A szemestermény-szárítás helyzete, technológia fejlesztési lehetõségei

A termesztési és betakarítási technológia viszonylag jól gépesített, ugyanakkor a betakarítás utáni tartósítás- és tárolástechnológia területén jelentõs az elmaradás lassú a korszerûtlen szárítótelepek lecserélése. Még mindig közel 1000 db korszerûtlen környezetszennyezõ szárítótelep (B1-15, Sirokkó 30/4, DFSZP-32) mûködik az üzemekben. Ezen berendezések átlagéletkora 20 évhez közelít.

A gazdasági szerkezetváltás után, az utóbbi 10-15 évben újonnan létesített viszonylag korszerû szárítóberendezés elsõsorban kis- és közepes teljesítményû berendezés volt, melynek összesített darabszáma 250-300–ra tehetõ Korszerû automatikus vezérlésû nagyteljesítményû szárítótelepbõl mintegy 40-50 db létesült. Ezen hõvisszanyeréses berendezések energiafelhasználása a hagyományos szárítók energiafelhasználásánál 25-30 %-kal kedvezõbb.

Szakmai körökben jól ismert tény, hogy a hagyományos keresztáramlású szemesterményszárítók fajlagos energiafelhasználása magas 5,4 MJ/kgvíz, szárítási egyenletessége pedig kedvezõtlen még jó mûszaki állapotban is.

Ugyanakkor az MGI vizsgálata szerint a hazai jellemzõen elhasználódott B1-15 szárítóberendezés hõenergia felhasználása – kedvezõtlen esetben – elérheti a 6 MJ/kgvíz értéket, a szárítási egyenletesség + 2 % körül alakul jelentõs akár 1,5-2 % is lehet a túlszárítás.

Ezek az energetikai jellemzõk - az üzemek számára döntõen az elmúlt évek aszályos idõjárása miatt - az alacsony vízelvonás miatt nem voltak érzékelhetõek.

A 2004-es évben azonban várhatóan többek között - kedvezõ idõjárás miatt - a termésmennyiség kukorica esetében az elõzõ évek átlagát jelentõsen meg fogja haladni és a betakarítási nedvességtartalom is jelentõsen meghaladhatja az elmúlt évek jellemzõ 18-20 % körüli értékét.

A fentiek miatt a szárítás a 2004 évben várhatóan, lényegesen nehezebb körülmények között lesz elvégezhetõ és a túlnyomóan a korszerûtlen géppark, valamint az energiaárának emelése miatt a szárítási költség – elsõsorban az energiaköltség – az elõzõ évekhez képest lényegesen magasabb lesz, mint az elõzõ években. Ezért a szárítási szezonra jó elõre fel kell készülni. Telepi korszerûsítésre, új szárító beruházásra, az üzemeknek már csak - figyelemmel az AVOP pályázati lehetõségekre valószínûleg - 2005 évben lesz lehetõségük, amit célszerû mihamarabb elõkészíteni.

Különösen fontos a szárítás azon gazdaságok számára, akik nem rendelkeznek saját szárítóberendezéssel.

A jelenlegi üzemi körülmények között a bérszárítás költsége rendkívül magas, elérheti a termelési költség 25-30 %-át, tehát az egyik fõ meghatározó költségtényezõ. Az üzemi vizsgálatoknál elõfordult költség összetevõk.

Szárítás:           300.700 Ft/1 % vízelvonás

Terménykezelés

- fogadás         0-200 Ft/t

- tisztítás          500-1500 Ft/t

A fentiek alapján

- 5 % - vízelvonás 19 %-ról 14 %-ra szárítás költsége:

2.000-5.200 Ft

- 10 % vízelvonás 24 %-ról 14 %-ra szárítás költsége:

3.500-8.700 Ft/t között változik.

 Saját szárító esetén a szárítási költség ezen értékek 50-70 %-ra mérsékelhetõek.

A következõkben a beruházási döntés elõkészítéséhez a teljesség igénye nélkül szeretnének áttekintést adni az üzemi technológiákról, továbbá bemutatni néhány olyan szárítótelepi technológiai fejlesztést, melyet az MGI minõsített és amelybõl Mezõgépteszt, vagy Technológiai Teszt készült.

 A szárítótelepi technológiáknak az alábbi fõbb igényeket kell kielégíteni:

-         üzemmérethez igazodó teljesítmény,

-         kedvezõ energiafelhasználás,

-         megfelelõ munkaminõség,

-         korszerû vezérlés, ill. szabályozástechnika,

-         környezetvédelmi megfelelõség,

-         kedvezõ beruházási és üzemeltetési költség.

 

 A technológiák értékelése

 A terményfogadás mûveleténél a mennyiségi és minõségi átvétel tekintetében érzékelhetõ elõrelépés történt. A közepes méretû üzemekben nagy számban valósultak meg a föld feletti tenzometrikus mérés elven mûködõ elektronikus mérlegek. A minõségi átvétel elsõsorban a terménynedvesség-tartalom mérésére szorítkozik. A beltartalom meghatározását szolgáló NIR eszközök csak a nagy gabonaátvevõ telepeken terjednek.

A termény kíméletes mozgatása az új technológiáknál fontos szempont. A vertikális anyagmozgatásnál a serleges felvonók szinte általánosak, azonban kis magasság különbségû szállításnál (6 m alatt) megjelentek az Æ200 mm-es csõcsigák is, mely olcsóságuk, elfogadható munkaminõségük révén elsõsorban a kis- és középüzemekben célszerûen alkalmazhatók. Így ugyanis a vízszintes és függõleges anyagmozgatás egy gépegységben megvalósítható (GSI technológia). A vízszintes terménymozgatás elsõsorban rédlerrel és vályús csigákkal történik. Költségei miatt a kíméletes anyagmozgatást megvalósító szállítószalag rendszerek nem terjednek kellõképpen.

A kis- és középüzemekben, de a nagyüzemekben is a terménytisztítás meglehetõsen problematikus. A jó munkaminõségû üzembiztos síkrostás magtisztítók meglehetõsen drágák. Az elõ-, ill. utótisztítást általában a kisgazdaságok elhagyják, a középüzemek pedig szerényebb mûszaki megoldású dobrostás, vagy egyszerû kivitelû síkrostás magtisztítókat alkalmaznak. Nem ritka, hogy az elõ, ill. utótisztítás mûvelete közül az egyik (általában az utótisztítás) elmarad.

A hazai szárítógép piacon a fejlett európai és amerikai gyártmányú szárítók fõbb rendszerei szinte teljesen megtalálhatóak. A nagyszámú forgalmazó igen széles gyártmány skálát ajánl az üzemek részére. A hazai gazdaságok számára több tucat különbözõ típusú és gyártmányú szárító áll rendelkezésre, melyek jellemzõen gazdaságosabban üzemeltethetõek, mint a régi elavult berendezések. Ezek között megtalálhatóak a legkorszerûbb energiatakarékos, nagy teljesítményû automatikus szabályozóval felszerelt szárítók. A másik jellemzõ gépméret a kisüzemi üzemmérethez igazodó tételes szárítóberendezések.

A nagyteljesítményû folyamatos üzemû szárítókból kétféle irányzat alakult ki. A jellemzõen alacsonyabb nedvességelvonásra méretezett vastagabb szárítóréteggel rendelkezõ hõvisszanyeréses hengeres gyûrûaknás szárítók (GSI, MEYER, Hevesgép, ill. a hagyományos aknás szárítók CIMBRIA, PETKUS, STELA stb.).

Az elõbbiek kedvezõbb beruházási költsége, jó munkaminõsége és magasfokú automatizáltsága emelhetõ ki.

A gabonaszárító-telepek fogadó- és áteresztõ képességét, a szárítóberendezések teljesítményét és üzemeltetési jellemzõit, a szárítás költségeit alapvetõen, a termesztett kukorica mennyisége és annak betakarítási nedvességtartalma nagymértékben befolyásolja. A kukorica nedvességtartalma függ a fajtától, az agrotechnikától, (vetési idõpont, tápanyagellátás stb.) az évjárattól, az idõjárástól és a betakarítás idõpontjától.

 

 Telepi technológiák

 A kisebb gazdaságok számára többek között, a GSI-Competitor, illetve MECMAR tételes szárítóberendezés alkalmazható, melyek közül a Competitor 110 szárítótelepi technológiát mutatjuk be, amely szakaszos és folyamatos üzemmódban is mûködtethetõ (1. ábra).

 

 

1. ábra

 

GSI-Competitor 110 szemestermény-szárító

 A szárítótelepi technológiát a legegyszerûbb és legolcsóbb gépi berendezésekbõl állítottuk össze. Nem alkalmazunk elõtisztítót, ezért a betakarítógépnél fokozottan ügyelni kell a megfelelõ tisztaságra, a rostanyílás, a dobfordulat és a tisztítóventilátor beállításánál.

 

A szárító kiszolgálása és a szárított szemeskukorica továbbítása 45o-os mobil csigákkal történik.

A szárítóberendezés külön szárítózónával nem rendelkezik, ezért folyamatos szárítás esetén egy 80 m3-es szellõztetõ padozattal ellátott és az 50-55 oC-os szárított termény környezeti levegõvel történõ hûtésére szolgáló tornyot építettünk be a technológiai változatba. Ez folyamatos üzemeltetést tesz lehetõvé. A szárítóberendezés 3,8 t/h szárított anyag teljesítménnyel üzemel. Szakaszos üzemeltetés esetén (szárítás + hûtés) a szárított anyag teljesítmény közel a felére 1,9-2,1 t/h-ra csökken. Az idényteljesítmény mind két esetben elérheti az 1150-1200 t-át, azonban az üzemórák száma 300 ill. 600-ra változik, ami a szárítási költségeket befolyásolja.

Folyamatos üzem esetén mintegy 300 üzemórában van lehetõség bérszárításra, amely egy év alatt kompenzálhatja a tároló beruházási költségtöbbletet. A Competítor-110 szárítóberendezés így folyamatosan üzemeltethetõ, mert a toronytárolókban az állagmegóvó szellõztetõ rendszer lehetõvé teszi a szárított termény folyamatos lehûtését. Folyamatos szárításnál az égõ állandóan üzemel.

A szakaszos üzemben a szárítás meleg levegõvel történik, a hûtést pedig a tüzelõberendezés ventilátora kikapcsolt égõ üzemmódban biztosítja. A szárítandó terményt szárítótetõn elhelyezett töltõberendezés juttatja a szárítótérbe.

A termény a kaszkád alakú terményoszlop perforált lemezei között gravitációs úton halad az alsó kiadagoló szerkezethez. A szárító levegõ a kettõs terményoszlop közé kerül bevezetésre. A kaszkád oszlop rendszer a termény részleges keveredését is biztosítja.

A kívánt 80-90 oC-os szárítóközeg hõmérséklet az égõ szabályozó rendszerén változtatható.

A kívánt végnedvesség tartalom a nedvességtartalom mérõ szabályozórendszeren keresztül a kiadagoló mérõrendszer sebességének változtatásával állítható be.

 Elsõsorban a közepes, illetve nagyobb gazdaságok számára alkalmazható berendezések

 MECMAR M-1000 szárítóra alapozott HEVESGÉP technológia

 2. ábra

 

M-1000szemestermény-szárító

 A MECMAR M-1000 szemestermény-szárító berendezés elsõsorban kukorica, búza és egyéb gabonafélék, továbbá hüvelyesek és olajos magvak szárítására szolgál.

 

A szárítóberendezés folyamatos üzemû keresztáramlásos, gyûrûaknás, hûtõlevegõ visszakeveréses rendszerû.

A szárító gyûrûaknája 12 db szegmensbõl áll. A gyûrû akna külsõ- és belsõ része a szárítandó terményjellemzõknek megfelelõen perforált lemezekbõl áll, melyen keresztül a szárító és hûtõlevegõ kerül átvezetésre.

A gyûrûaknában, a szárítózónát 4/7, 3/7 arányokban megosztva nyert elhelyezést a termény nedvesség kiegyenlítését szolgáló terményfordító (TURN-FL0W) rendszer. A nedvesség kiegyenlítõ, az eltérõ nedvességû (szárazabb belsõ, nedvesebb külsõ) rétegnek a keverését végzi.

A szárító tüzelõberendezése földgáz vagy folyékony gáz üzemû szõnyeg-égõ rendszer, mely a szárító közepén nyert elhelyezést.

A szárítólevegõ szárítótérbe juttatását centrifugál ventilátor biztosítja. A szárító levegõ a hûtõtéren átszívott kissé felmelegedett és a környezetbõl beszívott levegõbõl áll, melyet a ventilátor nyomóoldalán elhelyezett szõnyegégõ melegít fel a kívánt hõmérsékletre.

A szárított termény kiadagolását szakaszos üzemû körbeforgó kitárolócsiga végzi.

A szárítóberendezés beszabályozását a szárítási hõmérséklet figyelembevételével az ürítési-, idõütem beállításával lehet elvégezni. A szárított termény nedvességtartalmát zöld-sárga-piros LED-sor jelzi, amely a termény nedvesedésérõl, ill. száradásáról ad tájékoztatást.

A szárítóból kiadagolt terményt serleges felvonó a HSZT típusú 50 m3-es tranzittartályba szállítja. A szárítótelepi technológia vezérlését egy központi PLC-egység végzi. Az anyagáram útja, illetve a berendezések mûködése folyamatosan ellenõrizhetõ.

A szárító vízelpárologtató teljesítmény 1800 kg/h. A szárított anyag teljesítmény 10 % vízelvonás mellett mintegy 13-15 t/h.

 GSI Portable szárító technológia

 

3. ábra

 

GSI Portable szárító

 A berendezés elsõsorban kukorica, illetve egyéb szemestermények szárítására készült.

A szárító egyszeri keresztáramlásos, kaszkád, aknás rendszerû, folyamatos mûködtetésû. A szárítóberendezés 2 db – speciális kialakítású – axiál ventilátorral ellátott tüzelõberendezéssel üzemel. Az alsó ventilátor tüzelõberendezése igény szerint mûködtethetõ, vagy kiiktatható, így a szárító kétféle alap üzemmódban, mûködtethetõ, úgymint:

- folyamatos szárítás, hûtés kiegészítõ tárolótoronyban, kétégõs rendszerrel mûködtetés,

- folyamatos szárítás, hûtéssel együtt egyégõs rendszerrel mûködtetés.

 A szárítás meleg levegõvel történik, melyet LPG üzemû égõ állít elõ. Az égõfej ventilátorral van egybeépítve, a hûtést pedig a tüzelõberendezés ventilátora kikapcsolt égõ üzemmódban biztosítja. Folyamatos hûtés nélküli üzemben mindkét égõ állandóan üzemel.

A szárítandó terményt a szárító felsõ részén elhelyezett töltõberendezés juttatja a kaszkád elrendezésû szárítótérbe.

A szárítóberendezés részei:

-         terménytöltõ és ürítõ rendszer

-         szárítószekrény

-         tüzelõberendezés (égõk és ventilátorok)

-         automatikus üzemirányítás, (nedvesség ellenõrzés, ill. szabályozás).

 A termény a kaszkád kialakítású szárítóoszlop perforált lemezei között gravitációs úton halad az alsó kiadagoló szerkezethez. A szárító levegõ a kettõs terményoszlop közé kerül bevezetésre. A kaszkád oszlop rendszer a termény részleges keveredését is biztosítja. A kívánt szárítóközeg hõmérséklet az égõ szabályozó rendszerén változtatható. A kívánt végnedvesség tartalom a szabályozórendszeren keresztül a kiadagoló mérõrendszer sebességének változtatásával a maghõmérséklet figyelembevételével állítható be.

A berendezés vízelpárologtató teljesítménye mintegy 1.000 kg/h. A szárított anyag teljesítmény 7-8 t/h (24 %-ról 14 %-ra szárításnál).

 

 CIMBRIA BEG-16 R szárítási technológia

 

 4. ábra

 

CIMBRIA BEG-16 R szárító

 A szemesterményszárító berendezés elsõsorban kukorica, búza és egyéb gabonafélék, továbbá hüvelyesek, olajos magvak szárítására készült.

A berendezés folyamatos üzemû keresztáramlásos, szívott hûtõlevegõ visszakeveréses rendszerû aknás szárító.

 A berendezés fõ részei:

-         szárítótorony, (szárítózóna, hûtõzóna)

-         tüzelõberendezés,

-         ventilátorok,

-         levegõ visszavezetõ recirkulációs rendszer,

-         kiadagoló szerkezet,

-         automatikus szabályozó rendszer.

 

 A szárítóberendezés szárítóaknája 16 db négyszög keresztmetszetû aknából áll, melyekben a speciálisan kialakított változó keresztmetszetû soronként változóan nyitott, illetve zárt fordított U alakú légbevezetõ csatornák vannak elhelyezve. A szárítóakna egyik fele a tüzelõberendezés légcsatornájához, míg a másik fele az elszívó ventilátorokhoz csatlakozik.

A szárító tüzelõberendezése földgáz vagy folyékony gáz üzemû szõnyeg égõ rendszer.

A szárítólevegõ szárítótérbe juttatását centrifugál ventilátorok biztosítják. A szárító levegõ a hûtõtéren átszívott kissé felmelegedett és a környezetbõl beszívott levegõbõl áll, melyet a ventilátor szívóoldalán elhelyezett szõnyegégõ melegít fel a kívánt hõmérsékletre.

A szárított termény kiadagolását speciális billenõserleges rendszer végzi (ürítési ütem, üzemszünet ütem).

A szárítóberendezés beszabályozását a szárítási hõmérséklet figyelembevételével az ürítési-, idõütem beállításával lehet elvégezni.

A berendezés vízelpárologtató teljesítménye mintegy 1100 kg/h. Szárított anyagteljesítmény 8,5-9,1 t/h (24 %-ról 14 %-ra szárításnál).

 A ME 1200 S szárítóra alapozott HEVESGÉP technológia

 

5. ábra

 

ME 1200 S HEVESGÉP szárítótelep

 A berendezés 2004-tõl HEVESGÉP X-1200 néven kerül saját gyártmányként forgalomba.

A szemestermény-szárító berendezés elsõsorban kukorica, búza és egyéb gabonafélék, továbbá hüvelyesek, olajos magvak szárítására készült.

A szárítóberendezés folyamatos üzemû keresztáramlásos, gyûrûaknás, hûtõlevegõ visszakeveréses rendszerû.

A berendezés fõ részei:

-         szárítótorony,

-         tüzelõberendezés,

-         ventilátor,

-         levegõ bevezetõ irányító rendszer,

-         kiadagolószerkezet,

-         automatikus szabályozó rendszer.

 

A szárító gyûrûaknája 6 db szegmensbõl áll. A gyûrûakna külsõ- és belsõ része a szárítandó termény jellemzõknek megfelelõen perforált lemezekbõl áll, melyen keresztül a szárító és hûtõlevegõ kerül átvezetésre. A szárító gyûrûakna mérete a felsõ zónában vékonyabb míg az alsó szárítózónában – a szárítási sebesség jellemzõk figyelembevételével – vastagabb, ami a vízleadást, a szárítólevegõ kihasználását kiegyenlítettebbé teszi, ezzel együtt a hõenergiafelhasználást is javítja.

A gyûrûaknában nyert elhelyezést a termény nedvesség kiegyenlítését szolgáló rendszer, mely a szárító külsõ- és belsõ (nedvesebb ill. szárazabb) rétegeinek a keverését végzi (TURN-FLOW). A szárító tüzelõberendezése földgáz vagy folyékony gáz üzemû szõnyeg égõ rendszer, mely a szárító közepén nyert elhelyezést.

A szárítólevegõ szárítótérbe juttatását centrifugál ventilátor biztosítja.

A levegõ bevezetõrendszer a szárítóberendezés mûködtetését háromféle üzemmódban teszi lehetõvé.

 1. üzemmód (javasolt kukoricaszárításnál)

–        szívott hûtõzóna

–        nyomott szárítózóna

 2. üzemmód (javasolt olajosnövények, ill. szennyezettebb termények szárításánál)

-         nyomott hûtõzóna

-         nyomott szárítózóna

 3. üzemmód (javasolt szellõztetéses szárításnál, ill. hûtõtorony alkalmazásánál)

-         nyomott szárítózóna teljes szárítófelületet szárít, hûtés nélkül.

 A különbözõ üzemmódok az eltérõ fajú nedvességtartalmú és szennyezettségû termények optimális szárítási igényének a kielégítésére szolgálnak.

A szárított termény kiadagolását frekvenciaváltóval ellátott nedvesség szabályozón keresztül üzemeltetett körforgó kitárolócsiga végzi.

A szárítóberendezés üzemirányítását és a szárítási folyamat szabályozását a QANTUM típusú szabályozó rendszer végzi, melyen beállítható, a maximális szárítóközeg hõmérséklet, a kívánt vég-nedvességtartalom, ill. a megengedett kiadagolási sebességarány. A vízelpárologtató teljesítmény mintegy 2200 kg/h. A szárítási teljesítmény 16-18 t/h 24 %-ról 14 %-ra szárításnál.

 

 Üzemszervezési ajánlások

 A szükséges szárítókapacitást, illetve a termelt fajta szerkezetet üzem létesítése esetén a 30 napos optimális kukorica betakarítási idõtartam figyelembevételével célszerû meghatározni. A szárító egy szárítási szezonban kukorica szárításnál, mintegy 600 üzemórát mûködik.

A szárítók helyes üzemeltetése a betakarításnál kezdõdik. Lehetõleg azonos fajtájú, érettségû és egy táblában lévõ termény kerüljön egy idõben betakarításra. A napi betakarított mennyiség a szárító napi teljesítményéhez igazodjon. Nem célszerû a plusz egy napi kapacitásnál nagyobb terménymennyiséget elõre betakarítani, mert így a termény minõségi károsodást nem szenved és az esetleges leállások sem okoznak számottevõ teljesítménykiesést.

A szárítótelepre érkezõ termény mennyiségi és minõségi átvételre kerül, akár saját terményszárításáról akár bérszárításról van szó.

A mérlegelés és mintavételezés után meg kell határozni a termény nedvességtartalmát. A tisztítógépek berostázását a termény jellemzõk figyelembevételével úgy célszerû elvégezni, hogy az elõtisztítás során a szennyezõ anyagok leválasztásra kerüljenek, de a felesleges szem-, ill. törtszem leválasztást kerüljük, mivel az veszteséget okoz. A közel azonos nedvességtartalmú tételeket célszerû összegyûjteni, hogy a szárító beszabályozása könnyebben elvégezhetõ legyen.

A szárító berendezések hõenergia felhasználása a kezdeti és végsõ nedvességtartalomtól (az abszolút vízelvonás mértékétõl) és a fajlagos hõenergia felhasználástól függ. Az 1 t szárított végtermékre vetített tüzelõanyagfelhasználás értékeit különbözõ kezdeti nedvességtartalom mellett hagyományos, ill. korszerû szárító esetén az1. táblázat mutatja.

 

 1. táblázat     

A szárítóberendezések elméleti tüzelõanyag felhasználása 1 t végtermékre vetítve, különbözõ betakarítási nedvességtartalom esetén (14 %-ra történõ szárítás esetén)

Fajlagos hõenergia	Hõenergia	Betakarítási nedvességtartalom %
felhasználás		26	24	22	20	18
5,4 MJ/kg víz (1) 3,8 MJ/kg víz (2)	Földgáz (m3/t) Földgáz (m3/t)	25,4 17,9	20,9 14,7	16,3 11,5	11,9 8,4	7,7 5,5

 

Hõenergia: földgáz, fûtõértéke: 34 MJ/m3

Megjegyzés:   

(1)         Hagyományos szárító (pl. B1-15)

(2)         Energiatakarékos szárító (pl. CIMBRIA, MEYER-HEVESGÉP)

A gyakorlatban a kukorica nedvesség leadásának sebessége az alacsonyabb nedvességtartományban (18 % alatt) lassul, így a vízelvonás csökkenésével a valós energiamegtakarítás a táblázatban közölt értéknél valamivel kisebb.

A fentiek szerint - a szárítási idény, illetve szárító teljesítmény figyelembevételével az agrotehnikai követelmények szabta határon belül - a terményt célszerû minél alacsonyabb nedvességtartalommal betakarítani. Figyelembe kell ugyanakkor venni, hogy a magasabb FAO számú fajták, amelyek betakarításkori nedvességtartalma általában nagyobb, magasabb terméshozamot produkálhatnak, ami a szárítási költség növekedését kompenzálhatja. Az optimális fajtaszerkezet kialakítása az üzemi gyakorlatban, elsõsorban a szárítási kapacitás és a termelés szerkezet figyelembevételével történik.

A jelenlegi szárító berendezések szárítási egyenetlensége miatt célszerû, illetve szükséges a terményt – elsõsorban ott, ahol nincs szellõztethetõ tároló rendszer – a biztonságos tárolás érdekében kismértékben 14 % alá, 13 % körüli nedvességtartalomra szárítani.