BRIQUETTING OF POTATO HAULM AS A METHOD OF EFFECTIVE USE OF PLANT BIOMASS
DOI:
https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2025.4.1.38Keywords:
potato haulm, biomass, briquetting, fuel briquettes, density, energy efficiency, particle size, moisture content, pressing pressureAbstract
The article investigates the potential of potato haulm as a raw material for the production of solid biofuels. Ukraine ranks among the world’s top five potato producers, resulting in the generation of significant amounts of unused plant residues that are often burned in fields, causing environmental damage and energy loss. The research aims to determine optimal parameters for briquetting potato haulm to obtain energy-efficient solid fuel. The physical and mechanical properties of potato haulm were analyzed, including moisture content, brittleness, density, and lignin concentration. It was found that the material contains 10–20% lignin, which serves as a natural binder, eliminating the need for additional additives. Experimental studies determined the effect of moisture content, particle size, and pressing pressure on briquette density and quality. Results showed that reducing moisture increases brittleness and facilitates grinding; however, excessive drying (<8%) leads to material fragility and dust formation. The optimal moisture range for briquetting was identified as 8–12%. The best results were obtained with a particle size of 5 mm and a pressing pressure of 100 MPa, achieving briquette density of about 1020 kg/m³, corresponding to industrial biofuel standards. The findings confirm the feasibility of using potato haulm as a promising bioenergy feedstock. Implementation of the proposed briquetting technology will reduce agricultural waste, lower greenhouse gas emissions, and enhance Ukraine’s energy independence through the use of renewable plant biomass.
References
Шпичак О. М., Прокопенко К. О. Проблеми та перспективи розвитку ринку картоплі в Україні з урахуванням економічних викликів // Економіка та суспільство. 2020. № 23. Режим доступу: [вставити повне посилання] (дата звернення: [вказати дату]).
Міністерство аграрної політики та продовольства України. Основні показники виробництва картоплі в Україні : статистичний звіт. Київ : Мінагрополітики, 2023.
FAOSTAT. Potato Production in Ukraine [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://www.fao.org/faostat (дата звернення: 12.11.2025). Назва з екрана.
Башмакова Г. П. Використання аграрної біомаси як джерела відновлюваної енергії // Енергетика та електрифікація. 2019. № 3. С. 20–25.
Geletukha G., Zheliezna T. Bioenergy in Ukraine: Current state and prospects // Biomass Conversion and Biorefinery. 2021. Vol. 11, Iss. 4. P. 1545–1558.
Гелетуха О. Г., Желєзна Т. А. Потенціал біомаси для енергетики в Україні. Київ : ІТТФ НАН України, 2020.
Гелетуха О. Г., Башмакова Г. П. Перспективи використання твердого біопалива в Україні // Вісник НАН України. 2018. № 10. С. 55–60.
Митрофанов В. С. Дослідження характеристик бадилля картоплі для визначення технологічних режимів переробки // Вісник аграрної науки. 2016. № 9. С. 80–85.
Козак І. І., Литвиненко В. М. Фізичні властивості бадилля картоплі // Сільськогосподарські машини. 2017. № 1. С. 15–20.
Демко І. В., Морозов О. В., Кузнецов О. В. Оптимізація процесу брикетування відходів соломи в присутності подрібненого лушпиння соняшника // Науковий вісник Таврійського державного агротехнологічного університету. 2018. Вип. 8, т. 2. С. 27–35. Режим доступу: [вказати повне посилання] (дата звернення: [дата]).
Bashmakova H. P. The development of biomass briquetting in Eastern Europe // Renewable Energy Review. 2020. Vol. 15. P. 120–135.
Das S. K. et al. Potato (Solanum tuberosum L.) seed tuber production as influenced by haulm cutting at optimum date [Електронний ресурс] // CAB Digital Library. 2020. Режим доступу: https://www.cabidigitallibrary.org/doi/pdf/10.5555/20203573540 (дата звернення: 12.11.2025).
Paiziev G. K. Physical and mechanical properties of potato culture (tops and tubers) [Електронний ресурс]. 2021. Vol. 2, Iss. 8. Режим доступу: https://agir.academiascience.org/index.php/agir/article/download/386/352/725 (дата звер- нення: 12.11.2025).
Kaliyan N., Morey R. V. Factors affecting strength and durability of densified biomass products // Biomass and Bioenergy. 2009. Vol. 33, Iss. 3. P. 337–359.
Marreiro H. M. P. et al. Empirical studies on biomass briquette production: a literature review // Energies. 2021. Vol. 14, Iss. 24. P. 8320. DOI: 10.xxxx/energies14248320.
Alaru M. et al. Lignin content and briquette quality of different fibre hemp and energy sunflower plants // Fuel Processing Technology. 2011. Vol. 92, Iss. 2. P. 235–240.
Comparative analysis of lignocellulosic residues: energy content and ash composition // Bioresource Technology. 2020. Vol. 301. Art. 122780.
Лук’яненко О. М., Лук’яненко В. М. Аналіз віброударного пресування рослинної маси з уточненням математичної моделі процесу // Наукові праці : зб. наук. пр. Київ : КНТУ, 2018. Вип. 28. С. 54–61.
Семірненко С. Л., Семірненко Ю. І. Брикетування соломи як альтернатива сільськогосподарським спалюванням // Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства : технічний сервіс машин для рослинництва. 2013. Вип. 134. С. 271–275.
Mani S., Tabil L. G., Sokhansanj S. Effects of compressive force, particle size and moisture content on mechanical properties of biomass pellets // Biomass and Bioenergy. 2006. Vol. 30. P. 648–654.
