The state of the art of mechanical harvesting of typical and emergent energy crops: assessment of the available harvesting systems and identification of the main bottlenecks
Author(s)
Latterini, Francesco
Date Issued
February 5, 2024
Type
Doctoral Thesis
Abstract
Agriculture and forestry can strongly contribute to achieve the energetic independence for European Union. Among the possible solutions offered by the two sectors toward the supply of bioenergy, dedicated crops could play a major role. However, the mechanical harvesting of dedicated energy crops still represents a challenge for different species. In this PhD course I focused on the assessment of the mechanical harvesting issues related to different oilseeds, perennial grasses and Medium Rotation Coppice (MRC) plantations, this last with particular reference to the Mediterranean forestry context. The obtained findings showed that perennial grasses like giant reed, miscanthus, switchgrass and reed canary grass can be harvested without particular problems by using harvesting systems typical of haymaking. Similar conclusions can be drawn for the oilseed crop camelina, that can be harvested by a combine harvester equipped with a cereal header with limited adjustments to the combine cleaning shoe settings. The mechanical solution for castor bean is instead still far, considering that both sunflower and cereal headers did not show satisfactory performance in terms of seed loss and correct processing of the capsules by the cleaning shoe. The development of dedicated headers or a double passage harvesting can be listed among the possible solutions to be implemented. Finally, focusing on MRC poplar plants in the Mediterranean context, the evaluated small scale prototype revealed very satisfactory working performance, although it can be applied only in the case the chipping operation can be performed on the field and there is no the need to ship the stems to a proper landing site.
Additional information
Dottorato di ricerca in Engineering for Energy and Environment
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Name
flatterini_tesid.pdf
Size
6.28 MB
Format
Adobe PDF
Checksum (MD5)
b0593ecc23f8025b90575a8521b1970a
Sponsor(s)
L'agricoltura e la selvicoltura possono contribuire fortemente al raggiungimento dell'indipendenza energetica dell'Unione Europea. Tra le possibili soluzioni offerte dai due settori verso l'approvvigionamento di bioenergia, le colture dedicate potrebbero ricoprire un ruolo di primo piano. Tuttavia, la raccolta meccanizzata di colture energetiche dedicate rappresenta ancora una sfida per quanto concerne diverse specie. In questo corso di dottorato mi sono concentrato sulla valutazione delle problematiche di raccolta meccanizzata relative a diverse specie afferenti ai gruppi: colture oleaginose, graminacee perenni e ceduo a rotazione media (MRC), con particolare riferimento al contesto mediterraneo. I risultati ottenuti hanno dimostrato che le graminacee perenni come Arundo donax, Miscanthus, Panicum virgatum e Phalaris arundinacea possono essere raccolte senza particolari problemi utilizzando sistemi di raccolta tipici della fienagione. Conclusioni simili si possono trarre per la coltura oleaginosa camelina, che può essere raccolta da una mietitrebbia dotata di testata per cereali con limitate regolazioni del sistema di pulizia del seme della mietitrebbia. La soluzione meccanica per il ricino è invece ancora lontana, considerato che sia le testate da girasole che quelle da cereali non hanno mostrato prestazioni soddisfacenti in termini di perdita di semi e di corretta lavorazione delle capsule da parte del sistema di pulizia. Tra le possibili soluzioni da implementare si possono annoverare lo sviluppo di testate dedicate o una raccolta a doppio passaggio. Infine, concentrandosi sulle piante di pioppo MRC nel contesto mediterraneo, il prototipo sviluppato ha rivelato prestazioni lavorative molto soddisfacenti, sebbene possa essere applicato solo nel caso in cui l'operazione di cippatura possa essere eseguita sul campo e non vi sia la necessità di trasportare i fusti in un sito di imposto dedicato.