Recovery and utilization of low-temperature waste heat in the industrial cultivation of vegetable sprouts
Wydział Infrastruktury i Środowiska, Politechnika Częstochowska
Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja, 2026 (2), 14-19, DOI: https://doi.org/10.65545/COW.2026.02.03
Słowa kluczowe: ciepło odpadowe, pompa ciepła, ciepło z procesów wzrostu kiełków
Streszczenie
Wszystkim procesom technologicznym towarzyszy energia odpadowa, która najczęściej występuje w postaci ciepła, w szczególności ciepła niskotemperaturowego. W przypadku przemysłowej uprawy kiełków fasoli Mung, ciepło odpadowe pochodzi nie tylko z procesów technologicznych, ale także z procesów biologicznych. Podczas kiełkowania i wzrostu kiełków fasoli Mung wydzielane są znaczne ilości ciepła, które wraz z wodą schładzającą je podczas podlewania może być zmagazynowane i wykorzystane np. do podgrzania wody zużywanej podczas podlewania kiełków w trakcie uprawy. W pracy zaprezentowano koncepcję i wyniki implementacji systemu dwustopniowego odzysku i zagospodarowania niskotemperaturowego ciepła odpadowego z procesu uprawy kiełków fasoli Mung. Wykazano, że dzięki implementacji płytowego wymiennika ciepła oraz sprężarkowej pompy ciepła istniej możliwość odzysku i zagospodarowania ciepła odpadowego generowanego przez wzrastające kiełki w ilości ok. 4,95 GJ na pojedynczą partię produkcyjną, co przekłada się na ok. 198 GJ/rok.
Pobierz artykuł w formacie PDF
Pobierz cały numer w formacie PDF
Keywords: waste heat, heat pump, heat from sprout growth processes
Abstract
All technological processes are accompanied by waste energy, which most often occurs in the form of heat, particularly low–temperature heat. In the case of industrial cultivation of mung bean sprouts, waste heat comes not only from technological processes but also from biological ones. During the germination and growth of mung bean sprouts, significant amounts of heat are released, which, together with the water used to cool them during irrigation, can be stored and utilized, for example, to heat the water used for irrigating the sprouts during cultivation. This paper presents the concept and results of implementing a two-stage system for the recovery and utilization of low-temperature waste heat from the mung bean sprout cultivation process. It has been shown that by implementing a plate heat exchanger and a compressor heat pump, it is possible to recover and utilize the waste heat generated by the growing sprouts in the amount of approximately 4.95 GJ per production batch, which leads to about 198 GJ per year.
Download the article in PDF format
Download the entire issue in PDF format
Bibliografia / Bibliography
Baidya, D., de Brito, M. A. R., Sasmito, A. P., Scoble, M., & Ghoreishi-Madiseh, S. A. (2019). Recovering waste heat from diesel generator exhaust; an opportunity for combined heat and power generation in remote Canadian mines. Journal of Cleaner Production, 225, 785-805. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.03.340 Bewley, J. D. (1997). Seed germination and dormancy. The plant cell, 9(7), 1055.https://doi.org/10.1105/tpc.9.7.1055
Bewley, J. D., Bradford, K. J., Hilhorst, H. W. M., & Nonogaki, H. (2013). Seeds: Physiology of Development, Germination and Dormancy (3rd ed.). Springer New York. https://doi.org/10.1007/978-1-4614-4693-4
Bombarda, P., Invernizzi, C. M., & Pietra, C. (2010). Heat recovery from Diesel engines: A thermodynamic comparison between Kalina and ORC cycles. Applied thermal engineering, 30(2-3), 212-219. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2009.08.006
European Parliament and Council. (2018). Directive (EU) 2018/2002 of 11 December 2018 amending Directive 2012/27/EU on energy efficiency (Official Journal of the European Union, L 328, pp. 210–230). Retrieved from https://eur-lex.europa.eu/legal-content/PL/ALL/?uri=-CELEX:32018L2002 (Dostęp z dnia 15.01.2026)
Ji, F., Bao, Y., Zhou, Y., Du, F., Zhu, H., Zhao, S., & Ding, S. (2019). Investigation on performance and implementation of Tesla turbine in engine waste heat recovery. Energy Conversion and Management, 179, 326-338. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2018.10.071
Nematollahi, O., Hajabdollahi, Z., Hoghooghi, H., & Kim, K. C. (2019). An evaluation of wind turbine waste heat recovery using organic Rankine cycle. Journal of Cleaner Production, 214, 705-716. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.01.009
Peris, B., Navarro-Esbrí, J., Molés, F., & Mota-Babiloni, A. (2015). Experimental study of an ORC (organic Rankine cycle) for low grade waste heat recovery in a ceramic industry. Energy, 85, 534-542. https://doi.org/10.1016/j.energy.2015.03.065
Słomczyńska, K., Mirek, P., & Panowski, M. (2023). Analysis of the Potential for Reducing the Energy Consumption of a Vegetable Sprouts Production Using Flownex Simulation Softwar. Advances in Science and Technology. Research Journal, 17(5). https://doi.org/10.12913/22998624/170944
Solomon, E. P., Villee, C. A., Berg, L., & Martin, D. W. (1993). Biology (3rd ed.). Saunders College Pub. https://archive.org/details/biology00solo (Dostęp z dnia 15.01.2026)
Stanek, M., & Panowski, M. (2021). Sposób przygotowania świeżej wody na potrzeby podlewania w uprawie kiełków warzywnych, w szczególności kiełków fasoli Mung (Patent RP nr 243296). Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej.
Uusitalo, A., Honkatukia, J., & Turunen-Saaresti, T. (2017). Evaluation of a small-scale waste heat recovery organic Rankine cycle. Applied Energy, 192, 146-158. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2017.01.088
Xu, Z. Y., Mao, H. C., Liu, D. S., & Wang, R. Z. (2018). Waste heat recovery of power plant with large scale serial absorption heat pumps. Energy, 165, 1097-1105. https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.10.052
Zarzycki, R., & Panowski, M. (2017). Wykorzystanie ciepła odpadowego w procesie skojarzonego wytwarzania energii. Mechanik, 03/2017. https://doi.org/10.17814/mechanik.2017.3.45
Zhang HongSheng, Z. H., Zhao HongBin, Z. H., & Li Zhen Lin, L. Z. (2019). Waste heat recovery and water-saving modification for a water-cooled gas-steam combined cycle cogeneration system with absorption heat pump. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2018.11.051
Zhang, Q., Gao, J., Wang, Y., Wang, L., Yu, Z., & Song, D. (2019). Exergy-based analysis combined with LCA for waste heat recovery in coal-fired CHP plants. Energy, 169, 247-262. https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.12.017