1. Класичне бале

Техничко решење механизованог утовара класичних бала зависи од тога, да ли се бале утоварују у приколицу директно са пресе или са земље (парцеле).

а)    Утовар бала директно из пресе

Приколица је закачена за пресу или посебан транспортни агрегат који паралелно прати пресу, а у зависности од техничких решења, односно типова утоваривача бала.

Клизачи бала израђени су од цевне конструкције, постављене под углом, тако да су спојени са излазним делом канала пресе, а други крај је на висини изнад приколице. При изласку из пресе, бале потискују једна другу уз клизаче и падају у приколицу. Треба нагласити, да се применом клизача, због повећаног отпора изласку бала из пресе, добија нешто већа збијеност бала у односу на подешену и да је учинак пресе мањи до 20 %.

Тракасти бацач бала је уређај који се састоји од два паралелна, релативно кратка, тракаста транспортера, постављена на међусобном размаку, који одговара висини бале. Постављени су на излазном делу канала пресе и под одређеним углом. Код неких решења нагибни угао се може мењати, али код већине њих је угао нагиба до 45°. Тракасти транспортери обрћу се супротно један према другом, са линеарном брзином од око 12 м/с, прихватају балу између себе и избацују је у приколицу. Бале падају на задњу половину приколице и слободно се слажу природним котрљањем према напред. Зато је код овог система утовара бала попуњеност запремине приколице до 75%.

Бацач бала са полугама - систем катапулта, техничко је решење на бази две паралелне полуге. При изласку бале из пресе полуге је захвате, нагло је носе лучно, отпуштају је и бала услед инерције лети у приколицу. Код овог система исто тако нема ручног прихватања и слагања бала у приколици, као код претходног система.

б)    Утовар бала са земље

Код ових система бале су после пресовања остале на земљи (парцели). За њихов утовар има 5 техничких система са више варијанти. Тракторска полуга (тракторске виле) је један од првих система механизованог утовара  бала са земље, који је најмање одржан у пракси. Тракторска полуга везана је за подизне полуге трактора, која се завршава захватним уређајем за бале (зубцима са браником). Зупци се при кретању наводе испод бале, захвата је, и при лучном кретању полуге уназад и њеног наглог заустављања бала се услед инерције одбацује у приколицу. Учинак је око 10 бала/мин.

Ланчасти утоваривач бала састоји се из канала обликованог од подужних цевних носача. Дно канала чини ланчасти конвејер (транспортер) са зупцима, а обично се састоји од три ланца, међусобно повезана попречним носачима. Код неких решења утоваривач се састоји из два дела: кратког конвејера са зупцима, који подиже бале са земље и радног ланчастог конвејера, који прима подигнуте бале и носи их у приколицу. Приколица је, обично, закачена позади за утоваривач. Бале треба да улазе на утоваривач по дужини. Утоваривачи имају на захватном делу полуге којим гурну балу и усмере је на ланчасти конвејер, уколико су бале остављене на земљи укосо или пак попречно. Утоваривач је прикључна машина са погоном од прикључног вратила трактора (ПВТ). Учинак при утовару и ручном слагању са 2 радника износи око 10 - 12 бала/мин, а веома ретко до 20 бала/мин, ако је принос сламе висок и бале густо распоређене по парцелама.

Приколица са акумулатором бала, је специјална приколица, која подиже бале са земље, утовара их и истовремено служе за транспорт. На предњем делу приколице  налази се аутоматски подизни уређај за бале и платформу за слагање (акумулацију) бала. Задња страница товарног сандука је помична преко ланчаног конвејера и на почетку рада се налази у предњем положају. Истовар бала се обавља тако, што се отвара задња страница на доле, укључује се подни конвејер са смером уназад и бале се изнесу ван приколице на гомилу или на неки транспортер у оквиру складишног простора. Учинак утовара се креће од 3 - 4 бале/мин (око 200 бала/ч), што је мало.

Аутоматска самоутоварна приколица је једноосовинска, вучена, са погоном радних органа од ПВТ. Нема класични товарни простор, већ се он налази од тракастог конвејера са зупцима, који се креће спирално по решеткастим каналима и то етажно. По етажама има обично 4 спирална канала, а са последњег трака се укосо пење на први канал наредне етаже. Израђују се са 3 - 4 етаже. На улазном делу налазе се два усмеривача, а трака са зупцима је пружена скоро до земље. Тај део служи за хватање и подизање бала. На улазном делу се налази полуга за укључивање - искључење аутоматске спојнице, коју  погони карданско вратило. На крају задњег етаже налази се папуча за искључење спојнице, а која има приоритет у систему аутоматског укључивања.

Кад се бала захвати усмеривачима она потисне полугу укључења, преко спојнице се укључи кретање тракастог конвејера све дотле, док бала не пређе полугу која се врати назад и искључи погон. Наиласком нове бале тракасти конвејер се поново укључује, тако да се бале померају једна до друге. Процес се наставља све док прва бала не долази до краја канала на последњој етажи и потисне полугу команде која трајно искључује погон на аутоматској спојници. Истовар бала се обавља тако, што се горњи излазни канал одбрави, постави се клизач бала и укључи принудни погон (спојница је стално укључена). Бале продужавају путању кретања и низ клизач падају на прихватљиво место код складишта. Утовар, транспорт и истовар бала обавља само један радник, па су и оваква решења настала у земљама где је скупа радна снага. Међутим, за наше услове овај систем је скуп, а капацитет приколице не одговара нашим крупним газдинствима (80-120 бала/приколица).

Систем груписања бала састоји се из више машина, међусобно технолошки повезаних и то: акумулатор бала на (иза) преси(е), специјални предњи тракторски утоваривач, специјална једноосовинска приколица или, као варијантна, универзална пољопривредна приколица. Акумулатор бала је у облику ниске платформе са аутоматским слагањем бала које излази из пресе. Груписане бале на платформи (6, 8 или 10 бала) оставе се тако груписане на парцели. За даљу манипулацију постоје два система. Бале се прихватају специјалним предњим тракторским утоваривачем, који има платформски захватни уређај, код кога се све бале захвата одједном и утоваре у приколицу. Други систем је, да се истим утоваривачем сложи на одређену гомилу, слој изнад слоја. Висина слагања мора да одговара дужини товарног сандука специјалне једноосовинске приколице. Приколица има задњу страницу у облику вила. Иста се хидрауличним системом обрне око задње осовине, тако да је задња страница на земљи, а товарни сандук у вертикалном положају. Кретањем уназад, приколица се подвуче под сложену масу бала, а враћањем приколице у нормалан транспортни положај бале су утоварене. Истовар бала је обрнут, с тим што се кретањем приколице унапред иста извуче испод гомиле бала. Бале се слажу на надкривену површину и висина слагања је ограничена дужином товарног сандука приколице или се са предњим утоваривачем врши преслагање на већу висину.

Складиштење класичних бала обавља се на два начина: камарисање на  отвореном простору на тврдој и оцедној подлози и складиштење у надкривеном простору. Други начин је много повољнији, јер су бале заштићене од закишњавања. Слагање бала је ручно, а подизање је помоћу ланчастих елеватора за бале.

2. Ваљкасте (рол) бале

При утовару ваљкастих бала, транспорту, истовару и слагању на складишном месту, постоји велики број техничких решења, а овде су наведени само она која се примењују за наше производне услове. Задња тракторска виљушка смештена је на подизне полуге трактора и може бити израђена у две варијанте: са 2 шиљка и са 3 шиљка. Са два шиљка бала се подужно захвата са стране, а са три шиљка централни шиљак се забија у балу ради њене боље стабилности у транспорту. Транспорт бала до складишног места рационалан је на транспортним даљинама до 500 м. За овакву манипулацију са балама довољни су трактори снаге око 25 кВ.

Самоутоварне приколице за ваљкасте бале представљају приколице платформског типа, једноосовинске, са ланчастим подним конвејером са зупцима. Приколице су различитог капацитета, од 3 - 10 бала, нова техничка решења намењена су и за велике квадар бале (биг-бале). Прихватању бала наводи се чеоно на балу (на кружну основу), предњи крај се спусти на ниво стрни, укључује се ланчасти конвејер и бала се повуче на платформу. Искључи се погон конвејера, креће се до следеће бале и поступак се наставља до пуњења приколице. При истовару поступак је обрнут. У нашим условима рационално је транспортовати бале приколицама носивости 5 бала до складишта (економског дворишта) на удаљености до 2000 м.

Предњи тракторски утоваривач за појединачно сакупљање и утовар ваљкастих бала на универзалну или посебну приколицу, с тим што је захватни уређај прилагођен захвату ваљкастих бала. Обично су то три шиљка, којима се захвати бала чеоно. Пошто он служи за истовар и слагање бала у складишту, то радна висина дизања треба да буде преко 5 м.

Складиштење рол бала је камарисањем помоћу предњих тракторских или самоходних телескопских утоваривача. Камара се формира на тврдој оцедној или бетонској подлози. ПВЦ фолија се поставља испод основе камаре и преко камаре.

3. Велике квадар (призматичне) бале

С обзиром на масу ових бала, техничка решења за манипулацију са њима су посебно решена, али уз модификацију неких класичних техничких решења. Тако на пример, предњи тракторски утоваривач конструисан је на бази класичних предњих утоваривача с том разликом што им је подизна моћ већа и захватни уређај је прилагођен великим квадар балама. Захватни уређај је, обично, са редом вила са доње стране и лучно покретним зупцима помоћу хидросистема са горње стране. Горњим зупцима се бала фиксира у захватном уређењу ради лакшег преноса и слагања на транспортно средство. 

Специјална самоутоварна приколица за велике квадар бале је једноосовинска приколица, која на дну сандука има ланчасти подни конвејер на којем су смештени зупци. Најчешће је капацитет за смештај две бале по дужини. При утовару, приколица се задњим делом спусти до земље, подни конвејер се укључује са радним ходом унапред и поступно се креће агрегатом уназад. Бала се поступно утовара у приколицу. При истовару поступак је обрнут. Приколице имају на претходном делу уређај за дезинтеграцију бала и попречни транспортер који служе и за дистрибуцију балиране сламе на сточним фармама.

Складиштење великих квадар бала треба обављати у надкривеном простору.

Кукурузовина је најмасовнији споредни производ у пољопривреди Војводине. Има око 4 милиона тона годишње. Већи део кукурузовине остаје у пољу, где се уситњава, спаљује или заорава. Мањи део искориштава се за сточну храну, као кукурузовина просушена у сноповима на пољу.

Проблем сакупљена кукурузовине, а посебно даље манипулације са њом, није адекватно решен. Истраживања су била усмерена, углавном, на уситњавање кукурузовине и њено пресовање (балириње), те на уситњавање ради силирања, дехидрације или заоравања. Гранична вредност садржаја влаге при убирању кукурузовине треба да је око 30%.

При ситњењу кукурузовине ситнилицом биљних остатака и сакупљањем грабљама исте у збој (вал, ваљак), остварује се учинак од 8 т/х, чему су губици 2,2 т/ха или 30,5% од приноса, са примесом земље 6 - 9%. Код истог је остварена потрошња горива од 7,5 л/ч, специфичан утрошак енергије 11,4 кВч/т уз ангажовање 3 машине и 2 радника. 

Обављена су испитивања (Тешић и сар.) прикупљања кукурузовине са два система: 1) ситњење кукурузовине ротационим ситницом и сакупљање грабљама у збој, а затим  пресовање са пресама за ваљкасте бале и пресама за формирање стогова са пик-ап уређајем и 2) балирање пресом за конвенционалне бале са ударачким уређајем (ситнилицом), уместо пик-ап уређаја. При балирању са пресом и ударачким уређајем, остварен је технички учинак од 0,84 ха/х, односно 6,6 т/х, технолошки учинак од 0,46 ха/ч, односно 3,6  т/ч. Са гледишта утрошка енергије, најповољније је да преса са ситнилицом ради при брзини од 1,2 м/с. Губитак масе износио је 2,2 т/ха, односно 28,2% од приноса при влажности кукурузовине од 31%.

На основу испитивања Кромера и сар. бале кукурузовине димензија 35 х 45 х 90-100 цм које садрже 45 до 49% влаге, имају масу 29 до 40 кг и густину око 210 кг/м3. Ваљкасте бале димензија 1,5 х 1,5 м садрже 67% влаге, и имају масу 800 кг и густину 280 кг/м3.

Наша истраживања (Поткоњак и сар.) по овој проблематици обухватила су две варијанте балирања са класичном пресом: 1) преса са пик-ап уређајем при балирању уситњене кукурузовине и звездастим грабљама сакупљене у збој, 2 ) балирање пресом адаптираном са ситнилицом уместо пик-ап уређаја. У другој варијанти кукурузовина је балирана без уситњавања стабљике.

Просечан принос масе кукурузовине прикупљене у збој, а која је претходно уситњена, износио је 7,85 т/ха. При раду, преса је подешена на две збијености, просечно 89,8 кг/м3 и 94,2 кг/м3. На већу сабијеност није се смело ићи из разлога складиштења и досушивања бала. Димензије бала су биле доста уједначене изузев дужине бала, која је варирала код ниже величине од 0,77 до 0,85 м, а код више од 0,75 до 0,87 м. То се одразило на масу бале где је износила код 1. варијанте збијености просечно 14,4 кг, а код 2. варијанте 15,4 кг. Збијеност (густина) бале је више варирала у 1. варијантиод 81,5 до 97,8 кг/м3, док је у 2. варијанти  варирала од 90,1 до 103,8 кг/м3. Обзиром да исецкана маса није хомогена у збоју, са ситницом са ротоударачима не може се постићи уједначеност ситњења, то се не може постићи константна збијеност бала при истој подешености пресе. Исто може имати утицај на ефикасност чувања бала посебно ако се ради о досушивању.

Губици при балирању кукурузовине из збоја пресом са пиц-ап уређајем износили су просечно, 2,54 т/ха или 33,9% од приноса. Ако се томе додају губици, који настају при претходном уситњавању ситнилицом и сакупљањем грабљама, који су износили просечно, 2,19 т/ха, то су укупни губици 4,73 т/ха или 63,2%. При овој варијанти балирања кукурузовине сакупи се у просеку 36,78% масе кукурузовине.

Преса са пик-ап уређујем испитана је при радним брзинама у дијапазону од 2,55 до 4,26 км/ч. При већим брзинама од 2,55 км/ч долазило је до загушења на пиц-ап уређају и честог проклизавања спојница на истом, те искључења погона. Због тога се не препоручују веће радне брзине код овог система, јер стандардни пик-ап уређај није погодан за подизање масе кукурузовине из збоја. Постигнут је површински учинак од 1,08 ха/ч или 2,98 т/л.

Преса са ситниицом уместо пик-ап уређаја радила је на директном балирању кукурузовине, без претходне припреме, при приносу од 7,85 т/ха, просечно. У току испитивања није мењана подешеност збијености бала на самој преси. Као и у претходној варијанти, и овде је долазило до различито добијене дужине бале, која је варирала од 0,70 до 0,78 м, односно за 8 цм, што практично нема значаја. Међутим, маса бала је знатно варирала, и то од 10,2 кг до 17,0 кг. То се одразило на збијеност бала, која се кретала од 67,9 кг/м3 па до 116,4 кг/м3. Просечна збијеност је, међутим, била у границама прве варијанте и износила је 94,96 кг/м3. Запажено је да је при мањим радним брзинама постигнута већа збијеност бала. Радне брзине кретале су се од 2,95 до 4,92 км/ч. Пресом са ситнилицом створени су нешто нижи губици и износили су просечно 4 т/ха.

Са овако адаптираном пресом могле су се користити веће радне брзине, 4,92 км/х, без застоја. Остварен површински учинак износио је од 0,41 до 0,60 ха/ч. Обзиром на малу ширину захвата ситнилице, тј. само два реда, остварен је, и при повећаним радним брзинама, релативно низак површински ученик.

Значајно је упоредити две варијанте балирања кукурузовине класичном пресом. На основу резултата испитивања види се да су губици у 1. варијанти са пик-ап уређајем већи, и то за 18,3%. При овој варијанти, претходно се користио агрегат трактор + ситница , потом трактор + грабље , па тек онда трактор + преса, што укупно износи ангажовање 3 трактора и 3 машине. Осим тога, први пик-ап уређаји су се кривили (оштећ ивали) на остатку кукурузовине (стрни) због високог рада ситнилице, која не може ниско одсецати кукурузовину ради већег пријањања уситњене кукурузовине за земљу. При брзини већом од 2,55 км/ч долази до загушења на пик-ап уређају због преоптерећења истог.

Уколико је преса опремљена ситнилицом (2. варијанта), избегава се претходна два агрегата и балирање се обавља директно са стојећим стабљикама. Преса ради са већим брзинама, при овим испитивањима и до 4,92 км/ч, без загушења. Са ситницом на преси сакупљено је више кукурузовине за 1,09 т/ха, што је за 39,8% више него у варијанти са пик-ап уређајем.

Анализирајући ангажовану снагу за погон пресе, преса са ситнилицом захтева за погон мањи утрошак снаге. При брзини кретања у раду од 2,95 км/ч, са ситнилицом је било ангажовано, максимално, 35,15 кВ , а са пик-ап уређајем при радној брзини од 2,90 км/ч, што је приближно претходној, ангажује се 68,75 кВ. Посматрано по варијантама, 1. преса са пик-ап уређајем захтевала је, при брзини од 3,69 км/ч 75,82 кВ укупне снаге, а 2. преса са ситницом 4,11 км/ч 56,12 кВ, те 2. варијанти треба дати предност. При том, код прве варијанте није узета у обзир још и снага за погон ситнилице и грабљи.

Спремање сламе после жетве је њено сакупљање у одговарајући збој (вал, ваљак), који је погодан за даљу манипулацију. Зависно од приноса сламе и ширине избаченог реда сламе из сламотреса комбајна, у један збој сакупља се 2 или више редова. Уколико ширина реда одговара радном захвату пик-ап уређаја пресе не врши се сакупљање у збој, под условом да је дебљина реда сламе задовољавајућа. Сакупљање сламе се обавља различитим типовима грабљи, а најчешће се користе звездасте и чиграсте грабље, премда се могу користити и остали типови грабљи, али на мањим површинама и уз знатније губитке. У последње време све се више користе чиграсте грабље због могућности остварења већег радног захвата.

Звездасте грабље (према Поткоњаку) крећу се радном брзином 10 – 12 км/ч и зависно од ширине радног захвата остварују велике површинске учинке. Ширина захвата обично се креће 2 – 3 м код тракторских ношених типова, тако да се учинак постиже са њима 1,74 до преко 3,0 ха/ч .

Чиграсте грабље су тип грабљи код којих се радни елементи-зупци обрћу у хоризонталној равни. Састоје се од једног, два или више хоризонталних склопова, зависно од ширине захвата. Сваки склоп се састоји од носача зубаца (3-6) на којима су постављени зупци (3-8 по носачу) . Ширина захвата може бити и до 5 м, зависно од конструкције. Радна брзина креће се 10-15 км/ч, те стварају висок површински учинак, који може да износи до 5 ха/ч, зависно од ширине захвата грабљи и приноса сламе, који утиче на радну брзину. Веома су лаке конструкције (маса до 300 кг, ретко више).

За погон грабљи у принципу је потребан релативно мали утрошак снаге, па је и специјални утрошак снаге код изведених конструкција од 1,5-3,0 кВ/м ширине захвата, што значи да су довољни трактори снаге 7-15 кВ .

Пресе за балирање сламе

а) Класичне (конвенционалне) пресе 

Овршена слама у ринфузи има запреминску масу 40 – 60 кг/м3, што значи да заузима повећан складишни простор. С друге стране манипулација с њом је отежена у погледу механизованог складиштења, коришћења и даље дистрибуције, напр. допреме у ложишта. Посебан проблем сламе у ринфузном облику представља транспорт. Искориштеност запремине и носивости транспортних средстава је веома мала. Дакле, слама се веома ретко сакупља, транспортује и складишти у ринфузном (небалираном) облику. Зато се из сакупљених збојева врши балирање (сабијање) сламе. Балирање сламе пресама ниског притиска уграђеним на житне комбајне обавља се обично на ситним поседима.

Класични пик-ап пресе високог притиска обезбеђују густину бала 100 – 180 кг/м3. Збијеност бала је могуће подешавати, зависно од влажности сламе и начина даље манипулације с њом (ручна или механизована). Зависно од произвођача и типа класичних преса ширина бала креће се од 350 мм код старијих типова до 500 мм код новијих типова и веће пропустне моћи преса. Висина класичних бала креће се 380 – 460 мм. Дужина бале се подешава  у границама од 300 па чак до 1300 мм, премда је највећа дужина бала 700 до 900 мм ради уобичајених поступака манипулације с њима. Код нас је највише заступљена ручна манипулација. Са класичним пресама оствари се утрошак од око 3,0 кг/ха ПВЦ везива, односно око 1,0 кг/т испресоване масе.

б) Пресе за формирање бала ваљкастог облика (рол-пресе)

Конструктивни облици рол преса могу се поделити у две групе: 

- рол пресе са константном запремином коморе,

- рол пресе са променљивом запремином коморе.

Рол пресе су вучене тракторске машине, пагон добијају од кључног вратила трактора (ПВТ). Састоје се од пик-ап уређаја, коморе за обликовање бале, опреме за везивање (обмотавање бале канапом) и контролног уређаја за притисак масе сламе у комори. Комора пресе, у принципу, може бити оивчена бесконачним (конвејерским) тракама, батеријом ваљака или пак ланчастим транспортерима са летвицама или ваљцима. 

1. Пресе са константном запремином коморе, обликују ваљкасту балу, која је у средини растесита, а на ободу збијена. Тек кад се комора напуни, маса се набија на ободне ивице коморе и све више сабија. Зато је језгро бале растесито и обично карактеристичног звездастог облика. Комора пресе може бити различито решена: од трака или батерије ваљака. Код преса са комором обликованом тракама, брзина трака се креће од 1,6-1,8 м/с, а са ваљцима периферна брзина ваљака је око 2,0 м/с. Притом се обликована бала обрће у комори са брзином окретања 18-22 о/мин. Бале су пречника најчешће 1,8 м, дужине 1,2-1,6 м, зависно од конструкције. На тржишту јављају се рол - пресе које формирају бале мањих димензија, нпр. пречника Ø1,4 м и ниже.

2. Пресе са променљивом запремином коморе, сабијају масу од самог почетка уласка масе сламе. Комора ових преса је, најчешће,  сачињена од трака конвејерског типа, а посебни затезни механизам омогућава ширење коморе уз истовремено сабијање масе сламе. Због тога је могуће формирати балу различитог пречника, од 80-180 цм, док је дужина бала ограничена ширином коморе, а код уобичајених конструкција је 120-150 цм.

Кад се комора испуни, а што се сигнализира руковаоцу визуелно на преси или звучно у кабини трактора или на оба начина, врши се везивање бале. Везање се обавља унакрсним обмотавањем канапа, а не везањем у чвор као код класичних преса. За време везања бала се врти у комори пресе. По везивању, преса се помери уназад, избаци се бала отварањем задњег дела коморе, затвори се комора, приђе се напред до почетка збоја сламе и настави се рад. Код нових решења рол преса, иза пресе се налазе еластични одбацивачи бале, тако да се бала откотрља уназад, те није потребан ход агрегата уназад.

За везање бале довољно је 12-16 обмотаја канапа, што чини у просеку, утрошак везива од око 1,5 кг/ха, односно 0,5 кг/т испресоване масе сламе. Ради компактности везивања ваљкастих бала данас се све више користе мреже од ПВЦ материјала за обмотавање бала. Маса ваљкастих бала се креће 100 - 400 кг сламе. То значи, да се при пресовању добија око 20 пута мањи број рол- бала по ха него класичних бала.   

ц. Пресе за формирање квадар бала велике масе (биг балери)

Ови типови преса су по принципу рада веома слични класичним пресама ниског притиска. Разлика је у уређају за допрему масе у канал (комору) пресе и у већим димензијама пресе, а тим и димензијама формираних бала. Дужина бала креће се до 2,7 м, ширина 1,2 м, а висина до 0,7 м. Уређај за везивање бала је као код класичне пресе с разликом што се везивање врши, најчешће, са 6 везова по дужини бале. За посебне намене везивање може бити са жицом, али се за овај случај не користи. Маса појединачних бала креће се од 300 – 1000 кг, зависно од влажности сламе. Нови типови оваквих преса, као што су пресе ''Кроне - Биг скваре балерс'', могу формирати до 6 мањих бала, које се повежу у једну целину као велика бала. Разлог таквог конструктивног решења је могућност ручне манипулације са мањим балама.

Хемијске карактеристике биомасе

Може се уопштено рећи да пољопривредна биомаса сведена на чисту гориву масу има практично исти хемијски састав, дефинисаном хемијском формулом ЦХ1,4 О0,6 Н0,1:

где је: Ц – угљеник, Х – водоник, О – кисеоник и Н – азот.   

Постоје велике разлике у природи полимера, који улазе у њен састав. Ту се пре свега подразумевају: целулоза, хемицелулоза, лигнин и екстравативна уља. Тако се за пшеничну сламу може констатовати да је лигноцелулозни материјал донекле променљивог елементарног састава, што је условљено читавим низом фактора. Рајкенс наводи да су основне материје које улазе у град житне сламе: целулоза 36%, хемицелулоза 25%, органске компоненте 8%, лигнин 18%, соли 6% и минералне материје 7%. Хемијски састав пшеничне сламе према Преведену је: целулоза 36 до 54%, пентозани 22 до 28%, фурфурол 17 до 19%, лигнин 14 до 16%, масноће и восак 2 до 4%, што минералне материје 2 до 8%, слама спада у целулозне материје.

Топлотна моћ масноћа и смола у слами износи 35,6 - 38,1 МЈ/кг, целулозе 17,3 - 18,2 МЈ/кг и лигнина 25,5 МЈ/кг. На основу наведеног може да се констатује да слама има релативно високу топлотну моћ 12,7 до 15,8 МЈ/кг, изражено на апсолутно суву материју.

Пшенична слама се састоји од истих хемијских елемената као и друга природна врста горива (фосилна горива). Ту се подразумевају: угљеник (Ц), водоник (Х), кисеоник (О), азот (Н), сумпор (С), минералне материје (А) и влага (В), што се може представити једнаком масених удела:

ц + х + о + н + с + а + в = 1 кг

Елементарна хемијска анализа неких врста биомаса, изведена на суву материју, показује да је елементарни састав врло сличан дрвету: Угљеник Ц : слама, окласак, љуске сунцокрета, дрво, респективно 44,84%, 48,31%, 50,57%, 50,30%, Водоник Х ; 5,68%, 5,74%, 5,68%, 6,20%, Кисеоник + Азот (О + Н) , 41,48%, 43,13 + 0,66%, 40,91 + 0,57 %, 43,10%, Пепео А,  8%, 2,16%, 2,27%, 0,40%. Удео Сумпора (С) је овде занемарен. То значи да дрво има виши садржај хемијских елемената, а мање минералних материјала (пепела) од пољопривредне биомасе.

Процентуални масени удели појединачних компоненти се односе на апсолутно суву материју. Уколико се посебно изражава садржај влаге у биомаси (В), онда све масене уделе треба свести на влажну основу (базу).

Елементарни састав пшеничне сламе (као и сваког горива) у многоме одређује начин и карактеристике процеса њеног сагоревања. Од важнијих карактеристика сламе које су значајне за елементарни хемијски састав су пре свега:

-    мањи садржај угљеника (Ц) и водоника (Х) у односу на фосилна горива,

-    велики садржај кисеоника (О) чиме се смањује топлотна моћ сламе,

-     мали удео азота (Н) и сумпора (С) (којег има само у траговима), што биогориво од пшеничне сламе у великој мери чини еколошким,

-     релативно мали удео минералних материја (А), које и поред тога посебно усложњавају процес сагоревања пшеничне сламе (због ниске температуре топљења пепела),

-     променљиви удео влаге (В), што се у ложишту може манифестовати као да сагоревају два потпуно различита горива.

Према неким изворима удео сумпора у биомаси може да износи 0 - 0,1%. Према другим изворима удео сумпора у љусци сунцокрета може да буде до 0,3%. Удео сагорљивог сумпора у окласку кукуруза и љусци сунцокрета може да износи до 0,08%. Као што се види, ове количине сумпора у биомаси нису значајне. У поређењу са количином сумпора код конвенционалних горива (1 - 3%), овде је количина сумпора 10 - 30 пута мања. Познато је да се сагоревањем конвенционалног горива стварају сумпорни оксиди (СнОм), који су врло штетни за животну средину, нарочито када дођу у додир с влагом. Тада се ствара сумпорна или сумпораста киселина, која нагриза све материје с којима дође у додир. Због овога коришћење биомасе еколошки има велике предности у поређењу са конвенционалним врстама горива.

Процес сагоревања биомасе је специфичан. Пре него што сагори, биомаса се суши и  термички разлаже на високим температурама (без присуства довољне количине кисеоника, тј. познат као процес пиролизе или суве дестилације органске масе). Одређивање садржаја испарљивих компоненти у биогоривима је од велике важности. Поред квалитета биогорива тиме се одређује и начин употребе горива, као и тип ложишта у коме гориво сагорева.

За биогорива, самим тим и пшеничну сламу температура самозапаљења се креће у границама од 220 °С, па навише. Са тиме се слаже и Радоњић, који поређења ради наводи температуре паљења: лигнита 280 – 300 °С, мрког угља 230 – 240 °С, каменог угља 150 – 260 °С и антрацита  око 485 °С.

Гориви састојци биомасе (Ц, Х, С) чине више од 50% од укупне количине биомасе. Удео пепела у биомаси износи 2 - 7% (макс. 8%). Удео пепела је виши него код дрвета, али је знатно нижи него код домаћег угља (2 - 7 пута). Садржај пепела у окласку кукуруза је нешто виши него у љусци сунцокрета и може да износи до 6 % према неким ауторима. Садржај пепела у љусци сунцокрета је око 2%, а садржај волатила (испарљивог дела горива - гасови) релативно је висок и износи око 80%. Пепео од конвенционалних горива је штетан за животну средину, а пепео од биомасе може да послужи као добро минерално ђубриво. Љуске сунцокрета, као алтернативно биогориво, успешно су се користиле за погон котлова у фабрикама уља у Зрењанину, Сомбору и Врбасу. 

Окласак и љуске сунцокрета представљају у основи добро биогориво. Оно се може сагоревати у слоју (у решеткастим ложиштима разних типова) или у вртлогу (циклонска ложишта). Код сагоревања окласка на класичној косој решетки јављају се озбиљни проблеми везани за прегревање решетке. Због тога она мора бити изведена од ватроотпорног материјала. Да не би дошло до прегревања решетке користи се и водом хлађена коса решетка. Млевени окласак врло добро сагорева у циклонским ложиштима. Сагоревање комадног окласка у вертикалном слоју још није довољно проучено. У појединим семенским центрима здробљени окласак сагоревао је у флуидизираном слоју (Суботица, Бачка Топола, Шид) или на косој решетци (Сомбор, Земун Поље, Пожаревац).

Истраживањем сагоревања кукурузовине показало се да је она погодна за употребу као биогориво. Анализом узорака добијене су просечне вредности сагорљивих компонената према Пеарт-у. Ако се узме у обзир апсолутно сува маса кукурузовине онда испарљиви део (Во - волатили) износе 90,12 %, фиксни угљеник (Цфикс) 8,24% и пепео (А) 1,64%. Код влажне биомасе 35% и 15%, испарљиви део износи 54,6 до 76,6%, фиксни угљеник 7,2 до 7,0%, пепео 3,2 до 1,4% и температура топљења пепела 840 – 954 °С  за влажну и 790 – 815 °С за сувљу масу.

Топлотна моћ биомасе 

Повишењем количине влаге у пшеничној слами опада у већој или мањој мери и њена топлотна моћ. Тако, Мартинов  наводи средњу вредност доње топлотне моћи (за узорке од 15% влаге) од 13.086,7 кЈ/кг. Бркић и Јанић износе оријентациону вредност за доњу топлотну моћ  пшеничне сламе, при њеној складишној влажности од 14%, од 14.000 кЈ/кг.

Топлотна моћ житне и сојине сламе износи од 12,7 - 16 кЈ/кг, а окласка од кукурузног клипа 14,7 кЈ/кг. Топлотна моћ биомасе зависи од садржаја влаге у биљном материјалу. За апсолутно сув окласак добијена је горња топлотна вредност од 18,35 кЈ/кг. Доња топлотна вредност окласка мења се са садржајем влаге за 5% - 17,45 кЈ/кг, за 10% - 16,4 кЈ/кг, за15 % - 15,36 кЈ/кг, за 20% - 14,3 кЈ/кг и за 25% - 13,3 кЈ/кг.   

Раније се топлотна вредност биомасе упоређивала са каменим угљем. Данас се упоређује са течним горивом (дизел горивом или уљем за ложење). Оквирно посматрано 3 кг сламе може да замени 1 кг дизел горива (Д₂) или уља за ложење. 2,56 кг окласка (са 7,5% садржаја влаге) по топлотној моћи одговара 1 кг лаког уља за ложење (ЕЛ).

Љуске од сунцокрета, које настају у технолошком процесу производње јестивог уља, представљају веома квалитетно биогориво, које је рентабилно сагоревати у ложиштима парних котлова инсталисаним на уљарама. Доња топлотна моћ љуске од сунцокрета је 15.600 – 16.700 кЈ/кг, зависно од садржаја влаге у љусци. Садржај влаге у љусци обично износи 12 - 14%, док је садржај пепела око 2%, а садржај волатила релативно висок (око 80 %).

Према неким ауторима љуска од сунцокрета има топлотну моћ 17,55 МЈ/кг. Један килограм љуске може да замени 0,4 кг мазута. Код доброг сагоревања љуске у ложишту котла не долази до загађивања околне средине. Продукти сагоревања (димни гасови) немају штетних састојака, а количина пепела је мала.

Топлотна моћ кукурузовине, као биогорива, је доста висока, већа је од лигнита. Она износи око 16,6 МЈ/кг. Уколико се сакупља влажна кукурузовина влага јој смањује топлотну вредност. Сагоревањем влажне кукурузовине троши се властита енергија на испаравање воде. Ригинс  је утврдио корелацију између садржаја влаге и доње топлотне вредности за кукурузовину (Едв):

             Едв = 19.002,44 – 186,82 в     (кЈ/кг)             

где је:  в - садржај влаге у кукурузовини, тзв. влажност, (%)

 Дакле, истраживања сагоревања кукурузовине показују да је она погодна за употребу као биогориво. Гасификацијом кукурузовине постигнут је енергетски степен корисности гасогенератора од 85 - 90%, у случају када после тога сагорева топао гас, а око 70%, кад се гас пречишћава и хлади за погон гасних мотора.

Горња топлотна моћ горива (Ег) добија се одређивањем у калориметријској бомби (најчешће), при томе се продукти сагоревања хладе на температуру околине, а водена пара из продуката сагоревања се кондензује, при чему предаје топлоту фазе (тзв. "латентну топлоту") околини. Код доње топлотне моћи вода се налази у облику водене паре.

Познавајући горњу топлотну моћ (Егс) и количину (садржај) водене паре у продуктима сагоревања апсолутно суве биомасе може се израчунати доња топлотна моћ према изразу:

Едс = Егс – 24,4 Вп      (кЈ/кг)            

где је: Вп - количина водене паре у продуктима сагоревања, процентуално изражена у односу на апсолутно суву масу горива (%).

Добијена вредност топлотне моћи односи се на апсолутно суву масу биогорива. Прерачунавање топлотне вредности на масу влажног биогорива обавља се уз помоћ израза:

Едв = Едс ((100 - в)/100) – 24,4 в       (кЈ/кг)            

где је:   в - влажност биогорива (%).

Горња топлотна моћ изражена у односу на влажно биогориво је:

Егв = Едв + 24,4 (Вп + в)         (кЈ/кг)                          

Као што је већ истакнуто пепео биогорива, па и пшеничне сламе, представља једну од највећих сметњи за адекватно вођење процеса њеног сагоревања. То се посебно односи на сагоревања биогорива у слоју, где се минералне материје топе услед високих температура које владају у коксној зони, а затим се хладе при контакту са ваздухом за сагоревање. При томе отврдну образујући порозну, али чврсту шљаку. Услед тога може доћи до зачепљавања отвора за довод ваздуха за сагоревање и повећања отпора при његовом доводу, прљања загревне површине постројења и проузроковању великих тешкоћа у подешавању рада постројења за сагоревање. Лоша особина пепела се огледа и у његовом интензивном лепљењу на површине ложишта, измењивачким површинама и димним каналима, што може довести до озбиљних оштећења постројења за сагоревање. Тај проблем је изузетно изражен при сагоревању пшеничне сламе (поготово високо алкалне), код које агротехника у производњи сламе налаже већу примену минералних ђубрива.

На сагледавању карактеристика пепела од пшеничне сламе радили су многи истраживачи. Тако у литератури за температуру омекшавања пепела наводи се вредност од 800 °С. У раду Перуновића  се истиче да се температура топљења пепела налази испод  900 °С, услед високог садржаја алкалних елемената у пепелу пшеничне сламе. Према њиховом истраживању, наводи се да пепео пшеничне сламе садржи: калијума 11,90%, калцијума 2,60%, фосфора 1,50% и магнезијума 0,60%.

Из наведеног произилази да и поред тога што приликом сагоревања пшеничне сламе остаје релативно мало пепела, често се стварају знатно већи проблеми у односу на сагоревање угља са знатно вишим садржајем минералних материја (пепела). Из тог разлога се мора повести рачуна о ограничењу топлотног оптерећења решетке и ложишног простора постројења за сагоревање

Особине пепела, односно његових компоненти су нарочито важне за избор конструкције ложишта и начин регулисања сагоревања. Максимална температура продуката сагоревања је ограничена температуром омекшавања, односно топљења пепела и мора се врло прецизно регулисати. Високи проценат На₂О, заједно са СиО₂ у биомаси (код пепела сламе 30 – 40%), указује на ниску температуру топљења пепела, што је од битног утицаја на одређивање температурног нивоа ложишта.

Температуре топљења пепела из сламе и окласка према ДИН нормама су: почетак синтеровања 740 и 760 ºС, почетак омекшавања 940 и 970 ºС, омекшавање пепела 1080 и 1100 ºС и топљење пепела 1240 и 1325 ºС.

Хемијске карактеристике остатака дрвета

Дрво у апсолутно сувом стању састоји се од угљеника, водоника и кисеоника. Осим ових основних елемената у састав дрвета у мањем проценту улазе азот, сумпор као и микроелементи, који су основни састојци пепела добијеног након сагоревања дрвета. Елементарни хемијски састав дрвета зависи од: врсте дрвета, старости, дела дрвета одакле се узима узорак и сл.

Елементарни хемијски садржај угљеника, кисеоника и водоника најзаступљенијих врста дрвећа у Војводини је:: буква   48,5%, 45,2%, 6,4%, храст 49,4%, 44,5%, 6,1%, топола 49,7%, 44,0%, 6,3%, јела 50%, 43,6%, 6,4% и смрека 49,6%, 44,0%, 6,4%. 

У дрвету се угљеник (Ц), водоник (Х) и кисеоник (О) налазе пре свега у оквиру угљоводоничних једињења. Водоник, чији је присуство утврђено елементарном анализом, поред тога што улази у састав присутне влаге, спојен је са кисеоником, у оквиру угљоводоничних једињења, у хидроксилне групе (ОХ). Такође, део кисеоника је хемијски везан за угљеник, односно азот (Н), а део је у слободном стању. 

Основне компоненте које чине структуру дрвета су целулоза, хемицелулоза и лигнин. Дрво садржи и мале количине екстрактивних материјала, које могу имати великог утицаја на топлотну вредност и гориве карактеристике дрвета. Процентуално учешће поменутих компоненти у дрвној супстанци мења се од врсте до врсте, али и за различите делове стабла које се анализира. У сувом дрвету лишћара целулоза просечно учествује са 43 – 45%, лигнин са 19 – 26%, хексозани 3 – 6% и пентозани 21 – 26%. Код четинара целулозе има више, тј. између 53 – 54%, лигнина 26 – 29%, хексозана 13% и мање пентозана, тј.   10 – 12%.

Стварни енергетски ефекти, који би се добили сагоревањем дрвета, су увек мањи од енергетског потенцијала и зависе од вишег фактора. На првом месту је свакако садржај влаге потенцијалног биогорива. Топлотни потенцијал дрвета директно зависи од његовог садржаја влаге. Дрвени отпадак из процеса прераде може имати:

-   спољашњу влагу, ако је лежало у води, или заливано водом, снегом или ледом. Ова влага се одстрањује отапањем и цеђењем. Обично се примењује цеђење под дејством силе гравитације.

-  сопствену влагу, у којој разликујемо воду у порама ћелија, тзв. слободну воду и воду хигроскопно везану за зидове ћелије, тзв. везану воду. Сопствена влага се отклања природним или индустријским (вештачким) сушењем. Обе врсте сушења имају своје предности и мане. Основне мане су код природног сушења време потребно за сушење, а код индустријског сушења велики је утрошак енергије. Коначна влажност дрвета, до које се дрво суши, зависи од места његовог даљег коришћења.

 У науци о дрвету је уобичајено да се релативно учешће влаге (тзв. влажност) у дрвету рачуна у односу на апсолутно суву материју:

в = 100 (Мвл - Мо)/Мо         (%)

  где су: в – влажност дрвета, у процентима;      

      Мв  - маса влажног дрвета, у килограмима;

      Мо  - маса апсолутно сувог дрвета осушеног на температури од 103 оС, у килограмима.

Влажност насталог отпатка зависи од врсте и фазе процеса у коме је настао, односно од влажности сировине у тренутку обраде:

Влажност шумских остатака се креће између 40% и 60%;

У пилани остаци имају влажност која одговара влажности трупаца и креће се између 40 % и 50 %;

Фурнирски остаци имају влажност :

- у фази мокрог третмана 60% до 70% и       

- у фази сувог третмана 8% до 10%;     

Остаци при изради плоча иверица имају влажност од 7% до 9%;

Остаци у финалној преради имају влажност :

- у производњи намештаја од 6% до 9% и       

- у производњи грађевинске столарије око 12%;     

У хемијској преради дрвета влажност износи :

- у механичкој припреми између 40% и 50% и     

- после прања и корања, а након цеђења влажност коре може бити и преко 100%. 

Енергетске карактеристике остатака дрвета   

Основне енергетске карактеристике дрвета су: топлотна моћ, садржај волатила (испарљивих састојака дрвета), Во/К (однос масеног учешћа волатила и коксног остатака), количина и састав пепела, густина и садржај влаге, тј. влажност дрвета, као релативни масени однос, обично изражен у процентима.

Употребна вредност дрвета као горива може се проценити уколико је измерена или израчуната његова горња топлотна моћ на основу хемијског састава дрвета. Горња топлотна моћ ксилема и коре неких домаћих врста дрвета су: буква 18,82 и 18,00 МЈ/кг, храст 18,36 и 19,70 МЈ/кг, црна топола 17,26 и 19,70 МЈ/кг, смрека 19,66 и 21,20 МЈ/кг, јела 19,46 и 21,00 МЈ/кг и бор 21,21 и 20,62 МЈ/кг,

Из наведених података се види да се горња топлотна моћ дрвета (у апсолутно сувом  стању) разликује од врсте до врсте. Ове разлике су у корелацији са учешћем основних компоненти и екстрактивних материја у структури дрвета. Опште узевши, четинари имају већу топлотну моћ од лишћара што зависи од количине смоластих материја у дрвету.

Горња топлотна моћ дрвета (Ег) може се довољно тачно израчунати, када знамо елементарни хемијски састав дрвета, уз помоћ посебно прилагођене једначине.

  Ег = 340 Ц + 1.420,5 (Х – О/10), (кЈ/кг)   

где су: Ц , Х и О – процентуална масени удели угљеника, водоника и кисеоника у апсолутно сувом стању дрвета. 

Класични образац немачког стручног удружења ВДИ-а је модификован и уместо броја 8 (како је то у основном обрасцу) у горњој једначини уврштен је делилац 10, због сједињавања кисеоника са угљеником, водиником и азотом. 

Дрво повећане влажности има нижу топлотну моћ и мању ефикасност при сагоревању. Влага при сагоревању представља некористан састојак који додатно смањује топлотну моћ дрвета. Део топлоте ослобођене сагоревањем дрвета користи се за испаравање влаге и прегревање водене паре до вредности температуре у ложишту. У ложишту котла троши се приближно 2.500 кЈ/кг за испаравање воде и нешто мања количина топлоте за њено прегревање. На ову количину ослобођене воде треба додати и воду насталу сагоревањем водоника из горива. На све ово треба додати и топлоту која је потребна за ослобађање везане воде из дрвета. Овај губитак, према Дунлапу, износи 314 кЈ по килограму испарене воде.

Доња топотна моћ горива (Ед) реалније одражава енергетски потенцијал горива. Једначина за доњу топотну моћ дрвета, која узима у обзир све наведене губитке гласи:

Ед = (Ег - 2500 (в + 9Х)/100) (100/100 + в)     (МЈ/кг)

 где су:  в – влажност дрвета, у процентима;    

      Х - масено учешће водоника у елементарном хемијском саставу дрвета, у процентима, 

Надаље, дати су подаци о количини топлоте која се реално може искористити из масе од 1 кг дрвета за различите садржаје влажности. При томе су узети у обзир и влажност дрвета и одговарајући степен искоришћења ложишта при сагоревању дрвета. Тако на пример, за садржај влажности у дрвету 0, 10, 40, и 70% имамо горњу топлотну моћ 19,8, 17.8. 14,5 и 12 МЈ/кг, респективно. За степен искориштавања ложишта 80, 78, 74 и 72%, може да се добије корисна топлота од 15,8, 13,9, 12,1 и 8,6 МЈ/кг, респективно.

Испарљиви састојци у дрвету (волатили) су углавном лакши угљоводоници (ЦХ). Масено учешће волатила у дрвету одређује се мерењем чврстог остатака након седмоминутног загревања узорка дрвета у пећи, на температури од 900 оС и то без присуства кисеоника. Средње масено учешће волатила у домаћим врстама дрвета је око 75%, коксног остатака од 15% до 20% и пепела до 0,6%, Наведене вредности се разликују за различите врсте дрвета и делове стабла одакле се узима узорак.

Најчешћи елементи који остају након сагоревања дрвета у облику пепела су: калијум, натријум, магнезијум. У кори обавезно има више минералних материјала него у самом дрвету. Разлике од узорка до узорка су велике, јер на количину и састав минералних материјала има великог утицаја и стање, односно састав земљишта на коме је дрво расло. Тако на пример, садржај минералних материјала у дрвету у је: буква 0,55%, храст 0,52% и бор 0,32%. Наведени подаци су важни при избору ложишта котла намењеног за сагоревање дрвног отпатка. 

Индустрија прераде дрвета користи дрво у облом (трупци, облице) и цепаном облику. Према могућој намени дрво за прераду дели се на: дрво за механичку прераду и дрво за хемијску прераду. Механичка прерада дрвета подразумева промену облика и димензије дрвета уз употребу механичких средстава (пила, ножева и сл.). Хемијска својства дрвета при томе остају непромењена. Улазни материјали за механичку прераду су трупци за пиљење, трупци за израду фурнира, облице и цепанице. Производи механичке прераде дрвета деле се на две велике групе: производи примарне прераде и производи финалне прераде дрвета.

У примарној преради обловина се прерађује у правоугаоне - базиране облике. То су производи који представљају основни материјал за израду финалних производа (даске, планке, летве, греде, фурнир, плоче на бази дрвета и сл.). Под финалном механичком прерадом подразумевамо прераду примарно обрађеног дрвета у предмете намењене директном употребом (намештај, амбалажа, грађевинска столарија и сл.).

Хемијска прерада дрвета обухвата поступке којима се мењају хемијски састав и својства дрвета. Сировину за хемијску прераду чине облице, цепанице и део отпадака из шумарства и прераде дрвета. Производи хемијске прераде дрвета се могу сврстати у четири одвојене групе:

-       производи добијени термичким разлагањем дрвета као што су: дрвени угаљ, генераторски гас и сл,

-       производи добијени дејством различитих хемикалија: целулоза и сл,

-       производи екстракције дрвета као што су: терпентинска уља, штавне материје и сл. 

-       дрвопластичне масе: лигностон, лигнофол и сл.

Употребљени термин „отпадак” односи се на онај део дрвета који се не може користити у даљој преради за исте сврхе. Међутим, дрво има толико различитих примена где би се овај остатак могао искористити, тако да се термин ”отпадак” може само условно користити. Отпадак - остатак у преради дрвета делимо према величини на:

а) Крупан

   - одрубци (при краћењу трупаца), окрајци (са бока трупаца при пиљењу), одсечци (при обради дасака по дужини) и порупци (при обради дасака по ширини).

б) Ситан

   - иверје (настаје при тесању, пиљењу или глодању), шушка: крупнија (настаје при ручном стругању), ситнија (настаје глодањем, бушењем или сл.), пиљевина (настаје при стругању - пиљењу) прашина и дрвено брашно.

ц) Кору

   - кора се појављује као немерени отпадак. Ако се трупци прерађују заједно са кором она повећава запремину крупног и ситног отпатка свуда где се трупци прерађују. Ако су трупци пре примарне прераде огуљени, онда је кора посебно на располагању, што олакшава њену евентуалну примену.

Дрвни отпаци се јављају и у фабрикама хемијске прераде дрвета. Они могу бити у чврстом, течном и гасовитом стању. Настају у поступку припреме и у процесу прераде. У фази припреме дрво се гули и уситњава, па се отпадак погодан за коришћење, ако се уопште јавља, јавља у виду коре, иверја или шушки уједначених димензија. У самом процесу јављају се луг и испарења.

Из бруто запремине посеченог дрвета израђују се две групе сортимената: техничко обло дрво и "просторно" дрво. У току њихове израде јавља се остатак који остаје у шуми. Може се рачунати да се у просеку добија 82% до 88% техничког облог и "просторног" дрвета, а да дрвни остатак чини 12% до 18% од бруто дрвне запремине. Поред овог остатака, у шуми на сваких 100 м3 крупног дрвета остаје и 15 м3 ситне грањевине и око 25 – 30 м3 пањевине и корења.

На основу реченог, стабло се састоји од неколико категорија дрвета: техничко (обло) дрво 24%, „просторно” дрво 34%, кора обловине 4%, шумски остатак са кором 9%, ситна грањевина са кором 11% и пањевина са жилама 18%. Приликом прављења биланса занемарени су лишће и четине, чије се учешће креће у границама од 1,5 – 4% од бруто запремине посеченог дрвета.

Из наведених података види се да у укупној запремини стабла техничко обло и „просторно” дрво учествује у просеку са 58%, а да остатак при производњи дрвених сортимената у шуми и неискориштени део грана и пања чине 42%. То значи да би, уколико би се искористио комплетан потенцијал шума Војводине, на располагању за коришћење у различите сврхе могло бити још око 3 милиона кубних метара дрвета. Ради се о сировој шумској биомаси различитог облика и величине, диспергованој у појединим крајевима Војводине. Ова дрвна запремина би се, обзиром на квалитет и друге карактеристике, могла искористити као извор енергије у изворном или трансформисаном облику, наравно уколико би се створили одговарајући услови. На намену и обим евентуалног коришћења шумског остатака утичу различити фактори техничко-технолошке и економске природе. Који би се део овог остатака и у којој количини могао искористити, зависи пре свега од терена, састојинских и других услова, где се тај остатак генерише. У интензивним равничарским шумским засадима технички је могуће искористити готово 100% дрвета из категорије дрвног остатака. Стварни обим искориштавања зависи и од економских фактора. Уколико би јединична цена дрвног остатака била одговарајућа, техничко-технолошки проблеми око сакупљања и транспорта преосталих делова стабла дрвета после сече могао би се решити на задовољавајући начин.

Потенцијална количина дрвених остатака из шума Војводине намеће питање могућности и начина његовог коришћења. Примера ради, само крупног шумског остатака при изради шумских сортимената (исечци, гуле, кратице, обрадци, брада, стопе грана и сл.), остаје у шуми 2,8% од укупно произведене нето дрвне запремине шумских сортимената букве. То значи, да се од укупног потенцијалног обима сеча шума у ​​Војводини, од око 788.850 м3 шумских сортимената, може очекивати око 22.088 м3 крупног дрвног остатка, који се може непосредно или у трансформисаном облику даље користити.

Структура потенцијалног шумског остатака је следећа: лишће и иглице 4,7%, пањевина и корење 41,2%, ситна грањевина 24,6% и окрајци (и пиљевина) 29,5%.

Претходно дате оцене стања шума у Војводини, као изразито неповољне, основа су за шумарску развојну стратегију која има циљ: да поправи стање постојећих шума и да повећа површину шумског фонда.

Улагањем у инфраструктуру у шумарству, пре свега у отварању шума путним комуникацијама, створиле би се могућности за коришћење шума на целокупном простору Војводине. Тиме би се створиле могућности да се искористи целокупни сечиви етат, што данас није могуће. Поред тога, повећање обима сеча условљено је одговарајућом тражњом, као и одговарајућим ценама шумских сортимената. Садашњи привредни амбијент се може оценити као неповољан за значајно повећање производње у шумарству Војводине.

Процењује се да би се различитим мелиоративним мерима у наредном средњем периоду, поред других добитака, постојећи шумски фонд могао довести у приближно оптимално стање, што би као крајњи ефекат имао производњу још око 7.000.000 м3 дрвета у наредних десет година.

Уважавајући наведене чињенице које условљавају сечу дрвета, током наредних 10 година у природним стаништима и засадима топола и врба, планира се сеча на 25.000 ха, што износи око 93% од површине шума топола и врба старости преко 15 година. Дакле, планиран је следећи обим сече:

- процењена дрвна маса на 25.000 ха износи 5.900.000 м3.

- прираст дрвне масе на 25.000 ха х 10 м3/ха х 5 година = 1.250.000 м3.

- свега сечива бруто маса у наредних 10 година = 7.150.000 м3.

У постојећем фонда топола и врба налази се око 15.000 ха засада топола и врба старости до 10 година. Око половине истих засада је у густинама које захтевају прореде, а то обезбеђује производњу следеће дрвне масе:

- 5.000 ха засада топола х 85 м3/ха = 425.000 м3.

- 2.000 ха засада Врба х 60 м3/ха = 120.000 м3.

- свега: 7.000 ха за прореду засада топола и врба = 545.000 м3.

На основу изнетих показатеља о планираним чистим сечама и проредима у младим засадима топола и врба у редовном периоду од 10 година, могућа производња дрвених маса износи: 7.795.000 м3 бруто дрвне масе.

Након реализације годишњег етата у шумама топола и врба остаје 93.500 м3 дрвног материјала који се тренутно не користи. Исти се након одређеног прилагођавања (ивераја) може користити као енергетско гориво за различите намене.

Изнете чињенице које указују на ефекте у реализацији плана производње дрвета топола и врба до 2030. године упућују на закључак да је овај програм од ширег друштвеног значаја и да Држава мора да обезбеди разне стимулативне мере и да нормативно-законским путем регулише газдовање друштвеним добром, где је шума у највећој мери државна својина.

Површина шума, шумског земљишта и заштитног зеленила у Војводини износи 180.000 ха. Од те површине под шумама се налази око 137.000 ха, а под заштитним зеленилом 9.100 ха. Дакле, заступљеност шума, шумских земљишта и заштитног зеленила износи 8,3% у односу на укупну површину, а стварна шумовитост 6,8%.

Шуме у Србији заузимају 27% земљишта. Дакле, шумске површине у Војводини могле би се и морале удвостручити. Пројекти за пошумљавање су урађени, али недостају средства за финансирање овог обимног посла. „Војводинашуме” годишње засаде 2.000 ха шума, што су врло скромне површине за Покрајину. Оне газдују са 130.000 ха шума, а 40.000 ха се налази у власништву Националног парка „Фрушка гора”, других предузећа и приватних власника.

Данас су шумски засади у Војводини готово искључиво просторно сведени и ограничени на уске локалитете дуж речних токова, затим на прибрежне и брдске пределе Фрушке горе, Вршачког и Тителског брега и на просторе Делиблатског песка и Суботичко-хоргошке пешчаре. На овим просторима се налази око 90% површина шума и заштитних засада, а само око 10% површина расуто је по пољима Војводине. Ако се овим малим површинама шума које су расуте по војвођанским пољима дода око 11.600 км зелених дрвореда, онда стварна обраслост војвођанских поља износи само око 1,5% од укупне пољопривредне површине.

Узгој меких лишћара (топола и врба) је најдинамичнији развојни део шумарства, а њихово дрво, захваљујући технологији прераде, добило је свестрану употребу и више није супститент за дрво других врста дрвећа, па се све више тражи на тржишту. Чињеница је да су тополе и врбе брзорастуће врсте дрвећа, које се гаје вештачким путем оснивањем различитих облика засада, усмерене су на производњу одређене врсте и количине сортимената. На подручју Војводине и других равничарских крајева у Србији постоји довољно земљишног простора у којима владају оптимални услови за гајење топола и врба, а то представља реални потенцијал да се у постојећим засадима обезбеде довољне количине дрвета за рад постојећих прерадних капацитета. Оснивањем нових наменских засада за производњу целулозног дрвета и дрвета за енергетске потребе на новим површинама обезбедиће се и додатне количине ове сировине за постепени развој привреде.

На основу анализираних статистичких података може се констатовати да је обављени обим сеча у шумама Војводине  у периоду претходних декада био за око 17% мањи од могућег. У годинама које су следиле, дошло је до значајног просечног пада производње, нарочито у државним шумама. Тај пад производње је износио око 48% у односу на просечну производњу.

Обим сеча у државним шумама, без националних паркова, без значајнијих колебања кретао се око просека 354.694 м3, што јасно оцртава привредни амбијент у области производње и потрошње дрвета. Та констатација се у мањој мери односи на приватне шуме, с обзиром на велику способност приватног сектора да се прилагоди тржишним условима.

Данас „Војводинашуме” годишње посеку 500.000 м3 дрвета, намењеног углавном домаћем тржишту, и то је 97% од онога што је одговарајућим прописима дозвољено за сечу. Пошто је потражња дрвета изузетно велика, ово предузеће не може да подмири све домаће купце, тако да нема простора за извоз дрвета. Наиме, извози се само целулоза од када је сремскомитровачка фабрика “Матроз” престала да ради.

Према расположивим подацима у Војводини и равничарским деловима Србије под различитим облицима засада и природно насталих станишта топола и врба налази се 53.971 ха. Процењена дрвна маса топола и врба износи 8,3 милиона м3, што у односу на укупну дрвну масу шума износи 2,7%. Годишњи прираст топола и врба је око 355.000 м3, а то је око 11% од укупних сеча у Србији.

Од укупне површине под тополама и врбама од 53.971 ха, засади евроамеричких топола заузимају 37.444 ха (70%), домаће тополе (црна и бела топола) 1.322 ха (2%), врбе 15.205 ха (28%). Плантажни узгој топола се обавља на 13.105 ха (25%), класични засади топола заузимају 24.339 ха (45%), класичне културе врбе износе 6.942 ха (13%). а природно настале шуме домаћих топола заузимају 1.322 ха (2%) и природно настале шуме врба 8.263 ха (15%).