlavní ekonomické pojmy, které se vyskytují v kapitolách zabývajících se kalkulací nákladů. 2.5.1
Náklady
Náklady jsou jedním z důležitějších ukazatelů hospodaření každého podniku. Jak ve své knize uvádí Martinovičová (2006), neustálá kontrola a korigování nákladů je pro podnikatelský subjekt nejen důležité, ale mnohdy nutné. Náklady slouží ke stanovení hospodaření podniku, který se spočte jako rozdíl mezi celkovými výdaji a celkovými náklady podniku. Pokud celkové náklady převýší celkové výnosy, vzniká ztráta, v opačném případě vzniká zisk (Martinovičová, 2006) Podle Synka (2002) jsou náklady finančně vyjádřené spotřebované výrobní faktory, případně opotřebení výrobních faktorů. Stejný autor dále uvádí, že náklady jsou účelně vynaložené výrobní faktory, vyjádřené v penězích, které jsou
22
Literární přehled
použity na tvorbu výnosů podniku. Obdobně charakterizuje náklady i Martinovičová (2006) a oba je shodně nazývají náklady ve finančním účetnictví. Vedle účetního pojetí nákladů můžeme hovořit ještě o ekonomickém pojetí nákladů (Synek, 2002) nebo jak uvádí Martinovičová (2006) o manažerském pojetí nákladů. Podle obou autorů se jedná o pojetí nákladů, které pracuje se skutečnými náklady, neboli uvažují nejen částky účetně vynaložené, ale také částky obětované. Hlavním rozdílem mezi účetním a manažerským (ekonomickým) pojetím nákladů jsou tedy náklady obětované příležitosti, jinak nazývané oportunitní nebo alternativní náklady. Martinovičová (2006) je popisuje jako sumu peněz, která je ztracena, jestliže nejsou zdroje použity na nejlepší možnou alternativu. 2.5.2
Výnosy
Podle Synka (2002) jsou výsledkem činnosti podniku výrobky nebo služby a jejich peněžní vyjádření za určité období nazýváme výnosy podniku. Výnosy tedy vyjadřují přírůstek zdrojů. Jsou to finanční částky, které podnik získal například poskytováním svých služeb nebo prodejem výrobků. Výnosy je třeba odlišit od příjmů, neboť výnosy představují získané zdroje, které nemuseli být k okamžiku jejich vyčíslení skutečně inkasovány (Martinovičová, 2006). 2.5.3
Výsledek hospodaření
Výsledek hospodaření se spočte odečtením nákladů od výnosů. Pokud náklady převyšují výnosy, výsledná hodnota je tedy záporná, jedná se o ztrátu. Jestliže jsou naopak výnosy vyšší nežli náklady, nazýváme výslednou hodnotu zisk. Jak uvádí Synek (2002), zisk reprezentuje základní motiv podnikání. Dále uvádí, že zisk je hlavním zdrojem samofinancování. Martinovičová (2006) označuje zisk jako kritérium ukazující výnosnost vloženého kapitálu a tím i efektivnost činnosti podniku. Kromě výše zmíněných důvodů, je zisk důležitým parametrem při stanovení mnoha poměrových ukazatelů (rentabilita nákladů, obratu, vlastního kapitálu aj.). 2.5.4
Nákladovost
Jedná se o ukazatel, který vyjadřuje poměr nákladů za určité období ve finančních prostředcích (G) vůči výkonům (tržby, objem výroby) za určité období ve finančních prostředcích (-). Čím je ukazatel menší, tím méně nákladů připadá na jednu jednotku výkonu. Nákladovost je možné vyčíslit jak pro celý podnik, tak pro jednotlivé výrobky (Martinovičová, 2006).
Literární přehled
23 I
ℎ = aaa 1 = 5
Kč Kč
(7)
Synek (2002) píše, že nákladovost můžeme považovat za ukazatel hospodárnosti a dodává, že hospodárnost bývá často ztotožňována s efektivností. Heyne (1991) považuje efektivnost a hospodárnost za synonyma, která zobrazují, s jakou účinností jsou vstupy využívány k dosažení vytyčených cílů.
24
Metodika práce
3 Metodika práce Výpočty a grafy v bakalářské práci jsou prováděny pomocí programu Gretl a vychází z vlastních dat, není-li uvedeno jinak. Program Gretl je statistický software určený především k ekonometrickým analýzám. Jedná se o volně šiřitelný, open-source, software, který je napsán v programovacím jazyce C. K doplňujícím výpočtům a zpracování dat byl použit program sady MS Office – Excel.
3.1
Data z vlastního měření
Z vlastního měření pochází hodnoty výstupní vlhkosti kukuřice, relativní vlhkosti vzduchu, teploty vzduchu na vstupu a teplota ohřátého vzduchu. Údaje o výstupní vlhkosti byly získány přímo na místě v době sušení. Vzorky byly odebírány v pravidelných intervalech každých 30 minut. Poté byly vzorky vyhodnoceny pomocí přístroje Infratec 1241 Grain Analyzer, jehož popis je uveden v teoretické části. Data o relativní vlhkosti a teplotě vzduchu byla zaznamenávána také v pravidelných intervalech 30 minut, vždy v době odebírání vzorku. Parametry vzduchu byly měřeny pomocí meteostanice, jejíž čidlo bylo umístěno 2 metry nad zemí a ve stínu. Vzduch byl v průběhu sušení nahříván na teplotu 150 °C.
3.2
Převzatá data
Mimo výše zmíněná data jsou v bakalářské práci použity také hodnoty vstupní vlhkosti kukuřice a množství zpracované kukuřice. Vstupní vlhkost kukuřice byla převzata z příjmové knihy společnosti Landproduct (2012). Do příjmové knihy jsou zaznamenávána množství dodané kukuřice, včetně vlhkosti kukuřice. Vlhkost kukuřice měří pracovníci laboratoře ihned při příjmu plodiny přístrojem Infratec 1421 Grain Analyzer. Na základě těchto dat jsme určili celkové množství kukuřice, které mělo být zpracováno. Dále jsme v bakalářské práci použili data o teplotě a relativní vlhkosti vzduchu, která byla převzata z meteostanice ve Znojmě.
3.3
Teoretická data
Výstupní teplota nebo relativní vlhkost vzduchu byla z technických a bezpečnostních důvodů neměřitelná, proto podle autorů Los a Pawlica (2010) uvažujeme výstupní relativní vlhkost vzduchu 90 %. V období mezi odebráním jednotlivých vzorků uvažujeme konstantní výstupní vlhkost kukuřice, teplotu a relativní vlhkost vzduchu. Ve všech výpočtech zahrnujících tlak vzduchu uvažujeme hodnotu normálního atmosférického tlaku, tj. 1013,25 kPa (Meteocentrum.cz, 2013a).
Vlastní práce
25
4 Vlastní práce V následujících částech se budeme závislostí zabývat z praktického hlediska. Postupně se budeme snažit dojít k závěru, zda mezi hmotnostním množstvím vysušené vlhkosti z kukuřice při procesu sušení a průměrnou teplotou vzduchu po dobu pobytu zrna v sušičce existuje závislost. Pokud potvrdíme hypotézu, navrhneme společnosti na základě výsledků řešení, která povedou ke snížení nákladů.
4.1
Průběh sušení
Na základě praxe a konzultací s obsluhou sušičky ve společnosti Land-product v Božicích jsme došli k závěru, že sušení může mít několik různých průběhů, které se mezi sebou liší zejména počátkem a koncem sušení. V případě, že probíhá první sušení kukuřice v sezóně, naplní se sušicí věž kukuřicí a spustí se sušení. V takové situaci je zhruba první třetina obsahu sušičky vysušená méně, protože uvnitř sušící věže stráví kratší dobu. Při ukončování sušení se v sušící věži ponechají přibližně dvě třetiny jejího obsahu, které se později při dalším sušení doplní stejnou plodinou. Pomocí tohoto postupu se předejte vyššímu obsahu vody v počátcích sušení, neboť částečně vysušená kukuřice ponechaná v sušící věži se dosuší při dalším spuštění. Pokud se jedná o poslední sušení v sezóně, neponechává se v sušící věži žádná plodina. Jakmile klesne obsah sušicí věže na dvě třetiny, začne se sušení pozvolna vypínat a při obsahu jedné třetiny je úplně vypnuto. Poslední dvě třetiny kukuřice jsou tedy vysušeny méně. 4.1.1
Průběh sušení kukuřice při získávání dat
V našem případě se jednalo o poslední sušení v sezóně, sušící věž tedy byla z dvou třetin naplněna kukuřicí z předchozího sušení. Jestliže víme, že v sušící věži zbyli dvě třetiny jejího obsahu z předchozího sušení, musíme určit dobu, po kterou se budou zpracovávat, tedy čas, kdy začne vystupovat námi sledovaná kukuřice. Abychom toto mohli provést, je třeba stanovit dobu průchodu zrna sušící věží. Doba průchodu zrna (DPZ) se stanoví pomocí intervalu otevírání roštu, který odečteme z displeje. V našem případě byl interval otevírání roštu po celou dobu měření nastaven na 235 sekund. Při jednom otevření roštu propadne 1 t kukuřice a kapacita sušičky je 72 t. Jelikož známe celkovou kapacitu sušičky a množství kukuřice, které se zpracuje za jednotku času, můžeme pomocí jednoduchého výpočtu určit dobu pro zpracování vybraného množství zrna.
26
Vlastní práce
DPZ =
PQž STí V VřXYZ
aaa:s =
[\]^YQT^Pé `PQž STí a^ bZcPQS V č^ V
ef gh 8
?
(8)
Podle vzorce (8) stanovíme dobu, po kterou se bude zpracovávat předešlá kukuřice, což je 3,13 hodin. Zároveň stanovíme čas, kdy propadne první část námi sledované kukuřice.
4.2 4.2.1
Volba závislé proměnné Úbytek vlhkosti
Na první pohled se může zdát, že vhodnou proměnnou k zastoupení závisle proměnné by mohl být obyčejný rozdíl mezi vstupní a výstupní vlhkostí. Taková proměnná by ale vystihovala pouze pokles relativní vlhkosti kukuřice. V našem případě potřebujeme, aby v závisle proměnné byl zahrnut také poměr poklesu vlhkosti vůči původní vlhkosti. Jinými slovy, je rozdíl, pokud je úbytek vlhkosti 10 % z kukuřice o původní vlhkosti 30 % a z kukuřice o vlhkosti 15 %. V prvním případě totiž 10 % představuje třetinový pokles, naproti tomu v druhém případě se jedná o dvoutřetinový pokles. Právě tyto případy potřebujeme v našich závislých hodnotách rozlišit, neboť tak dosáhneme co nejlepších výsledků. Kromě předchozího je třeba v závislé proměnné zohlednit množství, které se zpracuje za určitý čas. Opět se jedná o velký rozdíl, pokud v jednom případě projde sušičkou 20 tun a ve druhém 40 tun. Z předešlých důvodů obyčejný rozdíl mezi vstupní a výstupní vlhkostí kukuřice nepoužijeme jako závisle proměnnou. Namísto toho použijeme hmotnostní množství odpařené vody, jehož popisem se budu zabývat dále. 4.2.2
Hmotnostní množství odpařené vlhkosti
Nezávisle proměnnou zastupuje hmotnostní množství odpařené vlhkosti za vteřinu. Důvody proč byla použita právě tato proměnná, byly zmíněny v předchozí části. Výpočet provedeme pomocí vzorce (1), do kterého za příslušné hodnoty dosadíme vlhkost kukuřice na vstupu, vlhkost kukuřice na výstupu a množství kukuřice na výstupu za sekundu. Jelikož do sušičky postupně vstupuje kukuřice o různých vlhkostech, musíme nejprve určit, kdy kukuřice o dané vlhkosti vystoupí a přiřadit ji ke správné výstupní vlhkosti. Podle vzorce (8) jsme stanovili dobu průchodu zrna na 4,7 hodiny. Odběry vzorků kukuřice byly prováděny v pravidelných intervalech, vždy po 30 minutách, proto pro větší přehlednost budeme v dalších částech uvažovat dobu průchodu zrna 4,5 hodiny. Na základě této hodnoty můžeme přiřadit k výstupním vlhkostem správné vstupní vlhkosti.
Vlastní práce
4.3
27
Nezávisle proměnná
Pro každou závisle proměnnou (@) je nezávisle proměnná ( ) spočtena jako průměrná teplota okolního vzduchu po dobu pobytu kukuřice v sušící věži. Zrno prochází sušičkou čtyři a půl hodiny, proto nezávisle proměnnou zastává aritmetický průměr teploty okolního vzduchu po uvedenou dobu. Zmíněný průměr je vypočítán z devíti hodnot teploty vzduchu, které byly zaznamenávány v půlhodinových intervalech. Při výpočtu aritmetického průměru používám teplotu vzduchu při odebrání vzorku a osm předchozích teplot.
4.4
Závislost mezi proměnnými
V tabulce (1) jsou uvedeny hodnoty závisle (@) a nezávisle proměnné ( ). Jak bylo zmíněno v předchozích částech, jedná se o hmotnostní množství odpařené vlhkosti a průměrnou teplotu vzduchu po dobu pobytu zrna v sušící věži.
28 Tab. 1
Vlastní práce Hodnoty nezávisle a závisle proměnné
Nezávisle proměnná průměrná teplota vzduchu [°C] 7,5111 7,5000 7,4889 7,4889 7,5000 7,4667 7,3778 7,2444 7,0667 6,8778 6,6556 6,4222 6,1333 5,8444 5,5333 5,2444 5,0111 4,8222 4,6444 4,4778 4,3222 4,2444 4,1667 4,2222 4,3667 4,5333 4,711111 4,8667 5,0778 5,3111 4.4.1
Závisle proměnná hmotnostní množství odpařené vlhkosti [kg·s-1] 0,604581 0,540635 0,656468 0,572491 0,595273 0,595273 0,561913 0,526793 0,585326 0,573619 0,573619 0,613805 0,557594 0,534116 0,517221 0,493711 0,443627 0,466976 0,544491 0,538573 0,618192 0,364579 0,359363 0,411626 0,367126 0,317063 0,255875 0,206352 0,105550 0,061108
Zobrazení proměnných v bodovém grafu
Provedli jsme empirický způsob volby, neboli vybrání vhodného typu regresní funkce na základě rozboru námi naměřených, empirických, hodnot. Základní metodou je v tomto případě posuzování závislosti na základě grafu, do kterého vyneseme hodnoty dvojic pozorování B a A. V našem případě se jedná o průměrnou teplotu vzduchu po dobu pobytu kukuřice v sušící věži (B) a množství vysušené vlhkosti (A). Vynesením dvojic hodnot vznikne bodový graf (viz Obr. 4). Každá dvojice hodnot představuje jeden bod v grafu.
Vlastní práce
Obr. 4
29
Bodový graf odpařené vody v kg/s versus průměrná teplota vzduchu
Na první pohled v bodovém grafu není patrný žádný trend. Tato skutečnost může být způsobena tím, že jsou v grafu zahrnuty i hodnoty zaznamenané během ukončování provozu sušičky. Zmíněné hodnoty nazvěme extrémní. Proč je množství odpařené vody v této fázi, oproti ostatním hodnotám, nižší bylo vysvětleno v předchozích částech. Extrémní hodnoty odstraníme, jelikož by nám mohli v dalších částech zkreslovat výsledky. Do pozorování zahrneme tedy pouze hodnoty ze souvislého provozu. 4.4.2
Odstranění extrémních hodnot
Výsledný bodový graf po odstranění extrémních hodnot, které se týkaly dat za poslední 2 hodiny sušení, je uveden níže (viz Obr. 5). Po odstranění extrémních hodnot můžeme vidět, že body v grafu mají exponenciální průběh. S rostoucí teplotou roste i vysušené množství vody, ale pouze do určité hodnoty množství odpařené vody. Z toho můžeme usoudit, že množství vysušené vlhkosti nemůže růst neomezeně, což je způsobeno rostoucí náročností na vysušení každého dalšího procenta vlhkosti.
30
Obr. 5
4.5
Vlastní práce
Bodový graf odpařené vody v kg/s versus průměrná teplota vzduchu bez ext. hodnot
Vyrovnané hodnoty
Technologické důvody vedou k závěru, že bodový graf závisle a nezávisle proměnné by měl mít exponenciální charakter, proto jsme se rozhodli proložit bodový graf funkcí exponenciálního typu. Použili jsme modifikovanou metodu nejmenších čtverců a to zlogaritmováním hodnot závisle proměnné (A), přestože jsme si vědomi, že je to porušení předpokladu o konstantním rozptylu náhodné veličiny A( ). Abychom mohli srovnávat náklady na sušení během různých teplot, musíme nejprve stanovit rovnici vyrovnaných hodnot, ze které budeme vycházet při stanovení množství odpařené vody za různých teplot. Při stanovení rovnice vyrovnaných hodnot jsme nejprve stanovili hodnoty (@i ) a to snížením parametru (j) o hodnoty odpařené vody za sekundu (@). y` = M − y
Následné jsme vypočítali hodnoty (m), jako přirozené logaritmy čísel (@i ).
(9)
Vlastní práce
31
z= ln (y` )
(10)
y = ln (k) + λ ∙ x
(11)
y = −0,13067 − 0,09078 ∙ x
(12)
Dalším krokem je určení parametrů (q) a (r), které získáme z rovnice přímkové regrese pro nezávisle proměnnou ( ) a závisle proměnnou (m). Výsledná rovnice přímkové regrese bude mít tvar podle rovnice (11).
Výsledná rovnice přímkové regrese pak má tvar: Parametr (r) je znám přímo z rovnice (12) a je roven -0,09078. Parametr (q) dopočítáme podle rovnice (13). k = e|P (
)
(13)
Výsledná hodnota parametru (q) je -0,87751. Rovnice vyrovnaných hodnot pak má tvar: y = M + k ∙ e}∙~
(14)
Pro tři parametry (j), (q) a (r) zvolené regresní funkce jsme v dostupném softwaru nenašli vhodnou metodu, proto jsme k problematice přistoupili poněkud numericky, tak že jsme postupně volili parametr (j) a dopočítávali (q) a (r) s tím, že jsme vybrali tu trojici parametrů, která realizovala minimální sumu čtverců. S přesností na dvě desetinná místa je nejmenší suma čtverců při j = 1,04 (viz tabulka 2). Tab. 2
Sumy čtverců při různých hodnotách parametru M
Hodnota M 0,8 0,85 0,9 0,95 1 1,04 1,05 1,1 1,15 1,2 1,25
Suma čtverců 0,101326767 0,101084683 0,100964174 0,100906106 0,100882161 0,100877409 0,100877591 0,10088424 0,100897393 0,100914236 0,100933047
Po dosazení hodnot (j), (q) a (r) vznikne rovnice (15). y = 1,04 − 0,87751 ∙ e
, • ‚ƒ∙~
(15)
32
4.6
Vlastní práce
Původní a vyrovnané hodnoty
Na obrázku (6) jsou v grafu zobrazeny původní dvojice dat hmotnostního množství odpařené vlhkosti a průměrné teploty vzduchu po dobu pobytu kukuřice v sušící věži a jejich vyrovnané hodnoty spočtené podle vzorce (14).
Obr. 6
4.7
Graf odpařené vody v kg/s a vyrovnaných hodnot versus teplota vzduchu
Statické výpočty z naměřených teplot
V následujících částech vyhodnotíme chod sušičky. Při výpočtech budeme používat vyrovnané hodnoty získané dosazením průměrných teplot stanovených z naměřených hodnot (viz tabulka 10 v příloze) do rovnice vyrovnaných hodnot (viz vzorec 14). Pro stanovení spotřeby plynu použijeme výpočty určené pro teoretickou sušičku. Nejprve stanovíme entalpii a měrnou vlhkost vzduchu během sušení a poté vypočítáme měrnou spotřebu tepelné energie. Z této hodnoty stanovíme celkovou spotřebu tepla, na základě které určíme spotřebu plynu během sušení. Hodnoty jsou měřeny v intervalu třiceti minut, proto budeme předpokládat, že po naměření zůstávají hodnoty konstantní a to až do dalšího měření.
Vlastní práce
33
Vzduch je při sušení nahříván na 150 °C a relativní vlhkost výstupního vzduchu uvažujeme 90 %. 4.7.1
Stanovení entalpie a měrné vlhkosti vzduchu
Pro určení celkové potřeby tepla, a tedy spotřeby plynu, musíme nejprve určit entalpii a měrnou vlhkost vzduchu ve dvou okamžicích. První je při vstupu vzduchu do sušičky a druhý okamžik je při výstupu vzduchu. Jak je uvedeno v teoretické části, nejprve provedeme výpočet entalpie a měrné vlhkosti vzduchu na vstupu, poté pomocí vypočítaných hodnot určíme entalpii ohřátého vzduchu a v posledním kroku stanovíme měrnou vlhkost vzduchu na výstupu. Ke stanovení všech parametrů vzduchu použijeme psychrometrický kalkulátor (Zhang, 2008). 4.7.2
Výpočet měrné spotřeby vzduchu a tepla
Dalším krokem k určení spotřeby plynu je stanovení měrné spotřeby vzduchu a měrné spotřeby tepla. K výpočtu měrné spotřeby vzduchu použijeme rovnici (3), kam dosadíme měrnou vlhkost vzduchu na výstupu a měrnou vlhkost vzduchu na vstupu. Výpočet provedeme pro všechny hodnoty. Výsledná data nám ukazují, jaké množství absolutně suchého vzduchu je zapotřebí k odvedení určitého množství vlhkosti. Dále spočteme měrnou spotřebu tepla a to pomocí rovnice (4). Do vzorce dosadíme měrnou spotřebu vzduchu z předchozího výpočtu a entalpii vzduchu na vstupu a vzduchu na výstupu. Výsledná čísla nám udávají množství tepla, které je potřebné k odpaření jednoho kilogramu vody. 4.7.3
Výpočet celkového tepelného příkonu sušičky
Celkový tepelný příkon sušičky vypočítáme pomocí měrné spotřeby tepla a množství vody, které se odpaří za vteřinu. Výpočet provedeme podle rovnice (5) dosazením příslušných hodnot. Výsledky nám ukazují, kolik je zapotřebí tepla, neboli energie, za jednotku času, v našem případě za vteřinu. 4.7.4
Výpočet spotřeby topného média
Posledním krokem před samotnou kalkulací nákladů na sušení, je stanovení spotřeby topného média – zemního plynu. To provedeme pomocí rovnice (6), do které dosadíme celkový tepelný příkon sušičky, výhřevnost zemního plynu a účinnost spalování. Podle technických specifikací udávaných výrobcem budeme uvažovat výhřevnost zemního plynu 1„ = 51,43 MJ·kg-1 (PAWLICA s.r.o., 2008). Při stanovení účinnosti spalování zemního plynu vyjdeme z hodnoty uváděné autory Los a Pawlica (2010) a budeme dosazovat 3 = 0,9. Výsledné hodnoty nám ukazují, jaké množství zemního plynu spotřebujeme za jednu vteřinu. Pro usnadnění v dalších kalkulacích nejprve převedeme tento
34
Vlastní práce
údaj na množství spáleného plynu za třicet minut. Následně můžeme spočítat celkové množství spáleného plynu během námi sledovaného úseku sušení. Celkový přehled výsledků a množství spotřebovaného zemního plynu je uveden v tabulce (3). Tab. 3
Sušárenské výpočty pro naměřené teploty
Čas 0:00 0:30 1:00 1:30 2:00 2:30 3:00 3:30 4:00 4:30 5:00 5:30 6:00 6:30 7:00 7:30 8:00 8:30 9:00 9:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 Celkem
4.8
Měrná spotřeba vzduchu [kg·kg-1] 21,69 21,68 21,69 21,69 21,70 21,70 21,70 21,70 21,71 21,71 21,71 21,72 21,72 21,73 21,72 21,73 21,72 21,72 21,72 21,72 21,72 21,73 21,73 21,72 21,72 21,72
Měrná spotřeba tepla [kj·kg-1] 3134,08 3131,23 3134,08 3130,02 3132,80 3141,61 3153,55 3159,86 3169,23 3170,12 3175,67 3180,12 3188,46 3189,50 3203,74 3202,89 3205,14 3205,98 3205,14 3208,36 3210,74 3203,44 3205,82 3192,88 3181,67 3173,60
Celkový tepelný příkon [kW] 1868,71 1865,61 1865,90 1863,48 1866,54 1867,56 1863,28 1849,72 1831,76 1806,95 1779,70 1749,54 1712,63 1670,57 1630,65 1585,03 1548,74 1518,28 1488,34 1461,68 1436,08 1419,37 1406,86 1410,84 1430,67 1455,18
Spotřeba plynu [m3·s-1] 0,0494 0,0494 0,0494 0,0493 0,0494 0,0494 0,0493 0,0489 0,0485 0,0478 0,0471 0,0463 0,0453 0,0442 0,0431 0,0419 0,0410 0,0402 0,0394 0,0387 0,0380 0,0375 0,0372 0,0373 0,0378 0,0385 2059,70 m3
Statické výpočty z převzatých teplot
Sušení kukuřice probíhá většinou v období od září do konce listopadu, proto v tomto období vybereme nejteplejší a nejstudenější den. Dny zvolíme dle prů-
Vlastní práce
35
měrné denní teploty. Do funkce vyrovnaných hodnot (viz rovnice 14) budeme dosazovat průměrné teploty vzduchu ze stejných časových okamžiků jako v původním měření a vypočítáme množství odpařené vody. Dosazované teploty nazvěme převzaté teploty z teplého, resp. studeného, dne. Podle množství odpařené vody poté provedeme kalkulaci nákladů na sušení během těchto dnů. Při kalkulaci nákladů budeme vycházet z výpočtů určených pro teoretickou sušičku. Kromě teploty vzduchu dále použijeme relativní vlhkost vzduchu k určení entalpie a měrné vlhkosti. Data o počasí pochází z meteostanice umístěné ve Znojmě vzdálené od místa sušení vzdušnou čarou 17.6 km (Google, 2013). 4.8.1
Volba nejteplejšího a nejstudenějšího dne
Z grafu na obrázku 4 vidíme průběh teploty naměřené meteostanicí ve Znojmě. Teplota vzduchu a další data jsou zde zaznamenávána každých 15 minut a jsou volně dostupná veřejnosti na oficiálních stránkách města Znojma.
Obr. 7
Graf vývoje teplot od 1.9. do 30.11. 2012 (Meteostanice, 2013)
Po vyhodnocení dat jsme jako nejteplejší den zvolili 11 září a naopak nejstudenější den 29. října. Připomeňme si, že tyto dva dny jsme vybírali podle průměrné teploty během celého dne. 4.8.2
Dosazení teplot do funkce vyrovnaných hodnot
Hmotnostní množství odpařené vody za vteřinu vypočítáme dosazením hodnot (B), v našem případě převzatých teplot během zvolených dvou dnů (viz tabulka
36
Vlastní práce
10 v příloze), do rovnice vyrovnaných hodnot (viz rovnice 14). Budeme předpokládat, že parametry sušení se mění každých třicet minut a mezi změnami jsou konstantní. Do rovnice budeme dosazovat průměrné teploty vypočítané z hodnoty v čase měření a osmi předcházejících hodnot z období od 0:00 do 12:30. Pro výpočet použijeme aritmetický průměr. 4.8.3
Sušárenské výpočty
Při následujících výpočtech spotřeby plynu budeme postupovat obdobně jako v kapitole (4.7). Nejprve určíme entalpii a měrnou vlhkost vzduchu v jednotlivých intervalech. Ke stanovení těchto dvou hodnot použijeme teplotu a relativní vlhkost vzduchu z příslušných časových okamžiků převzatou z meteostanice ve Znojmě. Následně stejně jako v předchozí kapitole spočteme měrnou spotřebu vzduchu a měrnou spotřebu tepla. Z vypočtených hodnot stanovíme celkový tepelný příkon, na základě kterého určíme spotřebu plynu. Jedná se o totožný postup jako v kapitole (4.7), proto ho zde nebudeme znovu podrobně popisovat. Přehled výsledků sušárenských výpočtů při převzatých teplotách je uveden v tabulkách (4) a (5).
Vlastní práce Tab. 4
37
Sušárenské výpočty pro teplý den
Čas 0:00 0:30 1:00 1:30 2:00 2:30 3:00 3:30 4:00 4:30 5:00 5:30 6:00 6:30 7:00 7:30 8:00 8:30 9:00 9:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 Celkem
Měrná spotřeba vzduchu [kg·kg-1] 21,53 21,55 21,53 21,53 21,55 21,56 21,56 21,55 21,56 21,56 21,56 21,56 21,55 21,56 21,55 21,56 21,56 21,55 21,56 21,54 21,53 21,51 21,50 21,46 21,43 21,43
Měrná spotřeba tepla [kj·kg-1] 2874,24 2879,43 2898,49 2909,00 2907,33 2910,67 2913,08 2919,76 2927,86 2932,68 2944,54 2951,51 2956,64 2964,13 2959,12 2944,85 2925,83 2909,86 2841,01 2819,54 2813,90 2781,06 2790,26 2742,67 2745,63 2713,36
Celkový tepelný příkon [kW] 2640,25 2623,96 2618,45 2606,97 2586,05 2571,45 2557,19 2548,01 2539,02 2529,20 2523,91 2516,66 2508,61 2499,88 2482,59 2462,21 2444,50 2436,53 2402,76 2415,21 2441,66 2450,31 2492,37 2488,11 2522,45 2523,47
Spotřeba plynu [m3·s-1] 0,0698 0,0694 0,0693 0,0690 0,0684 0,0680 0,0677 0,0674 0,0672 0,0669 0,0668 0,0666 0,0664 0,0661 0,0657 0,0651 0,0647 0,0645 0,0636 0,0639 0,0646 0,0648 0,0659 0,0658 0,0667 0,0668 3115,80 m3
38 Tab. 5
Vlastní práce Sušárenské výpočty pro studený den
Čas 0:00 0:30 1:00 1:30 2:00 2:30 3:00 3:30 4:00 4:30 5:00 5:30 6:00 6:30 7:00 7:30 8:00 8:30 9:00 9:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 Celkem
Měrná spotřeba vzduchu [kg·kg-1] 21,72 21,71 21,70 21,71 21,70 21,70 21,71 21,71 21,71 21,71 21,70 21,72 21,71 21,72 21,71 21,72 21,72 21,72 21,72 21,72 21,71 21,70 21,70 21,71 21,70 21,71
Měrná spotřeba tepla [kj·kg-1] 3 281,22 3 280,93 3 281,75 3 282,96 3 283,06 3 290,43 3 296,06 3 292,67 3 292,67 3 298,45 3 296,87 3 297,06 3 289,05 3 288,23 3 287,59 3 285,92 3 284,31 3 284,60 3 279,12 3 271,00 3 265,09 3 253,25 3 241,70 3 241,78 3 231,83 3 225,60
Celkový tepelný příkon [kW] 767,07 758,98 751,13 743,34 737,97 723,34 705,42 674,36 646,48 625,07 602,05 584,93 574,91 569,02 574,65 588,66 608,27 628,07 652,18 683,66 720,47 760,53 812,60 866,25 923,33 986,91
Spotřeba plynu [m3·s-1] 0,0203 0,0201 0,0199 0,0197 0,0195 0,0191 0,0187 0,0178 0,0171 0,0165 0,0159 0,0155 0,0152 0,0151 0,0152 0,0156 0,0161 0,0166 0,0173 0,0181 0,0191 0,0201 0,0215 0,0229 0,0244 0,0261 869,98 m3
Již ze současných výsledků si můžeme povšimnout, že spotřeba plynu se při jednotlivých teplotách značně liší. Rozdíl spotřeby plynu mezi teplým a studeným dnem je 2245,82 m3. Přesnějším porovnáním se budeme zabývat v další kapitole.
4.9
Ekonomické kalkulace při různých teplotách
V části ekonomické kalkulace budeme porovnávat jednotlivá sledovaná období z ekonomického hlediska. Postupně vyčíslíme náklady, výnosy a zisky na jedno tunoprocento za jednotlivá sledovaná období.
Vlastní práce
39
Tunoprocento, neboli součin zpracovaného množství kukuřice v tunách a odvedené vlhkosti v procentech, je základní jednotkou používanou v sušárenství, pomocí které se stanoví cena sušení. Příklad: Mějme kukuřici o celkovém množství 50 t a vstupní vlhkosti 35 %. Zmíněnou kukuřice chceme vysušit na 15 %. Vysušeno bude tedy 1 000 t% (50 ∙ (35 − 15) = 1000). Hodnotu 1000 t% můžeme interpretovat způsobem, že z jedné tuny bylo odvedeno 1000% její hmotnosti vlhkosti, tj. 10 tun, což je samozřejmě nesmysl. Nicméně pokud budeme předpokládat, že bylo odvedeno 10 % vlhkosti ze 100 tun, což je reálně možné, pak je hmotnost odvedené vlhkosti opět 10 tun. Zmíněným způsobem budeme postupovat při stanovování vysušených tunoprocent, které určíme na základě množství vysušené vlhkosti spočtené z rovnice vyrovnaných hodnot. Budeme-li dále pokračovat v příkladu a uvažovat výnos z vysušení jednoho tunoprocenta 40 Kč, pak bude celkový výnos 40 000 Kč. 4.9.1
Vyčíslení nákladů
Do nákladů budeme zahrnovat spotřebu zemního plynu na vysušení jednoho tunoprocenta stanoveného ze statických výpočtů a dále spotřebu elektrické energie a mzdu. Při stanovení mzdy vyjdeme z rovnice (17) a při stanovení spotřeby elektrické energie vyjdeme z rovnice (16), přičemž obě rovnice udávají náklady na jedno tunoprocento (Kalus, 2010). C†† =
‡ˆˆ ∙‰ˆŠ I%
‹č
aaa:.% = ‹č
C•‘ ’“ aaa:.% = ”%
Tab. 6
Œč ∙e• g•Ž 6% Ž
Œč Ž 6% Ž
?
(16)
?
(17)
Množství spotřebovaného plynu ve sledovaných obdobích
Naměřené teploty Celková spotřeba zemního plynu [m3] Celkové množství vysušené vlhkosti [t] Množství plynu potřebného k odvedení 1 t vlhkosti
Teplý den
Studený den
2059,70
3115,80
869,98
24,53
40,92
10,04
83,97
76,14
86,65
Absolutní spotřeba zemního plynu je podle tabulky (6) nejmenší při nízkých teplotách. Nicméně budeme-li spolu se spotřebou zemního plynu sledovat i množství odvedené vlhkosti, tedy spočteme-li množství zemního plynu potřeb-
40
Vlastní práce
né k odpaření jedné tuny vlhkosti, zjistíme, že nejmenší spotřeba zemního plynu na vysušení jedné tuny vlhkosti je při vyšších teplotách. Nejméně spotřebovaného plynu je tedy při vyšších teplotách. Taková interpretace výsledků se zdá být i logická, neboť čím je teplota vzduchu vyšší tím méně tepla mu musíme dodat, abychom ho ohřáli na požadovanou teplotu. V tabulce (7) jsou uvedeny celkové náklady na jedno tunoprocento ve sledovaných obdobích. Náklady na zemní plyn jsou stanoveny při ceně Cp = 7,3 Kč·m-3. Náklady na mzdu a elektrickou energii jsou spočteny podle předchozích rovnic a to při ceně elektrické energie Cee = 5,08 Kč·kWh-1 a hodinové mzdě Co = 110 Kč. Příkon elektromotorů stanovíme podle technické dokumentace Pem = 92 kW. Výkonnost sušičky je pro jednotlivé varianty stanovena individuálně a to množstvím vysušených tunoprocent za jednu hodinu při celkové době sušení 12,5 hodin. Tab. 7
Náklady na jedno tunoprocento ve sledovaných obdobích
Naměřené teploty Náklady na plyn 1 t% [Kč] Náklady na elektrickou energii na 1 t% [Kč] Náklady na mzdy na 1 t% [Kč] Celkové náklady na 1 t% [Kč]
Teplý den
Studený den
6,13
5,56
6,33
2,38
1,43
5,82
0,56
0,34
1,37
9,07
7,32
13,51
Z porovnání nákladů na jedno tunoprocento je vidět, že nejnižší náklady jsou během teplého dne a naopak nejvyšší během teplot ze studeného dne. 4.9.2
Vyčíslení výnosu
Výnosy budeme kalkulovat v korunách za jedno tunoprocento. Nebudeme se zde zabývat celkovými výnosy, neboť ty se odvíjí od množství vysušených tunoprocent, které jsou závislé na celkovém množství sušené kukuřice. Pro společnost je důležité znát předpokládané výnosy a následně i zisk z jednoho tunoprocenta. Výnosy z jednoho tunoprocenta jsou v jednotlivých variantách stejné a to 45 Kč·t%-1. 4.9.3
Vyčíslení zisků
Zisky z jednoho tunoprocenta jsou uvedeny v tabulce (8). Největšího zisku z jednoho tunoprocenta bylo dosaženo během teplého dne a to 37,68 Kč·t%-1, což je o 6,19 Kč·t%-1 více oproti studenému dnu.
Vlastní práce Tab. 8
41
Zisky z jednoho tunoprocenta ve sledovaných obdobích
Naměřené teploty Výnosy [Kč·t%-1] Náklady [Kč·t%-1] Zisk [Kč·t%-1]
Teplý den
Studený den
45
45
45
9,07
7,32
13,51
35,93
37,68
31,49
Z výsledků je patrné, že při vyšších teplotách je vyšší i zisk. Tato skutečnost je způsobena poklesem nákladů na zemní plyn v důsledku snižování tepelné náročnosti ohřevu vzduchu. 4.9.4
Nákladovost
Nákladovost pro jednotlivá sledovaná období stanovíme podle rovnice (7) dosazením nákladů na jedno tunoprocento a výnosů z jednoho tunoprocenta. Výsledky jsou uvedeny v tabulce (9). Tab. 9
Nákladovost ve sledovaných obdobích
Naměřené teploty Nákladovost
0,202
Teplý den 0,163
Studený den 0,3
Výsledné hodnoty nám ukazují náklady na jednu peněžní jednotku, v našem případě náklady v korunách vynaložené na jednu korunu výnosů. Čím je nákladovost menší, tím méně nákladů je tedy vynaloženo na jednu jednotku výnosů. V našem případě se podle výsledků jako nejlepší varianta jeví sušení během vyšších teplot. Tento výsledek potvrzuje předchozí závěry.
42
Závěr a doporučení
5 Závěr a doporučení V bakalářské práci bylo hlavním cílem ověření hypotézy, zda hmotnostní množství vysušené vlhkosti při sušení kukuřice ve společnosti Land-product a.s. je závislé na průměrné teplotě okolního vzduchu po dobu pobytu zrna v sušičce. Závisle proměnnou vyjadřovalo hmotnostní množství odpařené vlhkosti spočtené ze vstupní a výstupní vlhkosti kukuřice a množství kukuřice, které sušičkou projde za vteřinu. Data o vstupní vlhkosti pocházela z příjmové knihy, data o výstupní vlhkosti byla získána vlastním měřením na místě v době sušení a data o zpracovaném množství byla stanovena na základě množství sušeného zrna a celkové doby sušení. Nezávisle proměnnou zastupovala průměrná teplota okolního vzduchu po dobu pobytu zrna v sušící věži. Data o teplotě pro základní soubor pocházela z vlastního měření a byla zaznamenávána v třiceti minutových intervalech. Zjistili jsme, že mezi hmotnostním množstvím vysušené vlhkosti z kukuřice při procesu sušení a průměrnou teplotou okolního vzduchu po dobu pobytu zrna v sušící věži existuje závislost. Na základě rozboru bodového grafu jsme došli k závěru, že zmíněná závislost má exponenciální průběh, proto jsme se ho rozhodli proložit funkcí exponenciálního typu. Výsledný tvar rovnice vyrovnaných hodnot jsme stanovili pomocí modifikované metody nejmenších čtverců Výsledná rovnice má tvar: @ = 1,04 + 0,87751 ∙ •
, • ‚ƒ∙%.
Pomocí uvedené rovnice jsme v dalších částech stanovili množství vysušené vlhkosti kukuřice na základě rozdílných teplot. Pro porovnání průběhu sušení při různých teplotách jsme zvolili nejteplejší a nejstudenější den v období od 1. září do 30. listopadu. Tyto dva dny jsme vybírali podle průměrné teploty za celý den. Data pocházela z meteostanice ve Znojmě. Podle statických výpočtů určených pro teoretickou sušičku jsme stanovili celkovou spotřebu plynu v jednotlivých obdobích. Při výpočtech byly zanedbávány odvody tepla pláštěm sušičky, netěsnostmi a sušeným materiálem. Z výsledných spotřeb zemního plynu během sledovaných období jsme vyvodili první závěry. Absolutní množství spotřebovaného zemního plynu bylo nejnižší při nízkých teplotách, nicméně při poměření spotřeby zemního plynu k vysušenému množství vlhkosti bylo nejmenší množství spotřebovaného plynu při vyšších teplotách. Z toho usuzujeme, že s rostoucí teplotou klesá spotřeba zemního plynu. V ekonomických kalkulacích jsme se zaměřili na zisk z jednoho tunoprocenta ve sledovaných obdobích. Zisk je dán rozdílem výnosů z jednoho tunoprocenta, což je cena, kterou si společnost účtuje za vysušení jednoho tunoprocenta, a nákladů na vysušení jednoho tunoprocenta. Zjistili jsme, že sušení při vyšších teplotách by společnosti přineslo o 19,6 % vyšší zisk oproti nízkým teplotám. Nicméně skutečný nárůst zisku v reálných podmínkách bude zřejmě nižší, neboť
Závěr a doporučení
43
při úvahách v práci byly zanedbány některé vlivy a jiné byly pro náš účel zjednodušeny. Po zohlednění všech faktů můžeme říci, že sušení kukuřice při vyšších teplotách za jinak stejných podmínek bude méně nákladné nežli sušení téže kukuřice ve stejných podmínkách, ale při nižších teplotách. Nárůst, resp. pokles, zisku při změnách teploty je v práci sice uveden, nicméně k přesnějšímu stanovení by bylo třeba provést další výzkum. Po zhodnocení všech výsledků bakalářské práce můžeme prohlásit, že vyřčená hypotéza o vlivu teploty na průběh sušení zrna nebyla zamítnuta. Výsledky práce ukazují, že s rostoucí teplotou okolního vzduchu, při sušení kukuřice ve společnosti Land-product a.s., klesá spotřeba zemního plynu a tím klesají i náklady na spotřebovaný zemní plyn. Proto můžeme prohlásit, že s růstem teploty roste ekonomická efektivnost sušení kukuřice. Moje doporučení pro společnost Land-product a.s. je sledovat meteorologickou předpověď a podle počasí v následujících dnech přizpůsobit začátek sušení tak, aby celý proces sušení probíhal při co nejvyšších teplotách. S přihlédnutím k výsledkům by taková opatření měla vést ke snížení nákladů a tedy zvýšení zisků.
44
Použité zdroje
6 Použité zdroje BALNAR, A. Vlhkost vzduchu. Katedra fyziky PřF OU [online]. 2006 [cit. 201303-01]. Dostupné z: http://artemis.osu.cz/Gemet/meteo2/vlhkost.htm HASAL, P., I. SCHREIBER A D. ŠNITA. Chemické inženýrství I. 2. přeprac. vyd. Praha: VŠCHT, 2007, 350 s. ISBN 978-80-7080-002-7. HEYNE, P. Ekonomický styl myšlení. 1. vyd. Praha: VŠE, 1991, 509 s. ISBN 80707-9781-9. HINDLS, R., S. HRONOVÁ, J. SEGER A J. FISCHER. Statistika pro ekonomy. 8. vyd. Praha: Professional Publishing, 2007, 415 s. ISBN 978-80-86946-436. KOUTKOVÁ, H. A I. MOLL. Úvod do pravděpodobnosti a matematické statistiky. 1. vyd. Brno: VUT, 1991, 140 s. ISBN 80-214-0237-7. LAND-PRODUCT. Land-Product [online]. 2008 [cit. 2013-05-14]. Dostupné z: http://www.land-product.com/ LAND-PRODUCT a.s. Příjmová kniha. Božice, 2012. LOS, J. A R. PAWLICA. Sušení kukuřice: Teoretické základ procesu sušení ve vztahu ke kvalitě finálního produktu. In: Kukuřice v praxi 2010: Sborník z odborného semináře. Brno: Mendelova univerzita v Brně a KWS Osiva, s.r.o., 2010, s. 11. ISBN 978-80-7375-371-9. MALEŘ, J. Posklizňové ošetřování zrnin. Vyd. 1. Praha: Institut výchovy a vzdělávání ministerstva zemědělství České republiky, 1996a, 57 s. Mechanizace. ISBN 80-710-5112-8. MALEŘ, J. Skladování zrnin. Vyd. 1. Praha: Institut výchovy a vzdělávání ministerstva zemědělství České republiky, 1996b, 58 s. Mechanizace. ISBN 80-710-5113-6. KALUS, V. Analýza provozních a ekonomických ukazatelů plynové sušárny zemědělských komodit. Brno, 2010. Diplomová práce. Mendelova univerzita v Brně. Mapy Google. Google.cz [online]. 2013 [cit. 2013-04-15]. Dostupné z: https://maps.google.cz/ MARTINOVIČOVÁ, D. Základy ekonomiky podniku. 1. vyd. Praha: Alfa Publishing, 2006, 178 s. Ekonomie studium. ISBN 80-868-5150-8. Meteostanice. Znojmocity.cz [online]. 2013 [cit. 2013-04-15]. Dostupné z: http://www.znojmocity.cz/meteoaltanek.htm Mollierův h, x diagram vlhkého vzduchu. QPRO. Technika prostředí [online]. 2006, 2013 [cit. 2013-04-18]. Dostupné z: http://www.qpro.cz/Mollieruvdiagram MOTL, T. Regresní analýza [online]. Brno, 2008 [cit. 2013-05-02]. Dostupné z:
Použité zdroje
45
http://is.muni.cz/th/175869/prif_b/Bakalarska_prace_Tomas_Motl_1758 69.pdf. Bakalářská práce. Masarykova univerzita, Přírodovědecká fakulta. PAWLICA s.r.o. Kontinuální sušička zrnin: Návod k obsluze. Praha, 2008. SCHWARZE, J. Vlhký vzduch a jeho úpravy. 2006, 31 s. Dostupné z: http://users.fs.cvut.cz/~schwajan/schwarzer_soubory/Soubory/Vlhky_vzd uch/vv.pdf SYNEK, M. Podniková ekonomika. 3. přeprac. a dopl. vyd. Praha: C. H. Beck, 2002, 479 s. Beckovy ekonomické učebnice. ISBN 80-717-9736-7. Tlak vzduchu. Meteocentrum.cz [online]. 2007, 2013a [cit. 2013-04-30]. Dostupné z: http://www.meteocentrum.cz/encyklopedie/tlak-vzduchu.php UAS SERVICE CORP. Infratec™ 1241 Grain Analyzer. 2010. Vlhkost vzduchu. Meteocentrum.cz [online]. 2007, 2013b [cit. 2013-03-01]. Dostupné z: http://www.meteocentrum.cz/encyklopedie/vlhkostvzduchu.php Vysvětlení některých meteorologických pojmů a jevů. Český hydrometeorologický ústav [online]. 2010 [cit. 2013-03-01]. Dostupné z: http://old.chmi.cz/meteo/olm/Let_met/Pojmy.htm#Vlhkost_vzduchu ZHANG, H. Psychrometric Calculator. Learning helper [online]. 2008 [cit. 2013-04-28]. Dostupné z: http://www.learninghelper.com/psyc/psyccal.cgi?input_unit=SI&input_at tr=DB&input_attr=W&output_unit=SI&output_attr=H&input_value=95& input_value=5%2C321&submission=Make+Calculation
46
Přílohy
Přílohy
Výchozí data
47
A Výchozí data Tab. 10
Naměřená data
Čas
0:00 0:30 1:00 1:30 2:00 2:30 3:00 3:30 4:00 4:30 5:00 5:30 6:00 6:30 7:00 7:30 8:00 8:30 9:00 9:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30
Teplota vzduchu [°C]
7,5 7,6 7,5 7,6 7,5 7,1 6,6 6,3 5,9 5,8 5,6 5,4 5 4,9 4,3 4 4,2 4,2 4,2 4,1 4 4,3 4,2 4,8 5,3 5,7
Relativní vlhkost vzduchu [%]
67 67 67 66 66 66 66 66 66 66 66 64 65 65 66 67 67 68 67 67 66 65 64 63 65 62
Relativní Relativní Zpracované vlhkost vlhkost množství kukuřice kukuřice kukuřice při vstupu při výstupu [t] [%] [%] 25,9 16,4 7,660 26,8 17,5 7,660 26,8 16,2 7,660 27,4 18,2 7,660 27,9 17,7 7,660 27,8 17,7 7,660 27,8 17,7 7,660 27,3 18,3 7,660 27,3 17,3 7,660 27,3 17,5 7,660 27,3 17,5 7,660 27,3 17,5 7,660 27,9 18 7,660 27,9 18,4 7,660 27,5 18,8 7,660 27,6 19,2 7,660 27,1 19,5 7,660 27,1 19,1 7,660 27,1 18,9 7,660 28,1 19 7,660 28,1 18,8 7,660 29,1 18,9 7,660 25,3 19,1 7,660 23,5 16,1 7,660 23,5 16,9 7,660 23,5 17,8 7,660
48
Výchozí data
Tab. 11
Data o teplotě ve stupních celsia během sledovaných období
Čas měření 20:00 20:30 21:00 21:30 22:00 22:30 23:00 23:30 0:00 0:30 1:00 1:30 2:00 2:30 3:00 3:30 4:00 4:30 5:00 5:30 6:00 6:30 7:00 7:30 8:00 8:30 9:00 9:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30
Naměřené hodnoty 7,7 7,6 7,6 7,4 7,4 7,4 7,5 7,5 7,5 7,6 7,5 7,6 7,5 7,1 6,6 6,3 5,9 5,8 5,6 5,4 5 4,9 4,3 4 4,2 4,2 4,2 4,1 4 4,3 4,2 4,8 5,3 5,7
Teplý den 24,8 24,1 22,8 22,3 21,5 21 20,3 20 19,3 19 18,2 17,7 17,8 17,6 17,5 17,2 16,8 16,6 16,1 15,8 15,5 15,2 15,4 16,1 16,9 17,7 20,8 21,8 22 23,5 23,1 25,3 25,1 26,6
Studený den 1,1 1 1 0,9 0,9 0,8 1 0,9 0,8 0,8 0,7 0,7 0,7 0,3 0,1 -0,1 -0,1 0 0 0,1 0,4 0,5 0,5 0,6 0,6 0,6 0,9 1,2 1,5 2 2,6 2,6 3 3,3