MENÜ

Terményszárításról - Mindenkinek

Oldalszám:
2013.02.19.
A gabonaszárítás jelene és jövõje



A szárítástechnika alapjai

1. rész



Az 1960-as, -70-es évek nem csupán a szántóföldi termelés gépesítésében hoztak igen jelentõs fejlõdést, de megújultak, (vagy még inkább ekkor alakultak ki) a nagyüzemi szárító-tároló telepek is, amelyek még ma is meghatározzák az ország ilyen irányú kapacitásait. Ezek alatt az évek alatt közel 1.200 db B-1-15, mintegy 100 db DSZP, mintegy 150 db Sirokkó és közel 400 db többféle egyéb szárítótípussal épített telep kezdte meg mûködését.
A szárítás, a gabona- és olajosmag termelés igen energiaigényes, de szükségszerû velejárója, amely például a kukorica termelési költségének 15-30 %-át is kiteheti, tehát annak meghatározó eleme.



A magok száradása a természetben rendkívül lassan, a klimatikus környezeti hatások következtében valósul meg, s a magok biológiai (csírázási) és takarmány értékét (proteinek, enzimek stb.) is ez a száradási folyamat õrzi meg a legtökéletesebben. A mesterséges szárítás ezt a természeti folyamatot próbálja megvalósítani - felgyorsítva, s ezért sajnos sok esetben nem igazán tökéletesen. Különösen érvényes ez ma, amikor pl. a kukoricát nem 30% körüli nedvességtartalomról kell leszárítani a tároláshoz szükséges 13-14%-ra, hanem leggyakrabban 20% körüli nedvességtartalomról, a szárítási költségek minimalizálása érdekében. Ezt a feladatot a nagyobb nedvességtartalomhoz méretezett szárítók nem tudják igazán jól és kíméletesen megvalósítani !



Sajnos a fent említett, ma is meghatározó szárítókapacitások tehát konzerváltak egy mára már jelentõsen elavult, energiapazarló technológiai színvonalat, amely egyúttal jelentõsen rontja -különösen a kukoricatermelés- gazdaságosságát, de minõségi-, takarmányozási-, biológiai értékét is, különösen, ha a komplett telepi technológiát is figyelembe vesszük !



A meglévõ szárítótelepek ma egyben kényszerû integrációs központok is, hiszen a gazdálkodók számának növekedését nem követte egy hasonló arányú -saját- szárítókapacitás építési hullám. A rendszerváltozást követõ években közel 2.000-rõl, mintegy 8.200-ra bõvült a jelentõsebb méretû szántóföldi növénytermeléssel foglalkozó vállalkozások száma. Sajnos ezekben az üzemekben csupán 350-400 db szárító épült fel, s közülük talán 150 lehet korszerû - közepes, vagy nagyobb kapacitású, a többi ugyancsak régi elven mûködõ, a mag folyamatos „átrakodását” (fizikai igénybevételét) végzõ úgynevezett „vastagrétegû, szakaszos üzemû adagszárító”.



Célszerû és szükségszerû lenne, hogy pl: egy szárító-csere program keretében felgyorsuljon a technológiaváltás ezen az igen lényeges területen is, különben máshol fizetjük meg az árát !



S hogy jól választhasson az, aki szárítócserébe vagy szárítótelep építésébe „vágja a fejszéjét”, nézzük meg, melyek azok a paraméterek és tulajdonságok, amelyek meghatározzák a szárítás minõségét és energetikáját, tehát mit kell elvárnunk egy jó szárítótól ! ( Praktikus okból vizsgálódásainkat kukoricaszárítási példákon mutatom be, de az eltéréseket külön jelezni fogom. )



A szárítótérfogat, a hõkapacitás és a ventilláció összefüggései:



Már említettem: a mai követelmény, hogy a szárító 20% körüli induló nedvességrõl legyen képes folyamatos üzemben kíméletesen szárítani 13-14%-ra. A szárítási teljesítményt a fizika törvényei alapján a bevitt hõmennyiség és a légsebesség határozzák meg alapvetõen, de nem minden korlát nélkül !



Nem növelhetõ ugyanis a szárítólevegõ hõmérséklete 130 oC fõlé a kukorica „túlhevítése”, esetleges károsodása nélkül, mint ahogy a légsebesség sem 0,7 m/sec körüli érték fölé, mert ezen túl már igen nagy lesz az energiaveszteség (a levegõ nem telítõdik párával) ! Mivel a bevihetõ levegõmennyiség a szárító térfogatával arányos, minél nagyobb egy szárító, annál jobban „terhelhetõ” levegõvel, illetve annál lassúbb vízelvonást, tehát kíméletesebb szárítást tesz lehetõvé, ha nem terheljük le a névleges kapacitása határáig! Érdemes tehát pl.: összehasonlításkor egyeztetni a szárítók térfogatának, levegõkapacitásának és hõ teljesítményének a viszonyszámát, s azt a gépet megvásárolni, amelynek a munkapontja nem a határérték feletti.



A legtöbb szárító 30%-ról 14%-ra történõ szárításra van méretezve. Ez a kapacitás egyben tervezésileg arányos egy teljesítménnyel, egy mag „felfûtési”, egy magszárítási és egy maghûtési idõvel, amelyet a mag úthosszával is jellemezhetünk. Természetesen egész másként realizálódnak ezek a paraméterek a mai igényt, (20%-ról 14%-ra szárítást), azaz 5-6% vízelvonást feltételezve. Itt ugyanis csökken az egyes szárítási periódusok idõtartama, úthossza, amelyet többnyire forszírozott üzemmel, (gyorsabb felfûtéssel, tovább növelt szárítólevegõ hõmérséklettel, s vele pörkölõ-stresszhatással-, növelt légátszívással-, az energiaveszteség növelésével-, illetve csökkenõ hûtési idõvel és a visszanedvesedés kockáztatásával) próbálnak korrigálni, miközben természetesen mintegy 25-40%-al nõ a szárító gyakorlati teljesítménye a méretezett kapacitáshoz képest. Ez utóbbi elõnyös, ellenben ezek a hatások nyilvánvalóan nem kedveznek a magok biológiai és takarmányozási értékének a megõrzésében. Nincs elegendõ idõ a magon belüli nedvességtartalom kíméletes kivonásához, illetve hûtéskor annak egalizálódásához stb.



Kíméletesen szárítani tehát csak megfelelõen „nagy” köbtérfogatú, rugalmasan szabályozható fûtõ- és levegõ kapacitású szárítóval lehet, s természetesen sok minden múlik még az egyéb „apró” részleteken (pl: hõ-visszavezetés; hõtechnika; vezérlés stb.) is !



Milyen mûszaki megoldásokkal valósítják meg a gyártók ezeket a folyamatokat ?



Európában a legelterjedtebbek a „csörgedeztetõ-aknás” szárítók, ahol a szárítótoronyban kereszt irányban soronként felváltva-nyitott végû ún. légcsatorna lemezek közt áramló levegõ veszi fel a nedvességet a magoktól. Itt az átjárt réteg vastagsága 20 cm körüli, s a szárítótorony teljes magasságában az 1. sz. rajz szerint történik a szárítás, majd a torony alján, hasonló elven a magok hûtése is. A hûtéskor felmelegedett levegõt a korszerû szárítókon hasznosítják, a hûtõlevegõ visszakeringetésével. Anyaguk általában tûzi, vagy elektrokémiailag horganyozott acéllemez, de többen kínálnak ötvözött alumínium szárítót is.







A másik, -fõként az USA-ban elterjedt- típusok az ún.telepített „gyûrûaknás”, illetve a mobil „fekvõhengeres” szárítók, amelyek perforált lemezek között áramló 35-40 cm vastagságú magréteget fújnak át, kivétel nélkül nyomott üzemben, de a jelentõsen nagy felület miatt alacsony légsebességgel. A fejlettebb típusok levegõ-irányítási rendszere lehetõvé teszi a hõ visszavezetést, a szellõztetõ és az olajos-mag üzemet is. (2.sz.rajz)



Harmadikként egy ugyancsak régi technológiát megvalósító „osztott terû” szárítóféleséget kell megemlíteni. Lényegében ezek a szárítók is folyamatos üzemû „vastag-réteg” szárítók, itt azonban a szárítás és a hûtés külön térben történik, meglehetõsen nehézkes terményváltási és automatizálási feltételek között. Ezek a szárítók szintén az USA-ban terjedtek el, Európa nem fogadta be õket.(3.sz.kép)



A kisüzemek, farmgazdaságok számára megfelelõ, de ciklikus munkára képesek az úgynevezett hengeres, mobil, szakaszos üzemû vastagrétegû adagszárítók, amelyek jellemzõ képviselõi Magyarországon is nagy számban megtalálhatóak. Az általában 5 t/ó alatti teljesítmény kategóriában a folyamatos üzemû farmerszárítók csak most jelentek meg a piacon, így jó árfekvésükkel uralták is azt.



A különleges szárítók kategóriájába tartoznak a konténeres, a tálcás, illetve a szalagos szárítók, melyek más területen használatosak, így e helyt nem foglalkozunk velük.



Valamennyi szárítóban a levegõáramot különféle ventillátorok biztosítják. Azok elhelyezésétõl függõen a szárító lehet nyomott levegõs, mint pl.: az ismert B-1-15; és a hengeres-gyûrûaknás szárítók, vagy szívott üzemûek, mint amilyen a legtöbb európai aknás szárító. Elõbbiek úgynevezett felületi porforrást képezõ szárítók, utóbbiak pontszerû porforrások.



A ventillátorok kivitele tekintetében a legtöbb szárító axiál ventillátorral rendelkezik, de újabban a radiál ventillátorok elõretörése is megfigyelhetõ. A nyomó ventillátorokat és a radiál ventillátorokat általában a talajszintre telepítik, míg az axiál ventillátorok vagy a szárító torony tetejére, esetleg a hideg-oldali légcsatornára kerülnek felépítésre. Mivel a környezetvédelmi elõírások a „porforrás” kibocsátási magasságát is figyelembe veszik, elõnyösebbek a magasabban elhelyezett ventillátorok, amelyek általában -aktív, s így meglehetõsen drága por/léha leválasztókkal, vagy egyszerûbb por/léha kiszívást gátló (passzív, s így olcsóbb) rendszerekkel is kombinálva vannak.



E rendszerek mindegyike kielégíti a mai porkibocsátási elõírásokat, de 2007-tõl nehéz helyzet várható az új EU levegõ tisztasági törvény életbelépésével. A porkibocsátás magasságától is függõen az új szárítók (szinte kivétel nélkül) csak igen különleges és igen drága szûrõrendszerekkel lesznek felépíthetõek, s természetesen a meglévõket is át kell majd alakítani ( a törvény szándéka szerint ) türelmi határidõvel, vagy komoly büntetések kiszabásával kell számolniuk az üzemeltetõknek. A szívó axiál és radiál ventillátorokat fel lehet szerelni aktív porszûréssel, a nyomott levegõs rendszereknél viszont szinte lehetetlen a por/léha leválasztás, hiszen nagy felületen „pufognak” ki, s itt ráadásul a nyomott beépítés miatt még a port, a léhát is nagy sebességgel fújják ki és terítik szét a szárítótelepen, hacsak nem építenek mellé por/léha fogó építményeket. Még bonyolultabb a helyzet a gyûrûaknás, kis légsebességû szárítótípusoknál, de ezeknél a perforáció mérete (mint szûrõ) is befolyásolja a kifújható szemcsék méretét. Kérdés, hogy megfelel-e majd ez a határértékeknek, és a gyakorlati igényeknek ?



A levegõmennyiség szabályozása tekintetében a legelterjedtebb az ún. mellékáramú falslevegõ vezérlés, de ismertek a fojtással, vagy a még bonyolultabb lapátszög állítással vezérelt kivitelek és a legkorszerûbbnek tekinthetõ elektronikus fordulatszám-vezérelt típusok is. Szerencsés, ha a ventillátort meghajtó villanymotor nincs beépítve a párás-poros levegõáramba, hanem külsõ szerelésû a meghajtás.



Hogy hány db ventilátor üzemel egy szárítóban, elsõsorban a gyártó koncepciójának-, a szárító levegõ igényének-, hõ visszavezetési-, porleválasztási rendszerének a függvénye. Lényegesebb viszont, hogy ezek a ventillátorok összesen hány kWh/h energiaigénnyel dolgoznak a szárítókban, hiszen ezt az energia költséget évrõl-évre ki kell majd fizetnünk, s az áramdíj különbség akár több százezer Ft is lehet évente!



A szárító és a levegõellátó rendszer kivitele meghatározza a szárító energetikáját is, azaz azt a fajlagos paramétert, amely megadja, hány kcal hõmennyiség szükséges 1 kg a magokba bezárt víz eltávolításához. Ebben a tekintetben, bizony el kell mondani, hogy sokszor a reklám adatok kissé elrugaszkodnak a valóságtól, illetve rendszerint nem kötik hozzá a közölt adathoz, hogy milyen körülmények között érvényes az a bizonyos reklámozott paraméter! Így fordulhatnak elõ azután félreértések, téves költségszámítások és bizony sokszor csalódások, viták is.



Elmondhatjuk, hogy az 1.000 kcal/kg.víz alatti fajlagos víz-elpárologtató képességû szárítók már igen kiválóak 10%-os vízelvonású (25%-ról 15%-ra történõ) szárításnál, 80% relatív páratartalmú, +10 oC hõmérsékletû külsõ levegõt és 120 oC hõmérsékletû szárítólevegõt, valamint átlagos vízleadó képességû kukoricafajtát, megfelelõen tiszta magot és megfelelõ hõtartalmú fûtõanyagot feltételezve!



Ezt a kedvezõ értéket is csak a kellõen meleg és alacsony páratartalmú hûtõ+szárító levegõ keverék visszakeringetésével és hatékony hûtéssel lehet elérni, míg ennél jobb energetikai paraméter csak magasabb induló nedvesség, illetve más kedvezõbb környezeti tényezõk, esetleg pihentetõ-hûtõ tornyok használata esetén alakulhat ki.



Egyértelmûen látni kell, hogy minél kisebb a vízelvonási szükséglet mint a példabeli 10%, a fajlagos energiaigény egyre nagyobb lesz, hiszen minél inkább a „sejtvizet” kell elvonni a magból, ahhoz egyre több és több energia és idõ kell fajlagosan, s itt köszön vissza a pihentetés - egalizálás nélküli szárítás minõségkockáztató hatása! Nota-bene, még az is meggondolandó, hogy érdemes-e minél szárazabb (kisebb FAO-számú, s így alacsonyabb potenciális termõképességû) kukoricát termelni, s a szárítási költség megtakarítására törekedni, vagy egy nagyobb, de nedvesebben betakarítható termés többlethozamának egy részébõl fedezni a többlet-szárítási költséget, hiszen ebben a 20% feletti tartományban fajlagosan még olcsóbban vonható ki a magokból a szabad víz !? Ha biztos piacunk van a termésre, az utóbbi egyértelmûen jobb üzlet!



( Folytatás követekezik ) SZ.J.