Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně
Agronomická fakulta Ústav zemědělské, potravinářské a environmentální techniky
STROJE PRO SKLIZEŇ BRAMBOR Diplomová práce
Brno 2008
Vedoucí diplomové práce:
Vypracoval:
Doc. Ing. Jan Červinka, Csc.
Jan Ganzwohl
Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Ústav zemědělské, potravinářské a environmentální techniky
Agronomická fakulta 2007/2008
ZADÁNÍ DIPLOMOVÉ PRÁCE Autor práce: Studijní program: Obor: Název tématu:
Bc. Jan Ganzwohl Zemědělská specializace Automobilová doprava
Stroje pro sklizeň brambor
Rozsah práce:
40-60,obrázky a grafy podle potřeby
Zásady pro vypracování: 1. V práci podejte přehled o strojních linkách na pěstování a sklizeň brambor. Po zpracování literálního přehledu uveďte charakteristiku zemědělského podniku, kde diplomovou práci zpracovávate. Zpracujte postup a metodiku zjišťování a poškození bramor strojními částmi strojů. Metodiku polně laboratorního měření konzultujte s vedoucím závěrečné práce. Výsledky polně laboratorních zkoušek zpracujte do přehledných tabulek a grafů. 2. Pří zpracování diplomové práce se řiďte instrukcemi k úpravě a náležitostmi diplomové práce vydané děkanátem agronomické fakulty. Seznam odborné literatury: 1. 2. 3. 4.
Neubauer a kol.: Stroje pro rostlinnou výrobu, SZN, Praha,1989, 720s. Rybáček,V,et al.: Brambory ,SZN, Praha,1988 ČSN ISO 690-1: 1996. Bibliografické citace. Obsah, forma a struktura Červinka a kol.: Mechanizace rostlinné výroby (návody do cvičení), ES VŠZ Brno, 1993,176s.
2
Datum zadání diplomové práce:
říjen 2006
Termín odevzdání diplomové práce:
duben 2008
Bc. Jan Ganzwohl řešitel diplomové práce
doc. Ing. Jan Červinka, CSc. vedoucí diplomové práce
prof. Ing. Jan Mareček, DrSc. vedoucí ústavu
prof. Ing. Ladislav Zeman, CSc. děkan AF MZLU v Brně
3
Prohlášení Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma Stroje pro sklizeň brambor vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém soupisu literatury. Souhlasím, aby práce byla uložena v knihovně Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně a zpřístupněna ke studijním účelům.
V Brně 29. 4. 2008 Podpis diplomanta :
4
Poděkování: Děkuji Doc.Ing. Janu Červinkovi, Csc., vedoucímu diplomové práce, za rady a připomínky, které mi během zpracování diplomové práce udělil. Dále děkuji Ing. Jakoubkovi a pracovníkům Dobrosevu a.s. Dobronín za poskytnutí informací a zkušeností z práce s měřenými stroji.
5
Anotace: V diplomové práci je podán přehled o způsobech sklizně brambor a strojních linkách pro sklizeň brambor. Podrobněji jsou popsány stroje pro sklizeň brambor a dále je popsána problematika mechanického poškození brambor a jejich zatížení při sklizni a při posklizňových úpravách. Pro měření zatížení hlíz brambor bylo vyvinuto automatické měřící zařízení KBZ 1P s automatickým ukládáním dat. Měření bylo provedeno na posklizňové lince firmy Dobrosev a.s. Dobronín.
Klíčová slova: brambory, mechanické poškození, sklízeč Annotation In diploma work
is handed up survey about waies harvest potato and
mechanical lines for harvest potato. In more detail are circumscribed machinery for harvest potato and further is circumscribed problems mechanical damage potato and their load at harvest and at postharvest adjustments. To metering load bulbs potato was mature automatic recall measuring installation KBZ 1P with automatic data stacking. Metering was effected on postharvest line firm Dobrosev a.s . Dobronin.
Key words: potatoes, mechanical damane, potato harvester
6
Obsah: 1.Význam pěstování brambor ............................................................................. 10 1.1. Rozdělení užitkových směrů brambor .................................................................. 10
2. Cíl práce ................................................................................................................. 11 3. Obecná technologie pěstováni brambor...................................................... 12 3.1. Sklizeň brambor ................................................................................................... 12 3.2. Odstraněni natě.................................................................................................... 12
4. Technika pro předčasné ukončení vegetace .............................................. 14 4.1. Mechanické rozbíjení natě ................................................................................... 14 4.2. Kombinace mechanického rozbíjení a vytrhávání zbytků natě............................ 14 4.3. Chemická desikace natě....................................................................................... 15 4.4. Tepelná likvidace natě ......................................................................................... 15 4.5. Sklizeň brambor ................................................................................................... 15
5. Způsoby sklizně brambor ................................................................................ 16 5.1. Přímá sklizeň brambor – jednofázová ................................................................. 16 5.2. Přímá sklizeň brambor – dvoufázová .................................................................. 16 5.3. Dělená sklizeň brambor – dvoufázová................................................................. 16 5.4. Dělená sklizeň brambor - třífázová ..................................................................... 17 5.5. Způsob sklizně při záhonovém způsobu pěstování brambor................................ 17
6. Rozdělení sklizňové techniky .......................................................................... 18 6.1. Řádkovače............................................................................................................ 18 6.2. Vyorávací nakladače............................................................................................ 19 6.3. Sklízeče brambor.................................................................................................. 19 6.4. Dvou a víceřádkové sklízeče ................................................................................ 20
7. Technika pro sklizeň brambor ....................................................................... 23 7.1. Sklízeč GZ 1700 DLS ........................................................................................... 23 7.2. Dvouřádkový sklízeč Grimme SE 150-60 ............................................................ 24 7.4. Sklízeč Kverneland UN 2600 ............................................................................... 26 7.5. Sklízeč AVR Esprit ............................................................................................... 27 7.6. Spirit 4100............................................................................................................ 28 7.7. Spirit 8200............................................................................................................ 28 7.8. Sklízeč Wühlmaus ................................................................................................ 29
7
7.9. Sklízeč Richard Person ........................................................................................ 32 7.10. Grimme SF 1700 GBS........................................................................................ 33 7.11. Sklízeč brambor Holme Terra Melix ................................................................. 35 7.12. Samojízdný sklízeč Dewulf R 3000 .................................................................... 35
8. Přeprava brambor .............................................................................................. 36 9. Posklizňová úprava brambor ......................................................................... 38 10. Problematika ztrát ........................................................................................... 39 10.1. Sklizňové ztráty .................................................................................................. 39
11. Mechanické poškození hlíz brambor ......................................................... 40 11.1. Mechanické vlastnosti zemědělských plodin...................................................... 40 11.2. Druhy poškození hlíz brambor........................................................................... 41 11.3. Vnější poškození bramborových hlíz.................................................................. 41 11.4. Vnitřní poškození bramborových hlíz ................................................................ 42
12. Faktory ovlivňujcí rozsah a velikost mechanického poškození........ 42 13. Metody zjišťování odolnosti mechanického poškození a zatížení hlíz ................................................................................................................................. 44 13.1 Metody zjišťování odolnosti proti mechanickému poškození hlíz...................... 44 13.2. Metody zjišťování zatížení hlíz........................................................................... 45 13.3. Zjišťování mechanického zatížení hlíz brambor pomocí PMS – 60................... 45 13.4. Měření mechanického zatížení IS 100 ............................................................... 46 13.5. Měřicí technika PTR 200 ................................................................................... 47
14. Měřící zařízení KBZ 1P .................................................................................. 48 14.1. Procesorová část................................................................................................ 49 14.2. Napájecí a komunikační část ............................................................................. 50 14.3. Software KBZ 1P ............................................................................................... 51
15. Příčíny mechanického poškození hlíz ........................................................ 53 15.1. Výška pádu hlízy ................................................................................................ 53 15.2. Rychlost pásu dopravníku .................................................................................. 53 15.3. Vliv povrchu a délky dopravních cest ................................................................ 54
16. Ochrana brambor při nakládání a manipulaci ..................................... 54 17. Popis měřícího zařízení ................................................................................... 56
8
17.1. Charakteristika podniku .................................................................................... 56
18. Metodika měření ............................................................................................... 57 18.1. Vlastní práce ...................................................................................................... 57
19. Vyhodnocení naměřených hodnot .............................................................. 64 20. Závěr...................................................................................................................... 66 21. Seznam literatury.............................................................................................. 68 22. Seznam obrázků:............................................................................................... 69
9
1.Význam pěstování brambor Brambory se významně podílí na výživě člověka. Tvoří důležitou složku potravy, ale bývají také součástí krmných směsí. Uváděná spotřeba přepočtená na množství brambor na obyvatele a rok v ČR je mezi 75 - 85 kg v rozdělení: - konzumní rané 17,5 % - konzumní v potravinářských výrobcích 23,5 % - konzumní ostatní ve slupce a loupané 59 % Význam brambor je dán jejich vysokými produkčními schopnostmi a obsahem látek důležitých pro výživu člověka. Obsahují 12 až 24 % škrobu, 1 až 2 % bílkovin a 75 % vody. Poměr těchto látek se mění v závislosti na podmínkách pěstování. Z rostlinných potravin jsou brambory jedny z mála, které dodávají tělu esenciální kyseliny potřebné pro stavbu svalů. Z pohledu výživy je nezanedbatelný také obsah vitamínů A, B, C a stopových prvků. V posledních letech se brambory stále více využívají nejen pro přímou konzumaci, ale také na výrobu polotovaru a zušlechtěných výrobků. Z hlediska agrotechnického jsou brambory zlepšující předplodinou v osevním postupu. Zanechávají půdu provzdušněnou, čistou, v dobrém zdravotním stavu, proto jsou po nich v osevních postupech zařazované hlavně obiloviny. (Jůzl, 2000)
1.1. Rozdělení užitkových směrů brambor
V ČR se brambory pěstují pro : - potravinářské - množitelské - průmyslové - krmné Hlavní užití brambor v ČR spočívá v přímé spotřebě obyvatelstva, ke které je určeno 55 až 60 % produkce brambor. V posledních letech prudce narůstá u konzumních brambor podíl tržně upravených balených brambor a produkce nejrůznějších výrobků z brambor. Spotřeba brambor pro konzumní účely je u nás dlouhodobě stabilní a pohybuje se v rozmezí 75 až 85 kg na jednoho obyvatele za rok. Meziroční výkyvy ve spotřebě jsou ovlivněny především kvalitou vypěstovaných brambor, jejich cenou a výší celkové produkce. 10
Spotřeba brambor v ČR množstvím odpovídá spotřebě většiny evropských zemí, kde se spotřeba pohybuje v rozmezí 70 až 100 kg na obyvatele za rok. Sadbové brambory se pěstují především na množitelských plochách, které jsou soustředěny převážně v oblasti Českomoravské vysočiny. Kva1itní sadba je základem pro budoucí úspěšné pěstování brambor. Průmyslové brambory se především používají na výrobu škrobu a lihu. Spotřeba škrobu se v současné době pohybuje na úrovni cca 2,1 kg na jednoho obyvatele za rok. Toto množství je několika násobně nižší než ve většině států Evropy i světa. Bramborový škrob je ve vyspělých zemích používán především pro výrobu ekologických materiálů s jeho vysokým obsahem. Odpadní brambory zůstávají po vytřídění konzumních a sadbových brambor, nebo po dodatečném sběru převláčeného pozemku po sklizni brambor. Je to směs hlíz různých velikostí, často nedozrálých nebo mechanicky poškozených. Cílem je jejich co nejmenší množství. Dříve se tyto brambory používaly jako hodnotné krmivo pro výkrm hospodářských zvířat, ale se změnou v technologii jejich výkrmu se pro tyto účely již nevyužívají. ( Jůzl, 2000)
2. Cíl práce Cílem práce bylo ověření mechanického zatížení brambor na posklizňové lince. Linka byla ověřena měřením expediční části linky. Pro měření zatížení hlíz brambor bylo vyvinuto automatické měřící zařízení KBZ 1P s automatickým ukládáním dat. Měření bylo provedeno na posklizňové lince firmy Dobrosev a.s. Dobronín.
11
3. Obecná technologie pěstováni brambor Pracovní operace: - základní zpracování půdy - příprava půdy před sázením: - plošný způsob pěstování - záhonový způsob pěstování - sázení brambor - ošetřování porostu - sklizeň brambor
3.1. Sklizeň brambor Sklizeň brambor spadá do podzimní pracovní špičky. O její době rozhoduje více účel pěstování brambor, než fyziologie vyzrání hlíz. Nejranější odrůdy se sklízejí jakmile většina hlíz dosáhne konzumní velikosti a předpokládaný výnos je ekonomicky výhodný. Konzumní a průmyslové brambory se sklízejí až když hlízy vyzrají a výnosy jsou nejvyšší. Sklizeň brambor je hlavním rozhodujícím článkem při jejich pěstování. Teplota hlíz při sklizni nebo posklizňové úpravě by neměla klesnout pod 8 °C, při nižších teplotách stoupá mechanické poškození hlíz. Pracovní proces se při sklizni brambor dělí na tři relativně samostatné úseky. - odstranění natě - sklizeň brambor - posklizňová úprava brambor 3.2. Odstraněni natě U porostů, u kterých nelze dosáhnout fyziologické zralosti a u sadbových porostů je nutné počítat s předčasným ukončením vegetace. To je v současné době stálým článkem moderní výroby brambor. Odstraněním natě u brambor se sleduje především: - zusnadnění sklizně a zvýšení výkonů sklizňové techniky, zničení plevelů a omezení jejich rozšíření, a to u všech užitkových směrů pěstování brambor. - zvýšení vyzrálosti hlíz, zpevnění jejich slupky. Dosáhne se tak nižší mechanické poškození bramborových hlíz a tím se zajistí lepší materiál pro skladování. Tento postup přímo souvisí s ochranou hlíz proti skládkovým chorobám, a je tudíž významná pro všechny užitkové směry pěstování brambor. 12
- regulace velikosti hlíz. Pro zvýšení výtěžnosti jak sadbových, tak i konzumních brambor. - ochrana všech užitkových směrů pěstování brambor proti šíření plísně bramborové. Cílem je zastavit další množení patogena a omezit tak tvorbu inokula, které je zdrojem infekce hlíz. Znamená to snížení nebezpečí dalšího šíření plísně bramborové a omezení napadení hlíz touto chorobou. Nejvhodnější je chemická desikace napadeného porostu rychle působícím přípravkem. Mechanické ničení natě je méně účinné, neboť plíseň přežívá na zbytcích rostlin a je i nadále zdrojem infekce. Při rozhodování o termínu zničení natě je třeba zohlednit především náchylnost pěstované odrůdy k plísni na hlízách, klimatické a půdní podmínky dané lokality, vývoj počasí, výnos hlíz, procento napadené natě a očekávaný vývoj infekce. Obecně lze podle pěstované odrůdy doporučit ukončení vegetace při napadení natě plísní bramborovou v rozsahu 5 - 20 %. - ochrana brambor proti virovým chorobám. Využívána je pouze u množitelských porostů brambor. Cílem je zabránění přenosu virových chorob vektory a omezení přechodu virové infekce z natě do hlíz. Termíny desikací pro pěstitele sadbových bambor jsou závazné. Množítel bramborové sadby je povinen nejpozději k vyhlášenému termínu pro danou skupinu odrůd odstranit nať chemicky nebo mechanicky a následně chemicky, eventuelně vytrháním. Termíny desikací stanoví v jednotlivých regionech příslušné semenářské kontroly ÚKZÚZ. Značným problémem při desikaci brambor jsou nové obrosty, které negativně ovlivňují kvalitu brambor. Na obrostlé trsy se soustřed'ují mšice, které mohou přenášet virové choroby brambor. Nebezpečné jsou nové obrosty i z hlediska dalšího šíření plísně bramborové a jejího přechodu na hlízy. Následkem obrůstání trsů brambor dochází často ke zmlazování hlíz, k jejich deformacím, k nárůstkům apod. Ty jsou pak snadno mechanicky poškozovatelné, což zhoršuje kvalitu hlíz i jejich úspěšné přeskladnění.
13
4. Technika pro předčasné ukončení vegetace 4.1. Mechanické rozbíjení natě Mechanické rozbíjení (obr.č.1) je nejstarší způsob odstranění natě. Je však v porovnání s chemickou desikací výkonostně pomalejší, nákladnější a energeticky náročnější. Nože na vodorovné hřídeli se ve spodní části rotoru otáčí proti směru jízdy a odstraňují zbytky natě. Délka nožů na rotoru sleduje profil hrůbků, aby bylo možné rozbíjet i nať z rýh mezi řádky. Po mechanickém rozbíjení však zůstávají nerozbité zbytky, zejména pokud nať byla pokleslá do rýh řádku. Po rozbíjení může dojít ještě k dalšímu dorůstání. Rozbíječe se vyrábí ve dvou, čtyř- nebo šestiřádkovém provedení, jako čelně nebo vzadu nesené na traktorech. Nově vyráběné typy umožňují obojí způsob montáže na traktor. Pokud se provádí odstraňování natě současně se sklizní, jsou rozbíječe o stejném záběru, jako je záběr sklízeče, montovány čelně buď na traktor sklízeče, nebo na čelní část samojízdného sklízeče. Přitom jsou vybaveny příčným dopravníkem, který rozbitou nať přemisťuje na plochu, která je již sklizena.
Obr.č.1. Mechanické rozbíjení natě
4.2. Kombinace mechanického rozbíjení a vytrhávání zbytků natě Použití tohoto způsobu je motivováno potřebou odstranit veškeré nadzemní části brambor, včetně zbytků natě po rozbíjení bez použití desikace. Jedná se o čtyřřádkové zařízení. Na traktoru s kultivačními koly je umístěn čelně nesený rozbíječ natě. Vzadu je nesený trhač zbytků natě, který sestává ze dvou speciálních poháněných pneumatických válců, které kopírují boky každého řádku a vytrhávají zbytky natě. Výkonnost soupravy se pohybuje kolem 1 ha.h-1, podmínkou pro použití je dostatečné nahrnutí hrůbků zeminou, jinak dochází k odkrývání a poškozování hlíz, což má za následek jejich zelenání.
14
U odrůd, u kterých více drží nať na hlízách, dochází společně s natí i k vytrhování hlíz z půdy. Výskyt kamenů v půdě má negativní vliv na životnost vytrhávacích válců. Potíže jsou i při práci na mírném svahu. Uvedené potíže byly zřejmě důvodem, proč se popsaný způsob desikace mimo hranice Holandska více nerozšířil.
4.3. Chemická desikace natě Je nejúčinnějším a nejvýhodnějším způsobem a provádí se pomocí klasických širokozáběrových postřikovačů.
4.4. Tepelná likvidace natě V posledním období se začíná ověřovat způsob kombinace mechanického rozbíjení a tepelné likvidace zbytků natě intenzivním infračerveným zářením. Jako zdroj tepelné energie slouží zkapalněný propan - butan. Jeho spotřeba se pohybuje rozmezí 60-80 kg.ha-1. Chemické firmy však stále hledají nový chemický prostředek, který by měl účinnost srovnatelnou s Reglonem a byl přijatelný i z ekologického hlediska. Dalším ověřovaným zařízením pro přerušení vegetace před sklizní je přerušení kořenů v půdě těsně pod hlízami v řádku. U tohoto způsobu hrozí nebezpečí odkrytí a zelenání hlíz, pokud nejsou řádky hlíz zahrnuty dostatečnou vrstvou hlíny. (Vokál a kol., 2003)
4.5. Sklizeň brambor Mechanizovaná sklizeň je stále hlavním problémem při výrobě brambor. Ve srovnání s jinými plodinami je bramborová sklizeň nejobtížnější. Stroj musí zpracovávat velké množství materiálu. Podle hloubky vyorávání, tvaru vyorávacích radlic a stavu půdy se množství vyorávaného materiálu pohybuje v rozmezí 850 - 1200 t.ha-1 z čehož brambory tvoří jen asi 2,5 %. Ostatní se považuje za příměsi, které je nutné od brambor oddělit. Kromě toho, že tvrdší hroudy a kameny se oddělují od bramborových hlíz velice nesnadno, přispívá k celkové obtížnosti sklizně skutečnost, že hlízy jsou jen velmi málo odolné proti mechanickému poškození. Z hlediska maximálního využití strojů i omezení mechanického poškození brambor, je nejvhodnější provádět sklizeň za sucha a v období teplých dnů, koncem srpna, v září, popřípadě ještě začátkem října. Sklizeň za deště a krátce po dešti, nebo za chladných dnů znamená nárůst mechanického poškození hlíz. 15
5. Způsoby sklizně brambor Sklizeň brambor: 1. Přímá sklizeň a) jednofázová b) dvoufázová
2. Dělená sklizeň a) dvoufázová b) třífázová
5.1. Přímá sklizeň brambor – jednofázová Při tomto způsobu sklizně jsou brambory vyorány, očištěny, rozdruženy a nakládány na připravený přepravní prostředek. Vše je provedeno v jedné fázi a brambory jsou hned po vyorání odváženy z pozemku k dalšímu ošetření.
5.2. Přímá sklizeň brambor – dvoufázová Pro tuto sklizeň se používají nakládací vyorávače, které nejsou vybaveny rozdružovacím zařízením. Po prosátí zeminy a oddělení natě jsou bramborové hlízy a zbylé příměsi, které mohou tvořit až 30 % hmoty, nakládány na dopravní prostředek. K rozdružení příměsí dochází až na stacionárním pracovišti. Vzhledem k našim klimatickým i půdním podmínkám je přímá sklizeň u nás uplatňována v převážné většině zemědělských podniků.
5.3. Dělená sklizeň brambor – dvoufázová Tato sklizeň se skládá ze dvou fází. V první fázi se provádí vyorání, očištění a uložení bramborových hlíz na řádek. V další fázi se provádí sběr a nakládání brambor na dopravní prostředek. Uložení hlíz na řádek má řadu výhod. Hlízy na řádku mohou proschnout a tím se omezí jejich znečištění v dalších operacích, zvýší se rovněž jejich teplota a tím získají odolnost proti poškození. Dýchací otvory se uzavřou, čímž se sníží ohrožení infekcemi a současně se zlepšuje skladovatelnost. Při dvoufázové sklizni se zvyšuje výkonnost a částečně se snižují náklady. Vyorává-li a ukládá-li vyorávač brambory ze čtyř hrůbků na jeden řádek, pak může v opravdu vhodných podmínkách dosáhnout výkonnost až 6 ha za den.
16
Nevýhody této sklizně spočívají ve velkých nárocích na půdní podmínky. Půda má být odplevelená a zbavená kamenů a hrud, nat’ by neměla být delší jak 200 mm. Další nevýhodou dvoufázové sklizně v naší oblasti je nebezpečí podzimních mrazíků.
5.4. Dělená sklizeň brambor - třífázová Třífázový způsob sklizně byl vyvinut v Nizozemí. Tato metoda se používá pouze pro sadbové odrůdy brambor. Účelem této sklizně brambor je přerušit v okamžiku vyorávání a uložení do řádku přenos hmoty mezi natí a hlízou a znemožnit tím pronikání virů do hlíz. Bylo zjištěno podstatné snížení ohrožení hlíz rhizoctonií, strupovitostí a hnilobou. Brambory se ponechají alespoň 4 až 6 hodin, nejlépe však jeden den, proschnout v řádku. Ve druhé fázi se řádek zahrne zeminou a vytvoří se tzv. nový hrůbek, ve kterém brambory dozrávají a zpevňují svoji slupku. Po 14 až 20 dnech se brambory z "nového hrůbku" sklízí sběracím nakladačem. Tato metoda byla ověřována už i v Německu a výsledkem bylo dosažení vysoké výkonnosti i kvality sklízených brambor.
5.5. Způsob sklizně při záhonovém způsobu pěstování brambor Sklizeň brambor pěstovaných záhonovým způsobem se dá považovat za přímou sklizeň jednofázovou. Ke sklizni brambor z odkameněných pozemků se používají vyorávací nakladače. Jsou vybaveny vyorávacím a prosévacím ústrojím bez rozdružovacích ústrojí pro oddělování hrud a kamenů. Sklízeče mohou být vybaveny přebíracími stoly. Brambory jsou vyorány, očištěny a naloženy na dopravní prostředek.
17
6. Rozdělení sklizňové techniky Sklizňové stroje na brambory rozdělujeme: a) podle funkce : - vyorávače - rozmetací - řádkovací - prosévací - vyorávací nakladače - sklízeče brambor b) podle záběru: - jednořádkové - víceřádkové c) podle pohonu: - traktorové - samojízdné d) sklízeče podle způsobu nakládky brambor jsou vybaveny: - nakládacím dopravníkem, - vyklápěným zásobníkem nebo zásobníkem se samovyprazdňovacím pásovým dnem - pytlovací plošinou
6.1. Řádkovače Slouží k vyorání hlíz, prosetí zeminy a uložení hlíz na sklizenou plochu. Po oschnutí se hlíz nakládají s pomocí sběracího adaptéru na sklízečích nebo vyorávacích nakladačích. Výhodou je oschnutí hlíz, částečné zvýšení odolnosti hlíz proti mechanickému poškození v těžších půdách - získání čistších hlíz. Nevýhodou je riziko ztvrdnutí hrud jejich vyschnutím a následné poškození hlíz od hrud případně kamenů, pokud jsou v půdě obsaženy. Dalšími riziky jsou možnosti zmoknutí vyoraných hlíz a zelenání na světle. V souvislosti s rozšiřováním praní konzumních brambor před balením postupně klesá zájem o tento pracovní postup. Další aplikací, která umožňuje zvýšit výkonnost při sklizni v situaci, kdy není na poli dopravní prostředek k odvozu, je ukládání vyoraných hlíz mezi dosud nevyorané řádky. Následně se tyto hlízy sklízí společně s hlízami dosud uloženými v řádku. Použití, této varianty umožňují vyorávací nakladače firem Kverneland a Pearson.
18
6.2. Vyorávací nakladače
Používají se pro sklizeň na prosévatelných půdách bez výskytu hrud a kamnů a na půdách odkameněných. Jsou zpravidla dvouřádkové, vybavené prosévacími pásy, ústrojím odhliňovacím a odnaťovacím. Na přání mohou být vybaveny přebíracím stolem na ruční oddělování zbylých příměsí. Hlízy se nakládají buď do vedle jedoucího dopravního prostředku, nebo do zásobníku stroje.
6.3. Sklízeče brambor Na rozdíl od vyorávacích nakladačů bývají vybaveny ještě rozdružovacím ústrojím na oddělování kusových příměsí, tj. hrud a kamenů, přebírací stoly na ruční oddělování zbylých příměsí. K vyorávání slouží pasivní vyorávací radlice. K oddělování zeminy prosévací pásy s různou světlostí mezi prosévacímy pruty, které na přání mohou být pogumovány. Intenzita prosévání se dá u různých typů měnit buď změnou rychlosti prosévacích pásů, změnou natřásacích kladek, změnou amplitudy natřásání, nebo nověji, změnou intenzity natřásání za jízdy podle prosévatelnosti v závislosti na vlhkosti a zaplevelení pozemků. Nejlepší prosévání nastává při rychlostech prosévacích dopravníků od 1,5 do 2,5 m.s-1. Pro riziko poškození hlíz velkým tlakem nepoužívá již žádný výrobce pneumatické válce pro drcení hrud. Pro rozdružení kamenů od brambor se zpravidla používají rotační nebo pásové kartáče, které odmetají hlízy z pásů s měkkými gumovými prsty . Dvouřádkový sklízeč brambor Grimme GB 1500 ST je vybaven dvoustupňovým válcovým rozdružením. Pro udržení optimální účinnosti musí být za jízdy ústrojí automaticky stabilizováno v podélném i příčném směru ve vodorovné poloze. Rozdružovací ústrojí musí mít konstantní otáčky. Jednořádkové sklízeče bývají vybaveny převážně zásobníkem s vyklápěním nebo samovyprazdňovacím pásovým dnem s obsahem převážně do 2 t. Alternativně mohou být vybaveny plošinou pro pytlování na sklízeči. U dvouřádkových sklízečů se nejvíce používá přímé nakládání na vedle jedoucí dopravní prostředek. Vyskytují se však i sklízeče vybavené samovyprazdňovacími zásobníky s obsahem 6 t. Moderní sklízeče mají podvozek řešen tak, že jedno kolo mimo půdorys sklízeče jede po sklizené ploše, druhé je umístěné pod prosévacími pásy sklízeče, takže kola sklízeče již nepoškozují hlízy v hrůbcích. Pro snadnější zatáčení sklízečů na souvratích jsou kola hydraulicky řízena. 19
Závěsy většiny jednořádkových sklízečů a u dvouřádkového sklízeče Wühlmaus jsou řešeny tak, že tažný traktor již neobkračuje žádný vyorávaný řádek, ale jede po sklizené ploše (boční vyorávání). Je však třeba, aby byly vybaveny automatickým naváděním v řádcích, neboť traktor hůře udržuje vzdálenost od vyorávaných řádků. Na přání bývají sklízeče vybaveny hydraulickým ručně nebo automaticky ovládaným zařízením na vyrovnání příčného sklonu pozemku. Nakládací dopravníky jsou konstruovány jako lomené, aby umožňovaly minimální výšku pádu na dno dopravního prostředku. Na koncích dopravníku pro tlumení pádu bývají umístěny i pružné trychtýřovité násypky z plastu. Na přání bývají nabízeny i systémy pro automatickou regulaci výšky nakládacího dopravníku. Kromě přívěsných variant nabízí některé firmy vyorávací nakladače i sklízeče v samojízdném provedení. Většina sklízečů umožňuje sklizeň brambor s meziřádkovou vzdáleností 750 a 900 mm. Úpravou vyorávacích radlic lze sklízet i brambory pěstované v plochých dvou až třířádkových záhonech. Jednořádkové sklízeče se vyrábějí v nepřeberném množství variant kombinací pracovních a rozdružovacích ústrojí. Převažují také sklízeče s bočním vyoráváním, kdy se kola traktoru i sklízeče pohybují po již sklizené ploše. Bývají vybaveny jedním nebo více rozdružovacími ústrojími, přebíracím stolem a zásobníky s vyprazdňovacím pohyblivým dnem s kapacitou až čtyři tuny.
6.4. Dvou a víceřádkové sklízeče Z hlediska pracovních orgánů jde o sklízeče vybavené jedním nebo více rozdružovacími ústrojími, zpravidla i přebíracím stolem. Druhou skupinu tvoří vyorávací nakladače, které jsou určeny především pro sklizeň v půdě bez kamenů a velkého výskytu hrud nebo z odkameněných ploch. Zpravidla jsou bez mechanických rozdružovacích ústrojí, ale na přání mohou být tímto ústrojím vybaveny. Mezi oběma skupinami však nelze stanovit přesnou hranici. Podle počtu řádků převažují stroje dvouřádkové, méně časté jsou čtyř nebo třířádkové. Provedení bývá přívěsné pro jízdu traktoru v řádcích, za kterým je tažen sklízeč. Poslední varianty sklízečů firem Grimme a Wühlmaus umožňují i u dvouřádkových variant s rozdružovacím ústrojím a zásobníkem boční vyorávání. Nutností je zařízení pro automatické navádění na řádky. U dvouřádkových sklízečů i vyorávacích nakladačů převažuje přímé nakládání do vedle jedoucích dopravních prostředků. V rovných terénech je efektivní použití zásobníků se samovyprazdňovacím dnem. Použití nízkotlakých pneumatik umožňuje dosáhnout 20
nižšího utužení půdy, než je tomu u současných sklízečů bez zásobníků. V samojízdném provedení jsou nabízeny vyorávací nakladače dvou až čtyřřádkové. Mohou být vybaveny čelně nesenými rozbíječi natě a plevelů, které ukládají na sklizenou plochu. Dále mohou mít ve své výbavě samovyprazdňovací zásobník 6 t, který může být na přání nahrazen zásobníkem na 12 t brambor při použití tandemového podvozku. U přívěsných sklízečů je obvyklé natočení kol na souvrati. Příplatkovým zařízením bývá hydraulické řízení oje a nak1ápění sklízečů na svahu, které může být ovládáno ručně nebo automaticky. Vysoká cena nové sklizňové techniky musí být vyvážena zlepšeným využitím a případným nasazením ve službách. Ve zvýšené míře to bude platit i v budoucnu, zejména pro samojízdné sklízeče.(Vokál a kol., 2000). Vývoj ve sklizňové technice vede k modulové konstrukci jednotlivých prvků, které jsou na přání zákazníka nabízeny pro různé podmínky. Kromě převažujících přívěsných sklízečů sílí trend v nabídce samojízdných verzí. Západoevropští výrobci již zaplnili dřívější mezeru v nabídce dvouřádkových sklízečů s rozdružovadly, které jsou nabízeny i s velkoobsahovými zásobníky. Požadavek na snížení poškození hlíz v řádcích s využitím bočního vyorávacího ústrojí byl splněn již i u dvouřádkových sklízečů. Konstrukce podvozku a pneumatik umožňuje práci sklízečů se zásobníky i na svazích. Požadavky na samojízdné čtyřřádkové sklízeče přicházejí zvláště z Holandska a Belgie, kde se používají především ve službách. K oddělování hlíny ulpělé na hlízách i zlepšení prosévání hlíny slouží různé kombinace prosévacích hvězdic a čistících válců. U sklízeče Grimme GZ - 1700 to jsou nové profily hvězdic a válců uložených příčně. Pro čištění od ulpělé hlíny jsou obvykle použity axiální šikmo skloněné protisměrně se otáčející šnekové válce. Pokud mezi nimi dojde k zaklínění kamenů, umožňuje automaticky krátkodobou reverzací jejich uvolnění. Pro oddělení kamenů je využíváno převážně kartáčových pásů, které mají proti dříve používaným rotačním kartáčům větší účinnou plochu. U nás v kamenité půdě používáme i sklízeče Grimme B - 1500 ST s dvoustupňovým válcovým rozdružovacím ústrojím s automatickou stabi1izací do vodorovné polohy. Pro oddělování hrud používáme převážně systémy s gumovými prsty na příčně kývavých lištách nebo oběžných pásech, které se shrnují z pásů s pružnými výstupky. Nakládací dopravníky umožňují minimalizaci výšky pádu hlíz nad dnem dopravního prostředku. Problém zůstává zábrana kolize nakládacího dopravníku s bočnicemi dopravního prostředku. Přebírací stoly bývají u vyorávacích nakladačů na přání umístěny v zadní části stroje v podélném směru za nakládacím dopravníkem nebo jako přebírací plocha slouží přímo 21
nakládací dopravník. U stroje Grimme GZ - 1700 je použit pomaloběžný dopravník, který umožňuje snížení dopadové rychlosti do dopravního prostředku. (Pastorek a kol., 2002) Výhody při sklizni: Zřetelně větší množství zpeněžitelného zboží díky: - snížení podílu zelených hlíz - méně deformovaných hlíz - méně malých nebo velkých hlíz díky rovnoměrnému růstu - méně poškozených hlíz od hrud a kamení Snížení odpadu a nákladů na přebírání. Zřetelně vyšší výkonnost díky snadnému oddělení příměsí. Na sklízeči můžeme použít jednodušší systémy a snížit počet přebíracího personálu. Zmenšení nákladů na údržbu a opravy díky snížení příměsí způsobující opotřebení. Výsledek zlepšení hospodářských úspěchů díky lepší prodejnosti sklizně.
22
7. Technika pro sklizeň brambor 7.1. Sklízeč GZ 1700 DLS Dvouřádkový sklízeč GZ 1700 DLS (obr.č.2.) je vhodný pro sklizeň brambor na odkameněných pozemcích. Stroj je vybaven výkyvným rámem s vyorávacím zařízením s regulací přítlaku na hrůbek. Oddělený DLS nabírací pás zvyšuje výkon prosévání a zlepšuje oddělování natě, protože nať je otáčena dospod. Stroj disponuje tzv. Cascade systémem u prosévacího pásu. Zvláštností jsou čtyři výškově přestavitelné prosévací vlny, které je možno přizpůsobit každé půdě a všem podmínkám sklizně. Tento již mnohokrát vyzkoušený a dále vylepšený systém činí natřásač zbytečným, a naopak, v případě velkých a těžkých hlíz, nebo při nízkých teplotách při sklizni pracuje efektivněji a šetrněji. Dále je stroj vybaven odnaťovacím zařízením tvořeném jedním vějířovým a dvěma hladkými válci. Po druhém prosévacím pásu s plochou prosévání 1,25 m2 následuje rozdružovací zařízení MS. Jde o MultiSep rozdružovadlo, které tvoří pět dvojic protiběžných válců, vždy jednoho vějířového z polyuretanu a jednoho hladkého pogumovaného. Pohon je vlastní hydraulikou s řízením Load
-
Sensing a s jištěním
hladkých válců proti přetížení. Tato technika zajišťuje sklizeň bez příměsí. Překládací dopravník k odkládání hlíz do vedle jedoucího odvozového prostředku je možné spustit hluboko do jeho korby a eliminovat tak poškození hlíz. Dále je možné vybavit stroj přebíracím stolem, elevátorem na nať, různými druhy separačních zařízení, hydrostatickým pohonem kol a další doplňkovou výbavou. Pomocí vyzkoušeného ovládacího terminálu mohou být všechny funkce stroje řízeny z traktoru. Pro ještě více komfortu je možno jako zvláštní výbavu dodat ovládací terminál
GBT – 2000. Na přebíracím stole se nachází samostatný ovládací terminál.
Díky otevřené kompaktní stavbě má traktorista velmi dobrý výhled na vyorávací orgány a prosévací pásy a může tak okamžitě reagovat na případné havárie. Oj je mechanicky stranově přestavitelná (na přání je možné hydraulické přestavení oje). Hydraulicky poháněný natřásač. Pod prvním prosévacím pásem se nachází plynule nastavitelný natřasač, který pracuje velmi šetrně díky pohonu hydromotorem, tím se eliminuje rázový účinek mechanického natřasače s nadzvedávací kladkou. Dvoudílný podávací pás tvořený krátkým a douhým dopravníkem zajišťuje citlivé předání a rovnoměrné rozložení materiálu na vynášecí dopravník.
23
Obr.č.2. Sklízeč Grimme GZ 1700 DLS 7.2. Dvouřádkový sklízeč Grimme SE 150-60 Jedná se o bočně tažený zásobníkový sklízeč (obr.č.3.) velice podobný jednořádkovému. Je vybaven vlastní hydraulikou, která pohání řadu agregátů, jež je možné plynule ovládat. Stroj disponuje taženým vyorávacím ústrojím s výkyvným rámem a dvěma páry odpružených vlečených krojidel natě. Po vyorávacím ústrojí následuje krátký prutový prosévací pás, dále druhý dlouhý prutový dopravník, který zároveň prosévá zbylou zeminu, dopravuje brambory vzhůru a probíhá na něm odnaťování. To zajišťuje pás umístěný nad prutovým dopravníkem, který odkládá nať zpět na pozemek. Oddělení příměsí zajišťují dvě, volitelně tři rozdružovadla. První z nich je vybaveno ježkovým pásem s dvojicí stíracích válečků, které předávají hlízy druhému rozdružovadlu, které je stejné konstrukce. Třetí rozdružovadlo je typu UB a je vybaveno hydraulicky přestavitelným prstovým pásem se stěracími válci pro hrudovité půdy s minimem kamenů. Přebírací stůl pro dvě a dvě osoby po stranách je umístěn vodorovně. Jeho rychlost lze plynule pomocí hydrauliky měnit. Pomocí krátkého dopravníku, jehož výška se hydraulicky (na přání zcela automaticky) nastavuje podle zaplnění, jsou brambory ukládány do zásobníku s měkkým zvlněným dnem a kapacitou větší než šest tun. Při vyprazdňování dojde nejprve k vodorovnému vyzdvižení zásobníku a následně k nastavení potřebného úhlu. Na jeho vysypání stačí dvě otáčky dna a maximální vyprazdňovací výška činí 4,2 m. Další výbavou na přání může být automatické vyhledávání středu hrůbku, regulace přítlaku na hrůbek, řízení nápravy, zásobník na kameny, zařízení na plnění beden. Všechny funkce stroje jsou ovládány elektromagneticky z kabiny traktoru. Ovládací panel je vybaven i souvraťovým systémem, kdy je možné naprogramovat sled činností, které se na souvrati aktivují jedním tlačítkem.
24
Obr.č.3. Dvouřádkový sklízeč grimme SE 150 – 60
7.3. Reekie Dominant 3000 Jedná se o dvouřádkový traktorový návěsný sklízeč (obr.č.4.), který je vybaven řiditelnou nápravou. Technologický postup při sklizni je následující: Dva řádky brambor jsou vyorány vlečenými radlicemi, možné je i vyorávání záhonu. Před radlicemi jsou umístěny mačkací kopírovací válce pro drcení hrud a navádění stroje na sklízené řádky. Od vyorávače postupuje materiál na dvojici separačních dopravníků. Za dopravníky je potom umístěna jedna z pěti čistících jednotek, která je zvolena podle sklizňových podmínek. Dále může být stroj vybaven přebíracím stolem pro dvě nebo čtyři osoby. Následuje vynášecí dopravník, který nakládá vyorané hlízy na vedle jedoucí transportní přívěs nebo návěs. Vyorávací radlice jsou zavěšeny na stroji tak, že jsou taženy a nikoliv tlačeny. Vyorávání může být vybaveno různými druhy mačkacích kopírovacích válců a různými druhy vyorávacích radliček. Jedním z možných řešení jsou jednostranné válce s centrální vyorávací jednotkou, které jsou používány pro vyorávání dvouřádků v technologii pěstování s odkameňováním, pro vyorávání klasických dvou řádků nebo pro sběr brambor uložených do mezibrázdy. Právě použití různých čistících jednotek je největší zvláštností sklízeče brambor Reekie Dominant 3000. Systém pěti různých čistících jednotek umožňuje splnit nároky pěstitelů brambor v různých podmínkách. Jednotka Clean-Flow je původní praxí pověřený systém, který se skládá z devíti párů proti sobě rotujících hladkých a spirálních válců s oboustranným uložením a jehličkovým pásem výškově a rychlostně seřiditelným. Jednotka Clean-Flow s letmým uložením je konstrukčně a provozně podobná předcházející jednotce kromě toho, že válce nejsou u konce uchyceny, ale
25
letmo uloženy. Tato konstrukce je vhodná do podmínek, kde se při sklizni vyskytuje dlouhá nať. Ta se má tendenci zachytávat na koncích válců oboustranně uložených. Jednotka Cross-Flow nabízí větší čistící schopnosti než hvězdicové systémy nebo pásy. Dvanáct gumových válců má širokou možnost seřízení pro zajištění optimální čistoty různých sklízených odrůd v různých půdních podmínkách. U sedmého, devátého a jedenáctého válce lze navíc snadno změnit směr jejich otáčení. Jednotka „hvězdiceválce“ je ideální pro separování hlíny, malých hrud a jiných nečistot v suchých sklizňových podmínkách. Tři páry hvězdicových řad jsou odděleny kovovými válci, které je možno výškově a stranově seřídit. Jednotka „hvězdice-pás“ zvyšuje čištění za dvěma separačními dopravníky. Skládá se z krátkého dopravního pásu, na který navazují tři řady hvězdic.
Obr.č.4. Návěsný sklízeč Dominant 3000 7.4. Sklízeč Kverneland UN 2600 Sklízeč UN 2600 (obr.č.5) disponuje 1650 mm širokou vyorávací jednotkou s plovoucí polohou, díky níž je zajištěno kopírování terénu. Sklízená hmota postupuje na 1680 mm široký prosévací dopravník, který je možné vybavit hrabicovým dopravníkem. Jde o pás, který se pohybuje nad prvním prosévacím dopravníkem a jehož prsty pročesávají sklízenou hmotu. Intenzitu práce je možné nastavit změnou otáček. Dva naťové válce se starají o její separaci. Následuje druhý prutový prosévací dopravník a po něm axiální čistící válce, které dobře oddělují hroudy a malé kameny. Jejich pracovní rychlost a úhel je možné během práce optimálně nastavovat. Při zaklínění předmětu mezi válce dojde k jejich reverzaci a opětovnému chodu správným směrem. Výbavou na přání je Teleweb, což je v podstatě další dopravník vyřazující axiální válce z činnosti v momentech, kdy nejsou třeba. Dalším agregátem sklízeče je
26
přebírací stůl pro čtyři osoby. Stůl je možné výškově i svahově nastavit, plynule lze změnit i rychlost posuvu pro optimální činnost pracovníků. Pokud není na stroji instalován, může na jeho místě být dopravník natě s vytahovacím válcem a nastavitelným pracovním úhlem. Vynášecí dopravník umístěný vpravo následně dopravuje hlízy na vedle jedoucí prostředek a lze jej vybavit tlumičem pádu. Řidič traktoru má dokonalý výhled na všechny prvky. Ovládání je velice jednoduché, neboť je možné všechny funkce sklízeče ovládat z kabiny i komunikovat s obsluhou. Náprava stroje umožňuje snadné nastavení rozchodu kol, pracovního úhlu s automatickým nastavováním střední polohy. Možný je i reverzovatelný hydropohon kol, který se automaticky vypne při překročení osmikilometrové rychlosti. Automatické je i přizvednutí vynášecího dopravníku, pokud vyrovnávání přebíracího stolu nakloní rám stroje vpravo.
Obr.č.5. Sklízeč Kverneland UN 2006 7.5. Sklízeč AVR Esprit Sklízeč Esprit (obr.č.6.) je osazen dvouřádkovým vyorávacím
ústrojím
s plastovými hrůbkovými válci. Díky hydraulicky nastavitelné oji je možné vyorávat v ose traktoru , nebo mimo ni. Možné je i automatické navádění. Základní prosévací kanál je široký 1650 mm, ostatní části separačního ústrojí mohou být různě kombinovány. Nakládání hlíz je zajišťováno hydraulicky poháněným elevátorem s plynule měnitelnou rychlostí. Podvozek je opatřen hydraulicky řízenými koly. Separace hrud a kamenů je zajištěna dopravníky, nebo různými typy válců. Platí to pro odnaťovací dopravníky, nebo ježkové pásy, které doplňují různé typy vytřásadel. Variabilní konstrukce umožňuje sklízet brambory, mrkev a cibuli.
27
Obr.č.6. Sklízeč AVR Esprit 7.6. Spirit 4100 Jde o jednořádkový zásobníkový sklízeč (obr.č.7.), který má vyorávací ústrojí s automatickým naváděním,výkonné a šetrné odnaťování a separaci hrud a kamene. Vlastní hydraulický okruh, hydraulicky poháněné ježkové dopravníky a přebírací stůl, nebo řiditelná náprava s pneumatikami 500/ 60 R 22,5 jsou součástí standardní výbavy. Vyorávací kanál je široký 750 mm, nat’ový pás o šířce 900 mm, dvojice ježkových dopravníků širokých 800 mm, hřeben pro separaci hrud a kamene UFK, nebo přebírací stůl široký 750 mm a zásobník pro 4000 kg. Prostorná pracovní plošina je až pro pět osob.
Obr.č.7. Spirit 4100 7.7. Spirit 8200 Zásobníkový sklízeč Spitit 8200 (obr.č.8.) je konstruovaný jako dvouřádkový. V základním provedení je osazen automatickým naváděním, vyrovnáváním sklonu a vlastním hydraulickým okruhem. Šířka vyorávacího kanálu je 1650 mm. Konstrukční prvky pro separaci hrud, kamene a natě vychází z jednořádkového modelu a jsou
28
dostatečně nadimenzované. Pracovní plošina je pro šest osob a přebírací dopravník je široký 1000 mm. Sklízeč je vybaven zásobníkem pro 8000 kg s překládací výškou 4,2 m. Automatická náprava s pneumatikami 600 / 60 R 30,5 zajišťuje nízký tlak na půdu i dostatečnou průjezdnost terénem. Pro těžké podmínky je možné namontovat hydraulický pohon kol. Díky variabilní konstrukci je možné sklízet brambory, mrkev nebo cibuli.
Obr.č.8. Spirit 8200 7.8. Sklízeč Wühlmaus Systém vyorávání je velmi snadno pohyblivý, takže i na svažitých pozemcích je zajištěno dobré přizpůsobení terénu. Nastavení hloubky je prováděno centrálně pro oba řádky současně pomocí stavěcího šroubu, nebo ve spodní části vyorávácího rámu přizvednutím nebo spuštění vyorávací radlice rovněž pomocí šroubu. Navádění je automaticky řízeno pomocí dvou senzorů na krajním bubnu a zajištuje tak co nepřesnější kontakt s hrubkem. Dostatečně dlouhá hydraulicky natáčená středová oj umožňuje obsluze dostatečný výhled do prostoru vyorávání. Boční kotočová krojidla zajištují nezacpávání se natí v krajích prosevacího přijímacího prutového pásu. Následuje prosévací kanál jenž je tvořen předním kratším protovým dopravníkem jenž je prostoru vyorávacího rámu. Druhou částí prosevácího kanálu je delší pás s aktivním systémem vyklepáváním. Dostatečně široký a mohutný naťový pás s možností změny variability děr jednoduchým vytažením dumových šňůr (v případě sklizně velkých brambor). Osm řad oklepávačů natě muže být rychle přestaveno pomocí bočních šroubů a přizpůsobí se tak sklizňovým podmínkám. Je tak na snadě jedná-li se o pozdní sklizeň či o velmi
29
zaplevený porost ( lebeda atd.), zelenou nať nebo pevně visící hlízy. Oddělování natě dvouřádků bylo vyvinuto a uzpůsobenu pro nejvyšší výkon. Aktivní zadní stěna vynález WM, zvyšuje výkon naťového dopravníku s velkými oky a zbavuje drobných kousků natě, jenž normálně způsobují zacpávání či jiné potíže. Pozdě oddělené hlízy jsou tak šetrně vraceny zpět do sklizňového proudu na čistící dopravník. Univerzální prstový dopravník je dělený, ale kompaktně instalován v jednom rámu. Obě části jsou osazeny gumovými prsty, další výhodou dopravníku je možnost nastavení rychlosti otáčení a sklonu prstového dopravníku vůči ježkovému pásu pomocí dálkového ovládání jak v kabině traktoru, tak i nahoře na stroji v prostoru pro obsluhu přebírání. Prstový dopravník je uzpůsoben aby odváděl tok brambor na přebírací stůl. Zbytek materiálu (hroudy, kameny a jemnější nať) z ježkového pásu jenž neprojde pod gumovým pásem je sveden do prostoru, kde je uzký kanál (jenž je součástí přebíracího stolu) a ten jej odvádí ven do prostoru pro odpadní kameny a hlínu. Nejdříve prosévat a potom rozdružovat (oddělovat), podle tohoto principu následuje za velkoplošným prosévacím dopravníkem silný naťový dopravník. Vyorávací pás tak může být dodán jako dělený s prosévacím pásem nebo jako jeho nedílná část. Všechny prosévací pásy jsou sériově dodáváný se spojem pomocí sponek jenž lze v případě potřeby rozpojit a zase opětovně spojit. Dvouřádky WM vystačí zcela bez dvojnásobně obíhajících pásů a jsou tak uzpůsobené pro vysoké namáhání v jakémkoli terénu i za nepřízně počasí a extrémních podmínek. Součástí pásů je ve spodní části ozubení, za nějž zabírají ozubené kladky poháněné úhlovou převodovkou přímo od kardanových hřídelí z hlavní převodovky. Možnost alternativy pohonu vyorávacího dopravníku za spodní část ozubení klasická kladka nebo do těžkých podmínek speciální kladky jenž z části táhnou i za příčky pásu. Pro prosévací pás a vyorávací pás jsou k dispozici tři alternativy rychlostí dopravníku pomocí přesazení náhonové hřídele na jiný vývod čímž dosáhneme jiné rychlosti dopravníku. Výkon naťového dopravníku díky velkým okům podstatně zvyšuje průchodnost stroje. Pohon pomocí ozubených kladek a ozubených řemenů zajištuje funkčnost za všech okolností. Pogumované prsty vyklepávačů rozbíjejí velké hroudy hlíny a otevírají silné naťové chuchvalce. Podélně běžící rozdružovací pás s gumovými prsty a hydraulicky nastavitelným sklonem. Možnost nastavení rychlosti a změny varianty směru otáčení pásu vpřed nebo vzad (mokřejší pozemek a větší výskyt
30
hrud) přejímá funkci oddělování hrud, kamenů a malých brambor. Dvojitý oddváděcí válec je hnán hydraulicky a zajišťuje jak oddělování, tak šetrné převádění na velkoplošný 1200 mm široký příčně běžící nopkový pás. Speciální provedení nopkového pásu jako prosévacích prstů v profilu V zaručuje dokonalou funkčnost čištění brambor a oddělování. Výšku oddváděcích válců a tím stupeň účinku seperace před rozdružením lze centrálně nastavovat jak nahoře na kombajnu pomocí ovládacího panelu nebo z místa obsluhy traktoru. Sklízí se bez složitého dopravního ústrojí s velmi malým poškozením a vysokou kapacitou, protože odpadá transport pomocí kapsového dopravníku jenž byl omezen kapacitou toku sklízené plodiny. Nový šikmý pás přebírá sklízenou plodinu po rozdružení a podává je šetrně na přebírací stůl. Ve své třídě WM 8500 (obr.č.9.) disponuje nejvýšší překládácí výškou 4,3 m. Čas pro vyprázdnění zásobníku je cca. 80 sekund o to se starají dva hydromotory umístěné na kraji zásobníku. Na pás při maximálním zatížení je vyvíjen velký tlak v ten moment jde pás pomalu, při dalším překládání je možné zapnout rychlejší prázdnění.
Další výhodou je kapacita zásobníku jenž umožňuje pohyb
soupravy po poly. Díky výškově stavitelné oji je možno upravit zapojení podle výšky závěsu traktoru. V praxi to znamená, že rám kombajnu je vždy vodorovný s vozovkou, jinak řečeno nápravy jsou rovnoměrně zatíženy. K této oji je možno připojit různé koncovky. Standardem je koncovka na 6 šroubů pro normální kolík s průměrem díry 40mm, oko pro připojení na Hitsch hák o průměru 50 mm.
Obr.č.9. Sklízeč Wühlmaus
31
7.9. Sklízeč Richard Person Dvouřádkový sklízeč QUALITY MASTER (obr.č.10.) je konstrukčně jednoduchý, splehlivý a enegeticky nenáročný. Vyznačuje se velmi šetrnou manipulací se sklízeným materiálem, čemuž je podřízena konstrukce celého sklízeče. Kopírovací kola tvoří širokoprofilové pneumatiky, od nichž se elektronicky přenášejí impulsi do hydraulické soustavy, která ovládá zahlubování vyorávacích radlic. Přední část sklízeče včetně vyorávacích radlic je v požadované výšce, resp. hloubce udržována přímočarými hydromotory. Tím nedochází ke stlačení hrůbků brambor a působí na ně pouze odlehčená homotnost kopírovacích pneumatik. Pogumované součásti prosévacího dopravníku
v mírném
sklonu
dopravují
brambory
na
hvězdicový
separační
mechanizmus Galaxy. Separace natě je spolehlivě zajištěna vtahovacím pogumovaným válcem s přítlačnými pruty. Jednoduchým nastavením je docíleno maximální separace zelené hmoty (nat´, případně plevel). Tento systém se plně osvědčil při sklizni raných brambor včetně zelené vzrostlé natě. Hvězdicový separační mechanismus Galaxy je tvořen řadami hvězdic na hřídelích, proti kterým se otáčí separační hřídele různého průměru a průřezu. Protiběžným pohybem volitelných hvězdic a separačních hřídelů je zajištěna vysoce účinná separace drobných příměsí. Separační hvězdice jsou elastické, což omezuje mechanické poškození produkce. Případné konečné dočištění brambor je možno uskutečnit na přebíracím dopravníku. Brambory jsou dále přes velkokapacitní prutový dopravník vynášeny na vedle jedoucí dopravní prostředek, nebo změnou smyslu otáčení dopravníku je možno produkci ukládat přímo na sklizenou či zatím nesklizenou
plochu
pozemku.
Sklízeč
Quality
elektrohydraulicky z místa obsluhy tažného
Master
prostředku.
je
plně
Vhodnou
ovládán
konstrukcí,
zohledňujcí ergonomické podmínky, obsluhy sklízeče, je zajištěn snadný přímý výhled na jeho jednotlivé mechanismy. Obsluha má zajištěnou přímou kontrolu nad činností sklízeče a může snadno a včas reagovat na aktuální sklizňové podmínky. Dvouřádkový sklízeč ENTERPRISE je vhodný převážně pro větší pěstitele, neboť svou
konstrukcí a provedením zajišťuje
vysokou výkonnost i za méně
příznivých sklizňových podmínek. Princip činnosti a provedení jednotlivých částí je shodný se sklízečem Duality Master. Liší se především svou velikostí a možností volby separačního mechanizmu. Za prosévacím dopravníkem je navíc umístěn StarFlow předčistič tvořený řadami hvězdic na hřídelích. Kromě zvětšeného separačního mechanizmu Galaxy lze sklízeč Enterprise vybavit separačním mechanizmem Proclean. 32
Ten je tvořen protiběžnými hladkými válci a válci s povrchovou spirálou. Ty lze volit podle jejich materiálu a průměru. Na přebíracím dopravníku pro 3 až 6 osob je možné provést konečné dočištění sklizené produkce. Velkokapacitním vynášecím dopravníkem lze plnit všechnydostupné dopravní prostředky používané v zemědělství. Sklízeče
STANDEN
VISION
jsou
vybaveny
dvěma
pogumovanými
prosévacími dopravníky, mezi které je vložen naťový vtahovací válec. Přetřídění probíhá na hvězdicovém separátoru a vlastní třídění a separace drobných příměsí je zajištěna na následném válcovém separátoru s obdobnou funkcí a konstrukcí jako separátor Proclean. Odstranění zelených a poškozených hlíz je dle potřeby možno uskutečnit na přebíracím dopravníku. Obousměrně se otáčející vynášecí dopravník dopravuje sklizenou produkci na vedle jedoucí dopravní prostředek. Pracovní záběr sklízečů Standen je 1500, 1700 a 2000 mm. Obsluha sklízeče je plně elektrohydraulická z místa řidiče traktoru.
Obr.č.10. Dvouřádkový sklízeč Quality Master
Samojízdné sklízeče 7.10. Grimme SF 1700 GBS Koncepce tohoto sklízeče vychází z přívěsného modelu GBS 1700. Řidič sedí přímo nad vstupní zónou, kde může sledovat jak zahloubení vyorávacích orgánů tak i okamžitě reagovat na okamžitý stav změnou pojezdové rychlosti. Vzhledem k tomu, že je energetická jednotka přímo na sklízeči tak může řidič jednotlivě nastavovat pojezdovou rychlost i ostatní hydrostaticky poháněné orgány za jízdy v souladu s měnícími se sklizňovými podmínkami. Zvyšující se náklady a potřeba včasného provedení sklizně jsou argumenty, které podporují zavádění samojízdných sklízečů.
33
Sklízeč Grimme SF 1700 GBS (obr.č.11.) o hmotnosti 19 tun je poháněn motorem Mercedes o výkonu 206 kW. Všechny funkční orgány stroje jsou poháněny hydrostaticky. Pravé zadní kolo velikosti 460/85 je standardního provedení zatímco na levé straně nelze umístit kolo takové velikosti. Proto by mohlo být instalováno kolo o menším průměru, ale výrobce dal přednost pásovému podvozku s pryžovým pásem. Toto řešení zlepšuje trakci a snižuje měrný tlak na půdu (80 % hmotnosti stroje nese zadní náprava). Přední úzká poměrně velká kola jsou rovněž poháněna. Rozchod vpředu i vzadu lze nastavit a zadní nápravu vychýlit o 7 ° aby se kompenzovalo sjíždění na svahovitém terénu. V přední části sklízeče je čelně nesený rozbíječ natě. Po vyorání se brambory dostávají na vynášecí prutový dopravník a pak postupují na hlavní dopravník (volitelně typ Cascade). Potom hlízy postupují přes první separační jednotku – buď válcovou jednotku RS nebo Multi sep – než vstoupí na druhý separátor vybavený druhou jednotkou Multi sep. Zde se jednotlivé válce otáčejí ve stejném smyslu nebo proti sobě. Mezera mezi nimi je stavitelná. Ze separátorů brambory postupují na přebírací dopravník, kde jsou zaměstnáváni až 4 pracovníci a pak už na vykládací dopravník. Řidič sedí v klimatizované kabině Claas, kde může sledovat obrazovku napojenou na počítač, který jej informuje jak jednotlivé agregáty pracují. Stiskem tlačítka lze posunout kabinu až o 1 m dopředu. Televizní kamery sledují klíčové části stroje a předávají obraz na druhý monitor. Tak lze po celou dobu sledovat pohyb postupující hmoty strojem.
Obr.č.11. Samojízdný sklízeč SF 1700 GBS
34
7.11. Sklízeč brambor Holme Terra Melix Jde o čtyřřádkový samojízdný sklízeč brambor (obr.č.12.), vybavený zásobníkem na 16 tun brambor. Je vybaven tříosým páteřovým podvozkem se všemi poháněnými a říditelnými koly, kloubově je uložena přední řídící osa. Automatické vyrovnávání svahu umožňuje práci na pozemcích se sklonem do 10°. Vpředu je umístěn čelní rozbíječ natě s jejím bočním odsunem. Na prvním strmém prosévacím dopravníku je vyoraný materiál unášen pomocí vrchního dopravníku s hrabicemi, které má regulovatelnou rychlost. Podle podmínek je možné použít rozdružovací ústrojí s hvězdicemi nebo axiálními šnekovými válci. Pro práci v půdách s obsahem kamenů lze provést jednoduchou výměnu rozdružovacího ústrojí.
Obr.č.12. Samojízdný sklízeč Terra Melix 7.12. Samojízdný sklízeč Dewulf R 3000 Sklízeč R3000 (obr.č.13.) je dvouřádkový zásobníkový model poháněný vodou chlazeným motorem Deutz o výkonu 184 kW. Hydrostatický pohon sklízeče umožňuje plynulou změnu pracovní rychlosti od 0 do 33 km.h-1. Tříkolový podvozek nabízí nízký měrný tlak na půdu a dobrou ovladatelnost. Hmotnost stroje je 16,5 tuny plus dalších 6 tun, je-li zcela naplněn zásobník o objemu 11,3 m3. Vpředu je na přední nápravě pár zdvojených kol, která mohou být přesazena doprava, aby se předešlo jízdě po nevyoraných řádcích brambor, a vzadu je jedno zdvojené kolo na pravé straně stroje. Na levé straně je také jedno kolo Terra-Tire 66 x 43.00 x 25. Sklízeč je osazen dvěma pryžovými bubny na odstraňování natě a čistící jednotku se dvěma pásy s prsty. Rychlost tří vynášecích dopravníků o šířce 1700 mm je ovládána hydraulicky.
35
Obr.č.13. Samojízdný sklízeč Dewulf R3000
8. Přeprava brambor Pro přepravu brambor z pole se převážně používají klasické traktorové přívěsy s bočním sklápěním nebo návěsy se sklápěním dozadu. Tomu odpovídá i vybavení skladů pro příjem. Použití příjmových zařízení pro bočně sklápěné přívěsy umožňuje zkrácení doby jejich vyprazdňování. Příjmová místa pro dozadu sklápěné návěsy vždy mají poněkud delší dobu vyprazdňování, závislou na výkonnosti linky. V zahraničí se objevují i speciální dopravní prostředky (obr.č.14.). Jedná se zpravidla o automobilní návěsy, speciální korby nákladních automobilů nebo traktorové přívěsy. Mají šikmé dno skloněné ke středovému vyprazdňovacímu pásu. Vrchní část bočnic může být hydraulicky sklápěna, aby výška pádu při začátku plnění mohla být minimalizována. Použití samovyprazdňovacího dopravníku ve dně umožňuje vyloučit poškození hlíz při vyprazdňování sklápěním. Tyto dopravní prostředky bývají vybaveny i zakrytím proti dešti. Používají se zejména k dopravě do vzdálenějších skladů a zpracovatelských podniků, ale i k dopravě brambor z pole.
36
Obr.č.14. Samovyprazdňovací vůz pro přepravu brambor Pro šetrné plnění palet na poli slouží speciální podvozek s pružnými násypkami, které se během plnění postupně snižují (obr.č.15.). Jako nový přepravní obal se zavádí přepravní vaky.(Vokál a kol., 2000)
Obr.č.15. Násypky přepravníku pro plnění palet
37
9. Posklizňová úprava brambor Brambory dopravované z pole mohou obsahovat příměsi hrud, hlíny, kamení a rostlinných zbytků. Mezi zdravými hlízami se mohou nacházet i hlízy poškozené, napadené chorobami nebo postižené jinými vadami. Při záhonovém způsobu pěstování brambor jsou tato rizika poměrně nižší. Úkolem posklizňové úpravy je připravit brambory k uskladnění nebo předání odběrateli. Brambory by se po převozu z pole měly nechat 10 až 14 dnů vydýchat. V tomto čase dochází ke zpevnění slupky a zahojení poraněných hlíz. Poté by mělo následovat posklizňové zpracování. To zahrnuje jednak práce, jimiž je sklizeň dokončena a jednak zásahy, kterými se bramborové hlízy upravují podle požadavků užitkového směru budoucího odběratele. Posklizňové linky jsou skládány podle svého zaměření z jednotlivých strojů, jako jsou odhliňovače, rozdružovače, třídiče, přebírací stoly, pytlovací váhy atd. Odhliněné a rozdružené brambory jsou buď odváženy k odběrateli nebo jsou ukládány do skladu. (Vokál a kol., 2000)
38
10. Problematika ztrát Důležitými faktory, které se podílí na ekonomické výhodnosti pěstování brambor, jsou sklizňové ztráty a mechanické poškození bramborových hlíz.
10.1. Sklizňové ztráty Pro zemědělce by bylo samozřejmě nejvýhodnější, pokud by sklizňové ztráty byly nulové. Toho však při mechanizované sklizni nelze dosáhnout. Proto musí být cílem sklizňových operací a všech opatření s nimi spojených tyto ztráty minimalizovat. Za ztráty při sklizni brambor se z hlediska zemědělského podniku považují brambory, které zůstanou na pozemku po hlavním sběru a jejich získání vyžaduje, aby se zařadila do technologického postupu další operace. Sklizňové ztráty vznikají: - nevyoráním - propadem hlíz prosévacími orgány - vynášením hlíz na nati - chybným rozdružením Velikost uvedených ztrát závisí především na kvalitě sklizňové techniky, na jejím stavu, seřízení a velikosti opotřebení. Dalším faktorem ovlivňujícím velikost sklizňových ztrát je kvalifikovanost obsluhy. Svůj nemalý podíl na velikosti sklizňových ztrát mají také půdní podmínky (vlhkost, prosévatelnost, kamenitost, zaplevelenost atd.). Cílem je co největší snížení sklizňových ztrát. Tohoto snížení můžeme dosáhnout například volbou způsobu pěstování brambor vzhledem k půdním podmínkám. Záhonovým způsobem pěstování brambor s odkameňovaním, kde klesají ztráty vlivem zlepšení půdních podmínek. Zlepší se prosévatelnost půdy a výrazně se sníží obsah kamenů a hrud v půdě. V praxi se velikost ztrát zjišťuje na pěti vytyčených plochách o velikosti 20 m2, které se přejedou agregátem - kultivátor + brány. Vyvláčené hlízy se odváží a propočtou se ztráty na jeden hektar, které se vyjádří v procentech z celkové sklizně. Při kvalitně provedené mechanizované sklizni by ztráty neměly převýšit hodnotu 5 %. (Teskl, 1996)
39
11. Mechanické poškození hlíz brambor 11.1. Mechanické vlastnosti zemědělských plodin
Mechanické vlastnosti látek jsou obecně dány vztahy mezi napětím a deformacemi. Při náhlém vytvoření napětí hovoříme o realizaci napětí, čímž rozumíme sledování závislosti napětí při stálé deformaci látky. Specifikace biologických dužnatých materiálů je právě relaxace dužniny, jež způsobuje postupný úbytek napětí během zatěžování. Sledování odolnosti bramborové hlízy proti mechanickému poškození spočívá v podstatě v určení stupně deformace a destrukce pletiva. Z hlediska teoretického jde v podstatě o určení podmínek elastické a plastické deformace, kterou je možno rozdělit do tří etap: a) základní elastická fáze, při níž nedochází ke stálým fyzikálním změnám a při níž je deformace nezávislá na rychlosti b) neelastická
fáze,
při
které
probíhají
nevratné
fyzikální
změny
(poruchy tkání buněk ) c) deformační a poreformační fáze,kdy již probíhají nevratné děje, z reologického hlediska je materiál stále viskoelastický. V praktických podmínkách je velmi obtížné přesně určit hranice mezi jednotlivými fázemi, což je způsobeno celkovou nehomogenitou struktury a biologickými změnami. U brambor je možno výše uvedené fáze interpretovat takto: -
v první fázi dochází k elastické deformaci buněk bez jejich porušení
-
ve druhé fázi se buňky navzájem posunují
-
třetí fáze je charakteristická destrukcí buněk za současného výtoku obsahu do mezibuněčného prostoru.
Mechanické vlastnosti brambor jsou významnou měrou závislé na jejich chemickém složení. Při řešení této problematiky se hledal vztah mezi mechanickými vlastnostmi a chemickým složením hlíz jako podklad pro studium brambor proti mechanickému poškození. Textura byla stanovena na tzv. plastometru, což je v principu penetrometr, jehož kužel s vrcholovým úhlem 40° je vtlačován konstantním zavažím do bramborové hlízy po dobu 30 sekund. Hloubka zaboření kužele do hlízy, udávaná v mm a
40
registrovaná zapisovačem, určovala veličinu charakterizující texturu hlízy. Textura hlízy závisí hlavně na obsahu sušiny v hlízách. S rostoucím obsahem sušiny roste pevnost hlíz. Textura hlízy vykazuje velkou variabilitu, jež se při skladování ještě dále zvětšuje.
11.2. Druhy poškození hlíz brambor Je nutné vycházet ze základní skutečnosti, že hlízy brambor vzhledem k jejich vysokému obsahu vody, který činí až 75 %, jsou obzvláště citlivé na mechanické poškození. Mechanické poškození hlíz [%] vyjadřuje podíl hlíz poškozených při sklizni a posklizňové úpravě. Poškození se projevuje u slupky, u vrstvy kůry a u dužiny. Příčinami jsou mechanická zatížení hlíz, a to ať již při sklizni, tak i při jejich posklizňové úpravě. Škody na hlízách jsou viditelné zvenku nebo sotva rozeznatelné pod slupkou. Druhy poškození hlíz se dělí na: - vnější poškození - vnitřní poškození 11.3. Vnější poškození bramborových hlíz Norma ČSN 462211 uvádí, že za povrchě poškozené hlízy se považují ty, které jsou otlučené nebo odřené na vice jak jedné čtvrtině povrchu hlízy. Jsou to otevřená, více či méně velká poranění vrstvy kůry a dužiny. Z vnějšího pohledu jsou hůře rozeznatelná, poškození jsou vesměs viditelná až po čtyřech až šesti týdnech. Poranění dužiny jsou velmi rozdílná a mohou vést až ke značné rýze v dužině hlízy. Odřeniny slupek se vyskytují především u nezralých brambor v podobě zbavené slupky, a to jak při sklizni, tak i při následném zpracování. Následkem toho jsou vysoké ztráty na hmotnosti, způsobené zesíleným vydýcháním a odparem brambor. Tyto hlízy brambor je následně velmi obtížné dlouhodobě skladovat. Tenká, mělká poškození bramborových hlíz se vyskytují především při třídění nebo při sázení. Jsou z vnějšku viditelná pouze krátkou dobu. neboť vzniklá buněčná voda se velmi rychle odsuší. Podle hloubky poškození hlízy člení na: a) poškozené povrchově do hloubky 1,7 mm b) poškozené středně do hloubky 5,0 mm c) poškozené těžce nad hloubku 5,0 mm Hloubka poškození hlízy se zjišťuje přesným měřením na řezu hlízy, vedeném v nejhlubším místě poškození, kolmo na povrch hlízy. (Vokál a kol., 2000)
41
11.4. Vnitřní poškození bramborových hlíz Vnitřní poškození bramborových hlíz vzniká mechanickým zatížením těchto hlíz. Toto poškození se může cca po 24 hodinách bezpečně rozeznat. Obrazec poškození vykazuje zabarvení tkáně hlízy od červenohnědých až k šedobílým skvrnám. Sklizeň brambor může vést až k většímu ostře ohraničenému vnitřnímu poškození, neboť jsou při tom přímo zatížené buňky porušeny. Tato místa jsou převážně v zóně od 2 do 5 mm hloubky.
12. Faktory ovlivňujcí rozsah a velikost mechanického poškození Hlavním zdrojem mechanického poškození bramborových hlíz je často nevhodné vybavení a konstrukce strojů. Rozsah a stupeň poškození je ovlivněn řadou faktorů. ( Vokál a kol., 2000): Jsou to: - použitá technologie, stroje a mechanismy - teplota hlíz - tvar a hmotnost hlíz - hnojení - zralost hlíz - půdní podmínky - odrůda brambor
Použitá technologie, stroje a mechanismy Jsou hlavním a primárním faktorem způsobujícím mechanické zatíženi a tím i poškozeni hlíz. Samotné poškození hlíz má určitý charakter podle druhu mechanického namáhání. Při sklizni, manipulaci, zpracování a skladováni je hlíza vystavena statickým a dynamickým účinkům okolí. Hlíza může být poškozena na několika místech, a to do určité hloubky. Vlastní poškození na hlíze má často určitý charakter podle působícího mechanismu. Pracovní mechanismy ve strojích a technologiích působí na bramborové hlízy třemi způsoby: - rázem - smykem - tlakem
42
Teplota Teplota hlíz patří mezi nejvýznamější faktory, působící na rozsah a stupeň mechanického poškození hlíz brambor. Má nejsilnější vliv na rozsah mechanického poškození hlíz. Musí se počítat s tím, že škody při teplotě 5 °C jsou dvojnásobně vyšší než při teplotě 15 °C. Při ještě vyšších teplotách poškození dále ubývá a při teplotách pod 5 °C vystupuje na mnohonásobek.
Vliv velikosti a tvaru hlíz vyšlechtěných odrůd na mechanické poškození Odrůdy s hlízami dlouze oválnými bývají vice poškozeny než odrůdy s hlízami kulovitými. Větší hlízy bývají silnějí poškozovány než hlízy menší, protože větší hlízy mají při stejné výšce pádu větší kinetickou energii a náraz hlízy je větší. Zralost hlíz Dalším faktorem, který značně ovlivňuje rozsah mechanického poškození, je zralost hlíz. Vyzráváním se zpevňují povrchové a vnitřní vrsty hlíz (ustává růst) a zmenšuje se riziko jejich poškození. Nebezpečí nevyzrálosti hlíz hrozí při letní sklizni velmi raných odrůd konzumních brambor a podzimní sklizni ostatních odrůd všech pěstitelských směrů. Hnojení Hnojení je další významný činitel ovlivňující odolnost proti mechanickému poškození. Především hnojením P, K, a Mg se zvyšuje odolnost hlíz k mechanickému poškození. Půdní podmínky Na stupeň a rozsah poškození braborových hlíz během sklizně má také vliv i druh půdy, její fyzikálně mechanické složení, obsah živin, vlhkost a teplota. Půda může ovlivnit sklizeň brambor především náchylností ke tvoření hrud a podílem kamenů. Minimální mechanické poškození hlíz brambor je tedy na lehkých půdách bez kamenů. Potvrzuje se i vyšší odolnost hlíz
k mechanickému poškození u brambor
vyspěstovaných v nižších polohách, v řepařské oblasti, proti stejným odrůdám vypěstovaných v tradičních bramborářských polohách. Lze to vysvětlit vyšší vyzrálostí hlíz z těchto lokalit, kde je vyšší průměrná teplota ve vegetačním období. (Vokál a kol, 2000)
43
13. Metody zjišťování odolnosti mechanického poškození a zatížení hlíz Odolnosti proti mechanickému poškození lze zjišťovat nejrůznějšími způsoby. Naproti tomu objektivnímu zhodnocení příčin mechanického poškození hlíz brambor při sklizni a posklizňové úpravě se dostává většího prostoru s vývojem elektroniky a výpočetní techniky, která spolehlivě a objektivně zhodnotí kvalitu strojů a technologických linek, jak z hlediska konstrukčního, tak z hlediska technologie.
13.1 Metody zjišťování odolnosti proti mechanickému poškození hlíz Při testování jednotlivých hlíz je možno působit na hlízu jako celek nebo na její povrchovou či jinak definovanou část. Výzkumy provedené v této oblasti ukázaly rozdíly v odolnosti jednotlivých částí hlíz. To také potvrzuje tu skutečnost, že hlízy brambor nejsou homogenní materiál. Se širokou škálou možností zjišťování odolnosti hlíz
brambor
proti
mechanickému
poškození
vyvstává
problém
dodržení
porovnatelných podmínek při jednotlivých měřeních. Mezi nejrozšířenější patří laboratorní metody zjišťování odolnosti bramborových hlíz proti mechanickému poškození. Pro experimentální studium pevnosti slupky se většinou používají různé upravené penetrační metody, založené na sledování deformace povrchové vrstvy nebo průniku zkušebního tělíska touto vrstvou. Tělísko o dané přítlačné ploše působí na povrch slupky definovanou silou, jež ve zkoumaném vzorku vyvolá mechanické napětí. Podle principu měřícího zařízení se pak určuje hodnota napětí, potřebná k porušení slupky. Používaným zařízením pro sériové testy odolnosti brambor proti mechanickému poškození je tzv. odrazové kyvadlo. Princip měření spočívá v tom, že zkušební tělísko o průměru 7,1 mm nebo 10,1 mm dopadá pod určitým úhlem na povrch hlízy. Po zpětném odrazu se změří příslušný úhel. V případě, že úhel odrazu při druhém spuštění kyvadla do stejného místa je stejný nebo ještě větší, předpokládá se, že hlíza nebyla poškozena. V opačném případě při menším úhlu odrazu se hodnotí jako poškozená. Z tohoto principu měření vychází devítibodová bonitační stupnice pro hodnocení mechanické odolnosti bramborových hlíz. Síla potřebná k proniknutí válce penetrometru do hlízy je většinou bezprostředně závislá na obsahu škrobu v hlíze a výsledky získané penetrometrem pak neodpovídají skutečnosti s ohledem na odolnost hlíz proti
44
poškození. Odolnost proti mechanickému poškození je ovládána třemi faktory. Pevnost slupky, pevnost dužniny a elasticita dužiny hlíz. Penetrometr zjištuje pouze jeden z těchto faktorů a to pevnost slupky. Kromě toho je hlíza při zjištování odolnosti proti poškození penetrometrem vystavena jen statickým účinkům, zatím co při sklizni a třídění jsou hlízy vystaveny převážně dynamickým účinkům.
13.2. Metody zjišťování zatížení hlíz Na světě existují čtyři mezinárodně uznávěné elektronické měřící aparatury. Líší se nejen formou a velikostí, ale také principem měření a ukládání dat. Jednoduché dánské a skotské umělé hlízy jsou určeny především pro měření jednotlivých stupňů pádů a tím i k přímému použití pro poradce a praktiky. Mohou uložit nebo ukládat pouze jednu maximální naměřenou hodnotu nebo málo hodnot. U německé a americké měřící hlízy je k dispozici mnohem větší kapacita paměti, takže se může registrovat mnohem více nárazů. Tyto jsou ukládány do paměti v závislosti na čase v časových intervalech 1/1000 s. Tím vzniká možnost zjistit vedle intenzity nárazů také četnost nárazů na dopravní trase. Vyhodnocení protokolu o měření spočívá hlavně v přiřazení naměřených hodnot ke stupni pádu na bázi času. Protože vyhodnocení měření s těmito umělými hlízami vyžaduje delší čas a předpokládá dalekosáhlé zkušenosti, jsou jako uživatelé preferovány poradci a spolupracovníci ve výzkumu a vývoji.
13.3. Zjišťování mechanického zatížení hlíz brambor pomocí PMS – 60. Jedná se o německé tlakové měřící zařízení PMS-60 (Presssure Measuring Sphere), vyvinuté v Institut für Agrartechnik Potsdamm – Bornim a vyrobené firmou Magnettech Berlin. Měřící koule PMS-60 (obr.č.16) je vlastní měřící zařízení o průměru 60 mm, hmotnosti 160 g, které je schopné měřit mechanická napětí, která působí na její povrch. Pracuje na principu měření hydraulického tlaku v gumovém míči naplněném olejem. Plášť koule je zhotoven ze speciální pryže. Uvnitř koule naplněné silikonové olejem je umístěn tlakový snímač a jednočipový mikropočítač s pamětí a akumulátorem. PMS-60 je schopné po vložení do proudu zpracovávaných brambor po dobu až 300 sekund měřit a ukládat do vlastní paměti velikost a časový průběh sil působících na kouli při frekvenci 100 měření za sekundu. Po skončení měření jsou data přenesena z měřící koule do počítače a zde vyhodnocena. Veškerá komunikace mezi měřící koulí a počítačem probíhá automaticky. 45
Vyhodnocení lze provést formou grafického a tabulkového zobrazení. Grafická forma zobrazení umožňuje na monitoru počítače znázornit průběh naměřených hodnot s označením míst jednotlivých měření a jejich popisem.
Obr.č.16. Tlakové měřící zařízení PMS-60 13.4. Měření mechanického zatížení IS 100 Zatímco
dánské a skotské hlízy byly vyvinuty
především pro měření
jednotlivých případů – stupně poškození, může německé a americké měřící zařízení také měřit četnost rány na dopravní trase dopravníku. Tato výhoda nastává na základě vyšší kapacity paměti od více než 200 úderů. Úlohou hodnotícího protokolu měření je intenzita měření 1/1 000 s. Naměřená data, případně stupně jsou uloženy v paměti. KTBL- výzkumná stanice Dethlingen používá americkou hlízu lS100 (obr.č.17.). Má průměr 90 mm a váží 290 g. Princip měření spočívá v tříosém akcelerometru. Naměřená hodnota je uložena v jednotkách zrychlení
„ g". Podle
dlouholetých
zkušenosti zůstanou ty brambory kde je naměřená hodnota pod 30 g nepovšimnuty. Srovnávací měření ukázalo, že se průměrné síly úderu mezi velkokapacitním zařízením a menšími mechanizačními prostředky počtem úderů výrazně neodlišuje. Oba faktory je potřeba zvážit. IS 100- lndex je produkt obou naměřených hodnot. Dosavadní měření v úpravnách brambor má srovnávací hodnotu pro sběrnice z přijetí o třídění a přebírání až do boxů, mechanické zatížení mechanizačními prostředky porovná a zařadí.
46
Podle těchto empirických hodnot by mělo být následujícím cíle u novostaveb pro úpravu brambor usilovat aby : 1. Jednotlivé rány a průměrná maxima nepřekračovala mezní hodnotu 150 g . 2. Celkové zatížení úpravny brambor třídění včetně, mytí a balení by mělo zůstat pod 8000 g Srovnání výsledků Dosavadní měření s uvedeným měřícím zařízením v úpravně ukázalo na všech dopravních prvcích a upravovacích strojích široké spektrum četností a intenzit úderů. K srovnávacímu rozdělení je sestaveno následující roztřídění po 50 g : 30 -50 g, 51 -100 g, 101 -150 g, 151 -200 g a 200 -400 g.
Obr.č.17. Měřící zařízení IS 100 13.5. Měřicí technika PTR 200 Vynalezena v institutu pro zemědělskou techniku, stavebnictví a techniku prostředí ve Weihenstephan. PTR 200 (viz obr.18) jde o zkušební hlízu „ zkušební figurínu", s třístranným - axiálním snímačem zrychlení. Měří se zrychlení - změny ve všech třech prostorech (směrech). Tímto zařízením jde měřit pouze dynamické nikoliv statické měření. To znamená, že tlaky nebo smáčknutí brambora nezachycuje, kromě toho pokud nedojde ke změně zrychlení. Měřené hodnoty se pomocí radiokomunikace přenáší na ruční přístroj a uloží se. Pomocí sluchátek mohou být nárazy akustický
47
sledovány. K lokalizaci stupně zatížení je možno použít ruční přístroj, který je schopný udělat předběžné vyhodnocení pomocí procentického vyjádření. Ukončit měření lze prostřednictvím softwaru. Program data probere a náležitě označený. Naměřená hodnota se stává jako relativní. Hodnoty jsou uvedeny v procentech. Pád hlízy z 50 cm na beton odpovídá relativní hodnotě 100 %. V laboratorním testu byla vyhledána pouze jediná hodnota poškození nad 30 %. Dosud byla „elektronická hlíza" nasazena k měření nekvalitních vlastností různých vyorávačů brambor a úpraven brambor.
Obr.č.18. Měřící zařízení PRT 200
14. Měřící zařízení KBZ 1P Pro zjišťování mechanického zatížení hlíz a lokalizace poškození bylo na elektrotechnické fakultě VUT Brno vyvinuto automatické měřící zařízení KBZ 1P. Toto zařízení představuje hranolek o 30 x 30 x 20 mm. Uvnitř hranolku je umístěn tříosý akcelerometr, procesorová deska, mikroprocesor s pamětí a akumulátor. Zařízení je schopné po vložení do měřeného úseku po dobu až 300 sekund měřit a ukládat do vlastní paměti velikost a časový průběh zrychlení (zpomalení) působící na měřící zařízení (hlízu). Toto zařízení se vkládá do předem připravené hlízy. Zařízení je schopné ukládat naměřené hodnoty každých 10 milisekund po dobu až 300 sekund.
48
14.1. Procesorová část
Obr.č.19. Schéma procesorové desky Procesorová deska (obr.č.19.) je vybavena mikroprocesorem ATmega 8 od firmy Atmel, který řídí celou činnost měření, ukládaní a veškerou komunikaci. ATmega 8 je mikroprocesor, který disponuje 10bitovým A/D převodníkem, interním oscilátorem, 24 I/O digitálními piny, třemi interními timery, komunikačni kanálem UART, atd. Pro měření se využívá A/D převodník, na který je přímo přiveden tří-osý akcelerometr ADXL330 od firmy Analog Device. Mikroprocesor převede tyto analogové hodnoty na digitální v 10bitové přesnosti, v časovém intervalu 10 ms. Hodnoty zpracuje, přepočítá a poté ukládá do externí pamětí FLASH 24LC256 po komunikačním sběrnici I2C. Měření je aktivní po dobu cca 5 minut od zmáčknutí tlačítka S1 na napájecí desce. Pro přehrání dat do počítače se využívá sériového komunikačního kanálu UART (RxD a TxD), který je nastaven na 9600 Baud, 8 bitů a Even parity. Jelikož v dnešní době se už moc u PC nevyskytuje konektor pro RS232, byla zvolená komunikace po sběrnici USB. Pro toto správné převedení se využívá převodníku FT232RL od firmy FTDI, umístěného na napájecí a komunikační desce. Mikroprocesor a veškerá elektronika na procesorové desce je napájená 3,6 V z napájecí desky.
49
Nízké napájení je zvoleno kvůli nižší spotřebě celého zařízení a z důvodu menších rozměrů baterie(viz kapitola Napájecí a komunikační část). Deska plošných spojů a rozmístění součástek procesorové části je zobrazena na obrázku č.20. Je zvoleno jednostranného provedení s kombinaci SMD, z důvodu toho aby elektronické součástky a jednotlivé díly byly skryty proti nežádoucímu mechanickému poškození. Dále se využívá „vylití“ mědi na desce, kvůli snížení rušení v elektromagnetickém poli a snížení rizika zničení elektrostatickým napětím.
14.2. Napájecí a komunikační část
Obr.č.20. Schéma napájecí a komunikační desky Napájecí a komunikační deska má za úkol dodávat procesorové desce potřebné napětí 3,6V a zprostředkovat komunikaci pomocí sběrnice USB. Pro napájení KBZ 1P se využívá baterie Ni-MH 3,6 V v provedeni 3H80BC. Nižší napájení je zvoleno kvůli nižší proudové spotřebě a tím i menším rozměrům baterie, která je zabudována uvnitř přístroje. Nabíjení je realizováno jednoduchým RD obvodem přímo z mini konektoru USB, typu B. Jak už bylo uvedeno v kapitole Procesorová část je pro převod z UARTu
50
na USB použit integrovaný obvod FT232RL, který dokáže s minimem externích součástek aplikovat převod jak asynchronní tak plně synchronní. Zároveň umožňuje indikovat pomocí žluté LED průchod dat jak v TxD tak v RxD. Dále je na desce zabudováno tlačítko S1 pro aktivaci ukládaní hodnot z akcelerometru a indikace stavu celkového zařízení pomocí červené LED. Hardwarová realizace je ve stejném provedení jak v předchozí kapitole. Pohled na desku plošných spojů a s celkovým rozmístěním součástek je zobrazeno na obrázku č.21.
Obr.č.21. Rozmístění součástek na napájecí a komunikační desce
14.3. Software KBZ 1P Po zapnutí napájení (přepnutí Jumperu na napájecí desce) se mikroprocesor dostane do režimu RESET. Kdy se vnitřní oscilátor na přesně definovanou dobu zastaví a zároveň se všechny hodnoty v registrech a v zásobnících nulují. Po této akci mikroprocesor přechází do inicializační funkce programu a nastaví celkový chod jádra, vstupy,výstupy, A/D převodník, časovače a zároveň komunikační linku na 9600 Baud, 8 bitů a na sudou paritu. V tuto dobu je také možné vymazat externí paměť (přidržením tlačítka S1), ve které jsou uložena data z předešlého měření. Jestliže je přístroj po inicializaci a vymazání dat připraven, signalizuje to pomalým blikáním červené LED. Zároveň také čeká na další instrukce od uživatele, buď začít ukládat data z akcelerometru anebo po připojení USB kabelu přehrávat data z paměti do počítače. 51
Pokud bylo zvoleno nové ukládaní dat, přístroj po zmáčknutí tlačítka začne tuto funkci indikovat rychlým blikáním červené LED a co 10 ms snímá hodnoty z nastaveného 10 bitového A/D převodníku. Tuto hodnotu přepočte do zvoleného rozsahu a dle nastavené referenční hodnotě. Poté toto 10 bitové číslo rozdělí na dvě charové čísla a uloží do externí paměti. Z důvodu časové náročnosti výpočtu třech intových čísel (osy X,Y,Z) a uloženi všech tří hodnot se do následujícího měření neprovádí další matematické úpravy. Protože byl požadavek ukládat co 10 ms po dobu 5 minut 3 osy v 10 bitovém rozlišení (2x 8bitů), je ukládání kapacitně hodné náročné (3-osy x 30000-vzorků x 2-bajty=180000-bajtových buněk). Proto ukládání bylo rozděleno do třech paměťových 512 Kb buněk, které se postupně jedna za druhou zaplňují. Paměťové buňky jsou hardwarově zapojeny paralelně. Liší se jen softwarovým adresováním. Po kompletním zakončení 5 minutového intervalu ukládaní je KBZ 1P znovu přepnut do základního režimu, signalizujícím pomalým blikání červené LED. Ze základního režimu je možné uživateli poskytnout přehrání naměřených dat z pamětí flash po USB kabelu do počítače. Do této funkce se přístroj přepne automaticky po zapojení aktivního kabelu do konektoru USB. Zařízení to rozpoznává pomocí přivedeného napájecího napětí přímo z konektoru USB na vstup pinu INT0. Toto napětí vyvolá v procesoru přerušení a nastaví příznak že byl připojen kabel USB. Pokud byl USB kabel připojen přestane červená LED blikat a mikroprocesor čeká na příkaz „*“ ze strany od počítače, který dá povel k přehraní dat do PC. Přehrávaní dat je indikováno žlutou LED. Komunikační přenos není nijak zabezpečeny, jelikož komunikační přenos je pouze 9600 Baudu. Což je velmi pomalá rychlost a pro přenesení 180 Kb už tak je časově zdlouhavé. Po přehrání dat je možné rovněž data v zařízení smazat pomocí poslaného znaku „!“. Odpojením kabelu z USB se jednak přestane dobíjet baterie a jednak přístroj přejde znovu do základního režimu signalizujícím pomalým blikáním červené LED.
52
15. Příčíny mechanického poškození hlíz 15.1. Výška pádu hlízy Poškoditelnost bramborových hlíz závisí na charakteru mechanických sil působících při povrchovém kontaktu (zejména pádu) s dopravníky sklízeče. Výsledkem působení normálových sil jsou otlačeniny a praskliny, tečné síly působí na oděr slupky.Při zjišťování vlivu úderu při pádu z výšky 0,25 – 3 metry nebo odpovídající rychlosti nárazu 2,2 – 7 m.s-1 na kovovou desku, ocelový a pogumovaný prutový dopravník bylo zjištěno: 1) k poškození do 10 % hlíz dochází při pádu na kovovou desku z výšky pod 0,7 metru, na kovové pruty pod 0,25 metru a pogumované pruty pod 0,75 m. 2) Nejprudší nárust poškození při rostoucí výšce pádu je u ocelových prutů, při výšce 1 metr je poškození u 50 % hlíz. Při nakládání brambor do přívěsu nebo zásobníku se vysoké procento hlíz poškodí pádem z velké výšky od konce vynášecího dopravníku na ocelové nebo dřevěné podlahy dopravních prostředků. Dopadají li však z této výšky na jiné brambory, nebezpečí poškození se sníží, v tomto případě se brambory obyčejně poškodí až při pádu z výšky 1,75 metru, tedy při rychlosti 3,9 m.s-1. Při dopadu na kyprou půdu nedochází k výraznějšímu poškození ani z výšky 4 metry, což odpovídá rychlosti 8,9 m.s-1. (Konupčík, 1983)
15.2. Rychlost pásu dopravníku Při dané výšce pádu je rozdíl, jestli hlíza byla na začátku pádu nehybná (volný pád) nebo zda již měla určitou rychlost. V druhém případě je rychlost na konci pádu vyšší a poškození úměrně větší. Tuto rychlost předává hlízám vynášecí pás dopravníku, z kterého padají. Rychlost vynášecího pásu by neměla překročit 0,5 m.s-1. Potřebnou transportní kapacitu pásu získáme rozšířením pásu nebo větší vrstvou brambor,nikoliv však zvýšením rychlosti. Také rychlost prosévacího pásu sklízeče by neměla přesahnout 0,8 m.s-1. Hlízy při natřásání prosévacího pásu sklízeče by neměly odskakovat.
53
15.3. Vliv povrchu a délky dopravních cest Velmi dobré výsledky dává plastická hmota nebo gumová pěna, chráněná plachtou proti zablácení. Nalepená hlína musí být pravidelně odstraňována. Velmi důležité je co nejvetší pogumování částí strojů přihájejících do styku s hlízami. Jsou to zejména prosévací pásy sklízečů, skluzy, síta třidičů atd. Délka dopravních cest má nemalý vliv na poškození hlíz. Je nutno dbát na volbu co nejkratších dopravních cest a tlumení přechodů z pásů.
16. Ochrana brambor při nakládání a manipulaci Při sklizni dochází k největšímu pádu brambor z vykládacího dopravníku sklízeče do dopravního prostředku a tím i k častému poranění hlíz. Dokonce i u dopravníků s tzv. husím krkem dochází tímto způsobem k poškozování, není-li správně nastavena jejich výška. Anglická firma Broadwater Machinery nabízí řadu produků k ochraně brambor při nakládání a manipulaci, včetně speciálních retardérů, které brzdí pád hlíz nakládaných do kontejneru. Vegi-Box má 150 mm tlustou vrstvu pěny uvnitř plastového polštáře rozměru 600 x 900 mm. Tento polštář se dává na dno kontejneru na straně, kde plnění začíná. Tažné oko, připevněné k polštáři, umožňuje po částečném zaplnění toto zařízení vytáhnout. Konstrukce vykládacích dopravníků může velmi ovlivnit a snížit poškozování brambor. Firma Grimme přistoupila k používání pružných plastových kapes, které nesou hlízy i na sešikmené koncové části dopravníku. Kapsy mají v plastových příčkách otvory, kterými padá prach. Tyto příčky napomáhají k šetrnému ukládání brambor. Zařízení na brždění pádu brambor (různé typy retardérů ) se obvykle umisťuje na konec vykládacího dopravníku a jeho funkcí je zachycovat hlízy a tak přerušovat jejich pád. Tato zařízení jsou různého tvaru a velikostí. (Fér, Cvrček, 2000) Odlišný přístup byl použit u systému Guardian 4 Richarda Larringtona pro plnění kontejnerů. Speciálně zkonstruovaný přívěs s nízkou nakládací výškou obsahuje čtyři kontejnery v rámu, nesoucí současně čtyři retardéry nad kontejnery. I když tento systém nabízí vysokou úroveň ochrany, náklady související s využitím nosnosti odrazují potenciální zájemce. Některá zařízení připevňovaná na konec vykládacích dopravníků jsou nedostatečná vzhledem ke konstrukčním nedostatkům. V určitých případech nevhodná rozteč pásů umožňuje to, že mnoho hlíz volně padá z konce dopravníku na
54
podlahu přívěsu a některé typy nejsou dost pevné, aby vydržely velké zatížení. Výjimkou je konstrukce zařízení Skotské vysoké školy zemědělské, kterou realizovala firma Broadwater Machinery a které se vyrábí pod obchodním označením FB2. Je chytře vymyšleno, velikost a sklony jsou optimální. Dosáhlo se 50 % snížení procenta poškozených hlíz na cestě ze sklízeče do dopravního prostředku. Nejnovější systém, nyní nabízený firmou Broadwater Machinery používá tři lopatkové skluzy, které zpomalují rychlost pádu hlíz na cestě do dopravního prostředku. Toto zařízení je připevňováno řetězy k vykládacímu dopravníku v zadní části sklízeče brambor, takže výška pádu brambor je pouze několik centimetrů než se dostanou k prvnímu skluzu, opatřeného plastovými hroty pokrytými vrstvou PVC. Brambory dále postupují po druhém a třetím skluzu a pak do kontejneru nebo do dopravního prostředku. Všechny skluzy usměrňují hlízy příčně a dolů, první směrem do strany, druhý od stroje a třetí zpět ke stroji. U všech sekcí lze nastavit rychlost průtoku podle druhu brambor nebo požadavků farmáře. Za poslední sekcí je síťová koncovka, která umožňuje sledovat tok hlíz. Pro pěstitele je každé zařízení, které omezuje poranění brambor mezi sklízečem a dopravním prostředkem lepší než žádné. Výše škod je na mnoha farmách stále příliš vysoká a může znamenat znatelné ztráty zisku. (Fér, Cvrček, 2000)
55
17. Popis měřícího zařízení Cílem experimentu bylo ověřit mechanické zatížení brambor na posklizňové lince firmy Dobrosev a.s. Dobronín. Pro zjišťování mechanického zatížení hlíz a lokalizaci poškození jsme použili automatické zařízení KBZ 1P. Toto zařízení představuje hranolek o 30 x 30 x 20 mm. Uvnitř hranolku je umístěn tří-osý akcelerometr, mikroprocesor s pamětí a akumulátor. Zařízení je schopné po vložení do měřeného úseku po dobu až 300 sekund měřit a ukládat do vlastní paměti velikost a časový průběh zrychlení (zpomalení) působící na měřící zařízení (hlízu). Toto zařízení se vkládá do předem připravené hlízy. Zařízení je schopné ukládat naměřené hodnoty každých 10 milisekund po dobu až 300 sekund. Když měření skončí, připojí se měřící zařízení k počítači, do jehož paměti se převedou naměřené hodnoty z měřícího zařízení. Počítačové zpracování naměřených hodnot umožňuje na monitoru počítače graficky znázornit jejich časový průběh. Je taky možné zobrazit tabulkové číselné hodnoty. Z celého souboru měření lze na počítači vybrat a zobrazit jednotlivé impulsy zrychlení a graficky je zvětšit. Počítač potom zobrazí maximální hodnoty zrychlení (zpomalení) i dobu jejich trvání. Velikost zrychlení je měřena v m.s-2, časový průběh je zaznamenáván v sekundách, při vyhodnocení jednotlivých impulsů v milisekundách.
17.1. Charakteristika podniku Společnost Dobrosev, a.s. obhospodařuje 2500 ha zemědělské půdy. Zastoupení pěstovaných plodin odpovídá výrobní oblasti o průměrné nadmořské výšce 550 m – obiloviny, ozimá řepka, brambory, krmné pícníny, luční porosty. V živočišné výrobě se společnost specializuje na chov mléčného skotu, menší měrou na chovu masného skotu, dále na užitkový chov prasat. Produkce mléka nabývá na významu a představuje pro podnik hlavní směr vývoje. Zejména v chovu holštýnského plemene bylo v posledních letech dosaženo mnoha ocenění. Vedení společnosti si uvědomuje odpovědnost za udržování rázu krajiny a péči o ní. Volí vhodně výrobní a technolgické postupy s šetrným dopadem na celkovou ekologii tak, aby splnila přísné požadavky legislativy našeho státu i Evropské unie.
56
18. Metodika měření Cílem pokusu bylo objektivně vyhodnotit zrychlení hlíz, které jsou příčinou mechanického poškození hlíz, a jejich lokalizace na posklizňové lince. Při ověřování se KBZ 1P vloží s ostatními hlízami do prvního uzlu ( příjmového zásobníku) posklizňové linky a pokud nehrozí nebezpečí poškození, nechá se projít celou linkou až do posledního uzlu ( do váhy, do palety). Potom se KBZ 1P vyjme z linky a naměřené hodnoty se převedou do počítače. Pokud hrozí ztráta, poškození, či znehodnocení měření průchodem některého stroje (například pneumatického rozdružovadla), ukončí se experiment k tomuto uzlu a KBZ 1P se před ním odebere. Je však nutné převést data do počítače, čímž vznikne první měřený samostatný úsek. Druhá část experimentu začíná vložením umělé bramborové hlízy za problematický uzel, kde se zaznamenávají hodnoty zatížení v další části linky. Získané hodnoty se opět převedou do počítače, který je zpracuje jak tabulkově tak i graficky. Během měření je třeba si zaznamenávat jednotlivé uzly průchodu KBZ 1P, aby byla snadnější identifikace a lokalizace místa, ve kterých došlo k zatížení.
18.1. Vlastní práce Ověřování probíhalo na posklizňové lince v Dobrosevu a.s. Dobronín. Linka byla ověřena měřením expediční části linky. Schéma linky s jednotlivými stroji je znázorněno na obr.č.22. Hlízy brambor se expedují z palet, a to vysypáním palet do expedičního dávkovacího zásobníku TS 2 – 006, odtud na odhliňovací pás poté na šikmý hrabičkový dopravník, který je dopravý na třidič TB 80 – 4 odkud pokračují na přebírací stůl P3 – 80. Dále se hlízy dopravují šikmým krabičkovým dopravníkem do pytlovací váhy K 961 / 1. Z technických důvodů bylo KBZ 1P vkládáno za expediční dávkovací zásobník.
57
Obr.č.22. Schéma expediční linky Pro vyhodnocování měření jsem si měřenou linku rozdělil na 8 úseků. Každý úsek odpovídá jednomu stroji z měřené linky a nebo přechod z jednoho stroje na druhý. Měření bylo 6 krát opakováno. Naměřené hodnoty jsem zpracoval a z každého úseku vybral jednu nejvyšší hodnotu zatížení. Vybrané hodnoty z každého měření jsou uvedeny v tabulkách 1 až 6. Naměřené hodnoty jsou také převedeny do formy grafické (viz.obr.č.23 až 29).
58
Tab.č.1. Vybrané hodnoty měřené linky 1 Měření číslo 1 Měřený úsek
Velikost zatížení ( g )
Průběh času ( s )
1
2,3487
53,24
2
4,9674
69,46
3
1,5665
73,28
4
5,6472
74,30
5
3,0693
77,43
6
4,4008
95,56
7
1,4342
97,46
8
4,8200
102,70
Obr.č.23. Grafické znázornění měření číslo 1 Rozdělení úseků: 1 – odhliňovač 2 – přepad z odhliňovače na šikmý dopravník 3 – šikmý dopravník 4 – třidič 5 – přebírací stůl 6 – přepad z přebíracího stolu na šikmý dopravník 7 – šikmý dopravník 8 – přepad do pytlovací váhy
59
Tab.č.2. Vybrané hodnoty měřené linky 2 Měření číslo 2 Měřený úsek
Velikost zatížení ( g )
Průběh času ( s )
1
1,4766
51,48
2
4,8814
84,69
3
2,3526
88,64
4
6,2302
90,24
5
4,5762
96,57
6
4,5493
122,63
7
1,3961
128,36
8
4,0564
129,38
Obr.č.24. Grafické znázornění měření číslo 2 Tab.č.3. Vybrané hodnoty měřené linky 3 Měření číslo 3 Měřený úsek
Velikost zatížení ( g )
Průběh času ( s )
1
1,3194
39,85
2
5,1643
67,56
3
2,1439
73,15
4
5,7618
75,75
5
3,6420
82,10
6
5,0638
99,39
7
1,4559
104,73
8
4,5884
107,12
60
Obr.č.25. Grafické znázornění měření číslo 3 Tab.č.4. Vybrané hodnoty měřené linky 4 Měření číslo 4 Měřený úsek
Velikost zatížení ( g )
Průběh času ( s )
1
1,6524
27,34
2
3,8146
36,65
3
2,7296
38,65
4
5,4740
44,92
5
3,0505
57,29
6
4,3556
75,71
7
1,6477
78,10
8
3,3099
82,41
Obr.č.26. Grafické znázornění měření číslo 4
61
Tab.č.5. Vybrané hodnoty měřené linky 5 Měření číslo 5 Měřený úsek
Velikost zatížení ( g )
Průběh času ( s )
1
1,2743
41,06
2
6,0160
57,36
3
3,7708
57,65
4
5,3730
61,57
5
2,6923
73,03
6
4,7803
87,41
7
1,6318
92,36
8
4,5946
94,51
Obr.č.27. Grafické znázornění měření číslo 5 Tab.č.6. Vybrané hodnoty měřené linky 6 Měření číslo 6 Měřený úsek
Velikost zatížení ( g )
Průběh času ( s )
1
1,2392
43,46
2
4,9111
52,32
3
1,7576
57,45
4
6,1473
58,99
5
2,6065
75,25
6
4,6419
85,71
7
2,4864
86,06
8
3,7732
92,40
62
Obr.č.28. Grafické znázornění měření číslo 6
63
19. Vyhodnocení naměřených hodnot Ze získaných hodnot zjistíme, že největší zatížení v celé měřené lince je v úseku 4 „ třidič “, a to 6,2302 g viz.obr.č.24. Další velká zatížení ale o něco menší jsou v úsecích kde hlíza přepadá na další stroj. Toto zatížení vzniká hned v úseku 2 „ přepad z odhliňovače na šikmý dopravník“ hodnota zatížení 6,0160 g. V úseku 6 „ přepad z přebíracího stolu na šikmý dopravník“ dosahuje nejvyšší naměřená hodnota 5,0638 g. Úsek číslo 8 „ přepad ze šikmého dopravníku do pytlovací váhy “ působí na hlízu zatížením 4,5946 g. Ze získaných hodnot v úseku 3 „šikmý dopravník“ bylo zjištěno maximální zatížení 3,77 g. V úsek 5 „přebírací stůl“ jsem zjistil maximální zatížení
Zatížení [g]
4,5762 g.
6,5 6 5,5 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0
6,2302
6,016
5,0638 4,5946
4,5762 3,7708 2,3487 2,4864
1
2
3
4
5
6
7
8
Úseky měření
Obr.č.29. Znázornění maximálních hodnot v měrených úsecích Z obr.č.29. vyplývá, že největšího zatížení dosáhne hlíza pádem z větší výšky a pádem z větší výšky společně s udělením změny směru dopravy, popřípadě s možným nárazem do bočnice dopravníku. V úsecích kde je hlíza unášená pásovými dopravníky není zatížení velké. Tato situace nastává v úseku 1 „odhliňovač“ a 7 „šikmý dopravník“. Zatížení nepřesahuje 2,5 g. U všech hodnot musíme počítat se stálým zatížením 1 g. Hodnoty které jsou vyšší jak 5 g nejsou měřitelné, protože přesahují měřící schopnosti akcelerometru použitého v KBZ 1P. Experiment dokazuje, že zatížení hlíz na expediční lince bylo v každém úseku různé. Měřící zařízení KBZ 1P zaznamenalo nejmenší zatížení 2,48 g na menších
64
výškových přepadech a pásech dopravníků. Naopak největší hodnoty zatížení na 5 g byly naměřeny při větších pádech do šikmých dopravníků a při změně směru toku hlíz. Výhodou popsané metody je, že umožňuje objektivní přesné měření zatížení působící na hlízu v provozních podmínkách, včetně vlivu současně procházejcích hlíz a zaznamenávání i velice krátkých zatížení. KBZ 1P je schopno měřit přesně pouze hodnoty do 5 g proto bych pro další měření doporučoval vyměnit stávajcí třístranný akcelerometr za akcelerometr s vyšším měřícím rozsahem. Zhodnotíme-li získané výsledky souhrnně, lze konstatovat, že naměřené hodnoty mohou sloužit jako podklad pro rekonstrukci a modernizaci linek nebo pro vypracování návrhu na snížení poškození bramborových hlíz.
65
20. Závěr Brambory jsou jednou z nejvýznamnějších zemědělských plodin pro lidskou výživu, dokonce v nejsoučasnější době získávají titul věhlasného fenoménu, jsou potravinou i průmyslovým výrobkem. Jejich široká adopce v evropské zemědělství počátkem 19. století ochránila Evropu před cyklickými hladomory a „ epidemií“ kurdějí. V naší republice má pěstování brambor hlubokou tradici. Přesto v minulých dvou desetiletích provázel výrobu brambor stín pochybností o užitečnosti, potřebnosti a rentabilitě této komodity, jehož vyústěním bylo výrazné snížení výroby. (Sklizňové plochy brambor činily v ČR v roce 2007 podle údajů Českého statistického úřadu přes 40.000 ha)
S celkovým poklesem zájmu se nesl i pokles cen a cenová nejistota
přetrvávala i při občasném skokově jednorázovém zvýšení tržních cen. V současné době chce MZe ČR podepřít povědomí o významu brambor jako tradičního
českého
zemědělského výrobku a zároveň vyzdvihnout funkci brambor jako základní potraviny v rozvojových zemích
a připojilo se k akci „Tato plodina slouží po celém světě
k zajištění potravinové bezpečnosti a snižování chudoby“. MZe ČR pěstování brambor podporuje i finančně. Pěstitelé jsou od roku 2004 příjemci jednotné platby na ha zemědělské půdy (SAPS) a od roku 2008 i TOP UP k SAPS. Podle údajů organizace OSN pro výživu a zemědělství (FAO) je 52 % celosvětové produkce brambor využíváno pro konzumní účely, 34,5 % pro krmení hospodářských zvířat, 11% pro novou výsadbu, 2,8 % na výrobu škrobu a 0,7 % pro výrobu lihu. Tím je dostatečně zdokumentováno, že brambory jsou nejen potravina, ale i víceúčelová plodina vhodná jako surovina pro průmyslové zpracování. A zřejmě tyto vyjmenované přednosti hráli stěžejní
roli v rozhodnutí Organizace
spojených národů (OSN), která na popud římské Organizace pro zemědělství a výživu (FAO) vyhlásila rok 2008 Mezinárodním rokem brambor. Ten má zdůraznit a podpořit využití brambor pro výživu obyvatel v tzv. zemích třetího světa. V posledních čtyřiceti letech se na rozdíl od Evropy v těchto oblastech konzumace brambor zdvojnásobila. Velká podpora této potravině je konfrontována s dostupnými světovými údaji, že světová ekonomika bude přirůstat meziročně o 4 %, poptávka po potravinách ale o 6 %, a hladem bude postiženo především obyvatelstvo rozvojových států.( Dobrý, 2008 ) Pochopitelně nejen finanční pobídky mají pěstitelé k dispozici pro zlepšování rentabilnosti výroby brambor. Velké rezervy jsou skryty ve výběru technologických
66
linek, ve snížení pracovních operací během vegetace, ve snížení množství spotřebovávané lidské práce, v dosažení vysokého a především kvalitního výnosu, ve snížení manipulačních posunů ve skladech a v zajištění dokonalého uskladnění. A zvláště je nutné se dostatečně věnovat snížení mechanického poškození hlíz v celém výrobním a skladovacím procesu. A vymezit místa a ukázat na tyto rezervy bylo námětem mé práce. Zatížení bramborových hlíz závisí na charakteru mechanických sil působících při povrchovém kontaktu (zejména pádu) s dopravníky sklízeče. Výsledkem působení normálových sil jsou otlačeniny a praskliny, tečné síly působí na oděr slupky. Odolnosti proti mechanickému poškození lze zjišťovat nejrůznějšími způsoby. Naproti tomu objektivnímu zhodnocení příčin mechanického poškození hlíz brambor při sklizni a posklizňové úpravě se dostává většího prostoru s vývojem elektroniky a výpočetní techniky, která spolehlivě a objektivně zhodnotí kvalitu strojů a technologických linek, jak z hlediska konstrukčního, tak z hlediska technologie. Na stupeň a rozsah poškození bramborových hlíz během sklizně má také vliv i druh půdy, její fyzikálně mechanické složení, obsah živin, vlhkost a teplota. Půda může ovlivnit sklizeň brambor především náchylností ke tvoření hrud a podílem kamenů. Minimální mechanické poškození hlíz brambor je tedy na lehkých půdách bez kamenů. Potvrzuje se i vyšší odolnost hlíz k mechanickému poškození u brambor vypěstovaných v nižších polohách, v řepařské oblasti, proti stejným odrůdám vypěstovaných v tradičních bramborářských polohách. Lze to vysvětlit vyšší vyzrálostí hlíz z těchto lokalit, kde je vyšší průměrná teplota ve vegetačním období vyšší vyzrálostí hlíz z těchto lokalit, kde je vyšší průměrná teplota ve vegetačním období. Výsledky polně laboratorního měření poškození hlíz ukazují, že zatížení hlíz na expediční lince bylo v každém úseku různé. Měřící zařízení KBZ 1P zaznamenalo nejmenší zatížení 2,48 g na menších výškových přepadech a pásech dopravníků. Naopak největší hodnoty zatížení na 5 g byly naměřeny při větších pádech do šikmých dopravníků a při změně směru toku hlíz. KBZ 1P je schopno měřit přesně pouze hodnoty do 5 g proto bych pro další měření doporučoval vyměnit stávajcí třístranný akcelerometr za akcelerometr s vyšším měřícím rozsahem. Zhodnotíme-li získané výsledky souhrnně, lze konstatovat, že naměřené hodnoty mohou sloužit jako podklad pro rekonstrukci a modernizaci linek nebo pro vypracování návrhu na snížení poškození bramborových hlíz.
67
21. Seznam literatury DOBRÝ, Sláva. Rok 2008 je rokem brambor.. Rozhledy : AKTUALITYKOMENTÁŘE-FEJETONY-HISTORIE-ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ-TECHNIKA [online]. roč. 2008,měs. květen [cit. 2008-05-19]. Dostupný z WWW:
. FÉR,J. Vývoj techniky pro sklizeň brambor. Mechanizace zemědělství, 2002, č.9, s.24-28.
FÉR, J. Způsoby snižování mechanického poškození brambor a jeho důsledky. Praha:Ústav zemědělských a potravinářských informací, 2000. 27 s. ISBN 80–7271–057-5 GEISCHEDER, R. Qualitatssicherung bei Sortierund Abpackanlagen mittels „ elektronischer Knolle“. Kartoffelbau, 2006, N. 9/10, s. 447-451. HAMOUZ, K. Základy pěstování konzumních a průmyslových brambor. Praha: Institut výchovy a vzdělávání MZe ČR, 1994. 56 s. ISBN 80–7105–090-3 HRUŠKA, L. a kol. Brambory. 1. vyd. Praha: SZN, 1974. 416 s. KONUPČÍK, L. Stroje pro rostlinou výrobu I. Brno: ES VŠZ, 1983. 204 s JUN, J. Skladování brambor. Praha: SZN, 1983. 233 s. JŮZL, M. Rostlinná výroba III. Brno: MZLU, 2000. 222 s. ISBN 80–7157-446-5 LEPPACK, E. Elektronische Knolle. Kartoffelbau, 1998, N. 7, s. 266-269. MALÝ, P. Použití velkoobjemových palet při sklizni brambor. Mechanizace zemědělství, 2003, č. 9, s. 24-28. PALEČEK,R. Rychle, ale především šetrně sklidit. Mechanizace zemědělství, 2005, č.9, s. 61-62. PASTOREK, Z. a kol. Zemědělská technika dnes a zítra. Martin Sedláček, 2002. 144 s. ISBN 80–902413–4-4 STEHNO, L. Od jednoho po čtyři řádky. Mechanizace zemědělství, 2002, č.9, s.8. TESKL, M. Pěstování rostlin 1. Praha: Credit, 1996. 300 s. ISBN 80–901645–7–9 VOKÁL, B. a kol. Brambory. Praha: Agrospoj, 2000. 245 s. VOKÁL, B. a kol. Pěstujeme brambory. Praha : Grada Publishing, 2003. 103 s. ISBN 80–2470567-2 VOKÁL, B. Technologie pěstování brambor. Praha: Ústav zemědělských a potravinářských informací, 2004. 91 s. ISBN 80–7271–155–5
68
22. Seznam obrázků Obr.č.1. Mechanické rozbíjení natě ............................................................................... 14 Obr.č.2. Sklízeč Grimme GZ 1700 DLS ....................................................................... 24 Obr.č.3. Dvouřádkový sklízeč grimme SE 150 – 60 ..................................................... 25 Obr.č.4. Návěsný sklízeč Dominant 3000 ..................................................................... 26 Obr.č.5. Sklízeč Kverneland UN 2006 .......................................................................... 27 Obr.č.6. Sklízeč AVR Esprit.......................................................................................... 28 Obr.č.7. Spirit 4100........................................................................................................ 28 Obr.č.8. Spirit 8200........................................................................................................ 29 Obr.č.9. Sklízeč Wühlmaus ........................................................................................... 31 Obr.č.10. Dvouřádkový sklízeč Quality Master ............................................................ 33 Obr.č.11. Samojízdný sklízeč SF 1700 GBS ................................................................. 34 Obr.č.12. Samojízdný sklízeč Terra Melix .................................................................... 35 Obr.č.13. Samojízdný sklízeč Dewulf R3000................................................................ 36 Obr.č.14. Samovyprazdňovací vůz pro přepravu brambor............................................ 37 Obr.č.15. Násypky přepravníku pro plnění palet........................................................... 37 Obr.č.16. Tlakové měřící zařízení PMS-60 ................................................................... 46 Obr.č.17. Měřící zařízení IS 100.................................................................................... 47 Obr.č.18. Měřící zařízení PRT 200................................................................................ 48 Obr.č.19. Schéma procesorové desky............................................................................ 49 Obr.č.20. Schéma napájecí a komunikační desky ......................................................... 50 Obr.č.21. Rozmístění součástek na napájecí a komunikační desce ............................... 51 Obr.č.22. Schéma expediční linky ................................................................................. 58 Obr.č.23. Grafické znázornění měření číslo 1 ............................................................... 59 Obr.č.24. Grafické znázornění měření číslo 2 ............................................................... 60 Obr.č.25. Grafické znázornění měření číslo 3 ............................................................... 61 Obr.č.26. Grafické znázornění měření číslo 4 ............................................................... 61 Obr.č.27. Grafické znázornění měření číslo 5 ............................................................... 62 Obr.č.28. Grafické znázornění měření číslo 6 ............................................................... 63 Obr.č.29. Znázornění maximálních hodnot v měrených úsecích .................................. 64
23. Seznam tabulek Tab.č.1. Vybrané hodnoty měřené linky 1...................................................................... 59 Tab.č.2. Vybrané hodnoty měřené linky 2...................................................................... 60 Tab.č.3. Vybrané hodnoty měřené linky 3...................................................................... 60 Tab.č.4. Vybrané hodnoty měřené linky 4...................................................................... 61 Tab.č.5. Vybrané hodnoty měřené linky 5...................................................................... 62 Tab.č.6. Vybrané hodnoty měřené linky 6...................................................................... 62
69
