SZEMES TERMÉNYEK ROPPANTÁSA MURSKA HENGERSZÉKKEL Szakirodalmi adatok szerint a szemes termények optimális tápanyagtartalma kb. 35 % nedvességtartalomnál van. Ennek megfelelően azok akár természetes, akár mesterséges továbbszárítása a tápanyagok elvesztését, vagy azok átalakulását idézi elő. A hagyományos technológiák esetében emellett tetemes szárítási és darálási költségekkel is számolnunk kell. Ezzel szemben a korábbi betakarításnak köszönhetően a felszabaduló termőterületek miatt munkaszervezési előnyökkel, csökkent mértékű rovarkárokkal és időjárási kockázattal, a betakarítás helyszínén történő roppantás miatt pedig minimalizált részműveletekkel, jelentősen csökkenő energiafelhasználással és környezetterheléssel számolhatunk. Mindezek alapján célunk olyan technológiai eljárás és olyan hengerszék-konstrukció alkalmazása volt, mellyel akár a betakarítás, akár a tárolás helyszínén tudunk minőségi végterméket, megfelelő teljesítménnyel és minimális fajlagos energiafelhasználással előállítani. A feltárással párhuzamosan megvalósított szerves-savas kezelés amellett, hogy sterilizálja a terményeket, hosszútávon megakadályozza a baktériumok elszaporodását, valamint irányítja a fermentációt és ezzel párhuzamosan meggátolja a káros utóerjedés folyamatát. A kutatási és fejlesztési téma keretében a 75 kW névleges teljesítményű és átlagosan 540 fordmin-1 fordulatszámmal, az üzemeltető traktor TLT- jén keresztül, mechanikusan meghajtott berendezés (1. ábra), betakarítási tisztaságú és nedvességtartalmú őszi búza, valamint szemes kukorica roppantását végezte el.
1. ábra: Murska 1400 S 2x2 szemroppantó berendezés Fejlesztő vizsgálatainkat mindkét termény esetén különböző nedvességtartalmak, hengerrés- és beadagolónyílás méretek mellett hajtottuk végre, biztosítva ezáltal az átlagos terhelési állapoton kívül, az üzemek megközelítőleg maximális leterhelését is. Ennek megfelelően a 22,7 és 27,8 % nedvességtartalmú őszi búza roppantását 0,6 mm- es hengerrés-, illetve 25 és 30 mm- es beadagolónyílás-méretek, illetve a 26,2
és 36,8 % nedvességtartalmú szemeskukorica feldolgozását, hasonló beadagoló nyílás- és 1,3-2,2 mm- es hengerrés-méretek mellett végeztük el. A teljesítmény- és energetikai vizsgálatok szerint és 25-30 mm-es beadagolónyílásméretek mellett megállapítható volt, hogy őszi búza esetén a megközelítőleg 5 %- al magasabb nedvességtartalom átlagosan 19 %- os teljesítmény-növekedést (1. táblázat) és 11 %-kal kisebb tömegegységre vonatkoztatott energiafelhasználást eredményezett (3. táblázat). A roppantási művelet teljesítménymutatói (őszi búza) 1. táblázat Hengerrés/ Mérés jele etetőnyílás (mm) Nedvességtartalom: 22,7 % Minimum 0,6/25 Maximum 0,6/25 Átlag 0,6/25 Nedvességtartalom: 27,8 % Minimum 0,6/30 Maximum 0,6/30 Átlag 0,6/30
Anyagteljesítmény
(kg)
Töltési alapidő (min)
Alapidejű (th-1)
Produktív (th-1)
8850 5120 6306
26,083 12,967 17,283
20,36 23,69 21,89
15,53 17,27 16,16
6700 8600 7950
16,250 18,883 18,313
24,74 27,33 26,05
18,95 20,18 19,09
Tömeg
A roppantási művelet teljesítménymutatói (szemes kukorica) 2. táblázat Hengerrés/ Mérés jele etetőnyílás (mm) Nedvességtartalom: 26,2 % Minimum 2,2/25 Maximum 2,2/25 Átlag 2,2/25 Nedvességtartalom: 36,8 % Minimum 1,3/30 Maximum 1,3/30 Átlag 1,3/30
Anyagteljesítmény
(kg)
Töltési alapidő (min)
Alapidejű (th-1)
Produktív (th-1)
3700 4900 4108
8,083 9,650 8,443
27,46 30,47 29,19
25,08 28,45 27,03
5650 5260 4292
715 608 523,8
28,45 31,14 29,50
21,92 25,52 23,27
Tömeg
Szemeskukorica esetében és hasonló beadagolónyílás-méretek mellett, az alacsonyabb nedvességtartalmú anyagnál alkalmazott nagyobb hengerrés-méret hatására, elértük a nedvesebb anyagra vonatkozó teljesítményt (2. táblázat). A
művelet természetesen megnövekedett energiafelhasználással (tömegegységre vonatkoztatva 29 %-kos többlet) valósult meg (4. táblázat). A roppantási művelet alapidőre vonatkoztatott energetikai mutatói (őszi búza) 3. táblázat Mérés jele
Hajtóanyagfogyasztás (cm3)
Nedvességtartalom: 22,7 % Minimum 5738 Maximum 3352 Átlag 4130,2 Nedvességtartalom: 27,8 % Minimum 3122 Maximum 4301 Átlag 4692,4
Fajlagos hajtóanyagfogyasztás
Fajlagos energiafelhasználás
(lh-1)
(kgt-1)
(MJh-1)
(MJt-1)
13,20 15,51 14,34
0,5046 0,5682 0,5502
464,21 545,49 504,26
21,13 23,79 23,03
14,73 15,88 15,37
0,4601 0,5392 0,4958
518,05 558,51 540,68
19,26 22,58 20,76
A roppantási művelet alapidőre vonatkoztatott energetikai mutatói (szemeskukorica) 4. táblázat Mérés jele
Hajtóanyagfogyasztás (cm3)
Nedvességtartalom: 26,2 % Minimum 2407 Maximum 3020 Átlag 2576 Nedvességtartalom: 36,8 % Minimum 2707 Maximum 1691 Átlag 2085,4
Fajlagos hajtóanyagfogyasztás
Fajlagos energiafelhasználás
(lh-1)
(kgt-1)
(MJh-1)
(MJt-1)
17,58 18,78 18,31
0,4919 0,5689 0,5267
618,15 660,38 643,79
20,60 23,82 22,05
13,63 15,03 14,33
0,3943 0,4304 0,4081
479,34 528,63 504,07
16,51 18,02 17,09
A munkaminőségi vizsgálatok figyelembevételével megállapítható volt, hogy őszi búza esetében a szárazabb termény roppantása kisebb átlagos szemcseméretet és a finomabb frakciók megnövekedésének hatására, kisebb egyenetlenségi tényezőt eredményezett (2. ábra). Szemeskukorica esetében a szárazabb terménynél, teljesítménynövelés céljából alkalmazott, mintegy 70 %- al nagyobb hengerrés-méretet alkalmaztunk. Ennek köszönhetően, nagyobb átlagos szemcseméret és egyenetlenségi tényező született. A
2,2 mm- es hengerrés méretének további növelését természetesen a mintákban az ép egész szemek megjelenése fogja behatárolni (3. ábra). ROPPANTOTT ŐSZI BÚZA HALMOZOTT SZEMCSEELOSZLÁSA
Tömegarány (%)
100 90 80 Hengerszék: MURSKA 1400 S2x2 Résméret: 0,6 mm Átl. nedvességtartalom: 27,8% Átl. szemcseméret: d50=3,14 mm Egyenetlenségi mutató: U=1,60
70 60 50 40 30 20 10 0 0,10
0,20
0,63
1,00
1,60
2,00
2,50
3,15
4,00
Szemcseméret (mm)
2. ábra: Roppantott őszi búza szemcseeloszlása
ROPPANTOTT SZEMESKUKORICA HALMOZOTT SZEMCSEELOSZLÁSA 100 90 Tömegarány (%)
80 Hengerszék: MURSKA 1400 S2x2 Résméret: 1,3 mm Átl. nedvességtartalom: 36,8 % Átl. szemcseméret: d50=3,86 mm Egyenetlenségi tényező: U= 1,68
70 60 50 40 30 20 10 0 0,10
0,20
0,63
1,00
1,60
2,00
2,50
3,15
4,00
6,30
Szemcseméret (mm)
2. ábra: Roppantott őszi búza szemcseeloszlása Az üzemelési tapasztalatok alapján megállapítható volt, hogy a könnyebben roppantható nedvesebb szemes termények hasonló henger-résméretek esetén nagyobb etetőnyílás méretet engedtek meg. Megállapítható volt továbbá, hogy ha a tartósítási és tárolási technológiában üzemelő egyéb berendezések (pl. silófólia-töltő présberendezések) aprító hatását is figyelembe vesszük, akkor nagyobb résméretet is megengedhetünk. Ez teljesítménynövekedéssel és csökkenő fajlagos energiafelhasználással járhat. Mindkét terményféleség esetében megállapítható volt, hogy a végtermék az állatélettani szempontoknak is eleget tett.
A fejlesztő vizsgálatok bizonyították, hogy a gyártó által megadott anyagteljesítmények, 60-80 kW teljesítményű traktorokkal 540 fordmin-1, vagy annál alacsonyabb meghajtó fordulatszámon biztosíthatók. Az alacsonyabb TLT fordulatszámokhoz tartozó teljesítmény- és energiafelhasználási viszonyok, roppantott végtermékekre vonatkozó hatásának kimutatásához, további vizsgálatok szükségesek. Summary CRUNCHING OF GRAIN KERNELS WITH MURSKA GRINDER According to literature the optimal nutrient content of corn kernels is to be found about 35% moisture content. Therefore additional natural even artificial drying may cause nutrient loss or transformation. Moreover considerable high drying as well as grinding cost has to be calculated in case of conventional technology. Contrary to these facts early harvest has the advantage of logistic, reduced insect damages and weather hazard because of disengaged fields, and minimized operation steps, reduced energy consumption and reduced environmental load because of on-field grinding operation. On the basis of the above mentioned facts we aimed to apply a technology and grinder design being able to produce high quality end-product with appropriate performance and minimal specific energy consumption in case of onfield operation as well as on-storage (near the storage place) operation. Parallel made digestion and organic-acid treatment sterilizes the product as well as it prevents in long term the proliferation of germs and controls the fermentation and blocks the harmful post-fermentation process. According to the performance- and energetic analyses in case of winter wheat and by 25-30 mm feeder slot it was stated, that the on the average 5% higher moisture content resulted 19% average performance increase and 11% lower specific energy consumption regarding to the mass unit. In case of corn kernels and similar feeder slot the performance of grinding of materials with higher moisture content was reached even by grinding of low moisture content material with wider roller gap. Process was realized of course with higher energy consumption (29% increase regarding to mass unit). On the basis of work quality it was stated, that grinding of dry product resulted smaller average grain size, furthermore increase of volume of finer fractions resulted lower irregularity factor. In case of dry corn kernels roller gap was raised with 70% to reach higher performance, which resulted bigger average grain size and irregularity factor. Additional increase of 2.2 mm roller gap will be limited certainly by appearing of whole kernels. On the basis of operation observations it was stated, that in case of easier-to-grind high moist grain kernels wider feeder slot may be used by similar roller gap. Moreover taking into consideration of grinding effect of other equipments operate in storage and conservation technology (e.g. silo foil filling compactors), wider gap size may be allowed. It may result performance increase and specific energy
consumption decrease. In case of both sort of product it was established, that endproducts correspond to requirements of animal physiological aspects, as well. Research analyses proved that material performance given by the manufacturer may be reached by a 60-80 kW performance tractor and 540 rpm or less. But there is the need to make more research in case of determination of effect of performance- and energetic relationship on grinded end-product by lower PTO rpm. A kutatási téma felelőse: Dr. Bellus Zoltán-Csatár Attila
