Mezőgazdasági gépek

Az elmúlt évtizedektől kezdve a terményszárító-tároló technológiák különböző fejlesztéseken mentek keresztül, úgymint az energiafelhasználás csökkentése, a szénhidrogén energiahordozók kiváltása, a szárítási folyamat automatizálása, a szárított termény minőségi értékmérőjének magasabb szinten tartása, és a környezetvédelmi követelmények kielégítése.

Sajnos ennek ellenére a hazai szárítógéppark – elsősorban a kisüzemű – nagyrésze továbbra is korszerűtlen technikai színvonalú, magas energiafelhasználású, ugyanakkor a környezetet szennyező berendezésekből áll.

Mindezek tudatában 2016 és 2018 között a szárítótelepi technológiák korszerűsítése érdekében pályázati lehetőség nyílik meg. A mezőgazdasági termelést végzők 19,7 milliárd forintos keretösszegből pályázhatnak kisméretű terményszárító, terménytároló és tisztító korszerűsítésére. A vidékfejlesztési program szerint a pályázatkiíró az alábbi célokat kívánja megvalósítani a terményszárító-telepek fejlesztése érdekében:

• Új terménytárolók építése vagy a meglévő bővítése maximum 5000 tonna befogadóképességig.
• Szemestermény-szárítók (maximum 12 t/h vízelvonó teljesítménnyel, 10 %-os vízelvonást figyelembe véve), és magtisztítók (60 t/h névleges kapacitásig) létesítése.
• Egyéb kiszolgáló berendezések beszerzése, pl. tranzittároló, előtároló, anyagmozgatók, porleválasztó, mérleg, stb.
• A meglévő létesítmények energiahatékonyságának javítása, megújuló technológiák beszerzése, valamint a kapcsolódó technológia és infrastruktúra felújítása, korszerűsítése.

A jelen cikk a fenti pályázati célokkal összehangban megcélozza röviden bemutatni azokat a létesítményeket, berendezéseket és információs eszközöket, melyek nélkülözhetetlenek a mai modern, korszerű, energiatakarékos kisüzemű szárítótelepek üzemeltetéséhez. Mindez az alábbiakra tagozódik:

• terménytisztítók,
• terménytárolók,
• terményszárítók és
• kiegészítő berendezések (pl. szakaszos és folyamatos anyagmozgatók).

1. Terménytisztítók

A mezőgazdaságban termesztett növények termésének tárolhatóságát, felhasználhatóságát nagymértékben befolyásolja azok homogenitása, tisztasági foka, és szemestermények esetében a nedvességtartalma.

A szemestermények közül az idegen anyag kiválasztás folyamatának egy részét a betakarítógép végzi. A magas fokú elválasztás és jó minőségű munka elsősorban a stabil, speciális tisztító, osztályozógépektől várható.

A magkeverék összetevők egyes fizikai tulajdonságai szerint történő szétválasztási eljárások önmagukban nem alkalmasak megfelelő tisztasági fokú kereskedelmi áru vagy agrotechnikailag kifogástalan vetőmag előállítására. Az agrotechnikai követelményeknek megfelelő vetőmagot egy menetben csak összetett (kombinált) magtisztító gépeken nyerhetünk.

A szárítótelepeken a magtisztítási-osztályozási feladatot rendszerint több lépcsőben végezzük. A lépcsők általában a szárítás műveletétől függően időben elválnak. Mindezek szerint elő- és, utótisztításról beszélhetünk. Az előtisztítás egyrészt a betakarított terményből a szennyező anyagok (pl. törek, pelyva, gyommag, homok) eltávolítására irányul, ezáltal a szárítási kapacitás növelhető. Másrészt feldolgozáskor az utótisztító gépek maximális kihasználását és a jobb munkaminőséget biztosítja.

Az utótisztítás célja a főtermény kinyerése a megkeverékből. Az utántisztításra olyan esetben kerül sor, amikor az előtisztítás nem ad megfelelő eredményt, illetve a termény károsodik a szárítás folyamata alatt (pl. szemtörés).

Minden betakarított szemes terménynél szükséges az előtisztítás. Az előtisztításhoz általában rosta-széltisztító kombinációból álló összetett magtisztító gépeket használunk. Ezeknél lengő vagy vibrációs síkrosták, hengeres vagy kúpos forgó rosták, illetve drótszövet rosták találhatók, de előfordul más elven működő berendezés is. A széltisztítás esetében a szívó vagy a szívó-nyomó rendszer a preferált.

A korszerű betakarítógépek és a szárítók nagy teljesítményű (30-50 t/h) előtisztító gépeket igényelnek, ugyanakkor alkalmasnak kell lenniük a nagyobb nedvességtartalmú termény kezelésére is (1. ábra).

1. ábra. Kombinált megtisztító

(Forrás: saját felvétel)

A síkrosta-széltisztító kombinációt szívó rendszerű elő- és utószéltisztítóval és a nagyobb teljesítmény érdekében két párhuzamos üzemű rostaszekrénnyel látják el.

Ezen kívül van olyan összetett előtisztító gép, amely hengerrostákkal és szívó rendszerű utószéltisztítóval rendelkezik. A tisztítandó termény forgó elosztón keresztül jut a hengerrosták belsejébe. A négy pár hengerrosta bolygó mozgással forog. A központi tengely és a saját tengelyük körül is forognak. A nagyobb frakciót a belső rosták, az apró és porszerű szennyeződéseket a külső rosták választják el. A megtisztított termény az ellenáramú széltisztítóba kerül, ahol a magnál könnyebb részek eltávolítása történik. A kis nyílásméretű rosták tisztítását kefehengerek végzik. A tisztító teljesítménye 30-35 %-os nedvességtartalmú kukoricánál 40-60 t/h, 20 %-os nedvességtartalmú búzánál 70 t/h is lehet.

A hengeres és kúpos rostafelületű, szívó rendszerű utószéltisztítóval működő berendezéseket is meg kell említeni. Teljesítményük gabonafélék előtisztításánál megközelíti a 40 t/h-t. A hengeres külső rosta felülete 6,5 m², és az apró szennyeződéseket is kiválasztja. A belső kúpos rosta 4,1 m²-es felületű, és a magnál nagyobb rögfrakciókat távolítja el, természetesen a pontos szétválasztás kritériuma a fordulatszám megválasztása, ennek értéke jelen esetben kb. 22 1/min. A tisztító szívó légáram létrehozása és a kiválasztott szennyeződések pneumatikus úton történő elszállítása egyetlen ventilátorral is elégséges.

A vetőmag nagyigényű tisztasági és osztályozottsági követelményeit csak a többféle elv szerint dolgozó utótisztítókkal, illetve több berendezés sorba kapcsolásával létrehozott feldolgozó gépsorral lehet biztosítani.

Alapesetben itt is a rosta-széltisztító kombinációt használhatjuk. Az alkalmazott nagy felületű, kis lejtésű síkrosták következtében és a kiváló tisztítás érdekében az utótisztítás során hosszabb utat tesz meg a mag, mint az előtisztításnál. Emiatt az utótisztítók teljesítménye jóval kisebb kb. 1,5-7 t/h. A két rostaszekrényes gépekkel a tisztítás mellett, egy menetben a magátmérő vagy magvastagság szerinti osztályozást is el lehet végezni. Az egy rostaszekrényes gépekből 2 darabot lehet sorba kapcsolva üzemeltetni. Ha vetőmagtisztítás történik, akkor a vonalba be kell építeni a hosszúság szerinti válogatás érdekében hengeres triőrt (törtszemek, kerek gyommagvak, a terménynél kisebb méretű anyagok kiválasztása). A triőr része lehet a kombinált magtisztító gépnek, de elhelyezhető külön triőrblokként is. Ezen túlmenően a gépsorban – a vetőmagfajtától függően – szükség lehet magszeparátorra, mágneses magtisztítóra (a magvak felületi érdessége szerint osztályoz) is.

Porleválasztó szerkezetek

A tisztításra felhasznált levegőáramot a szelelőrendszer végén elhelyezett porleválasztók tisztítják meg a portól (2. ábra).

A magtisztító gépeken alkalmazott porleválasztó szerkezetek működési elvük szerint lehetnek:

1. A centrifugális erő felhasználásával működő porleválasztók (ciklonok).
2. Ütköztetéses porleválasztók, pl. zsalus.
3. Szűrő típusú leválasztók.

A ciklon alul kúpos végződésű hengeres tartály. A kúp alján található a porleeresztő nyílás. A poros levegő a henger felső részén tangenciálisan elhelyezett bevezetőcsövön át jut a ciklonba. Benne perdületet kap, és körpályára kényszerül. A levegőben lévő porszemcsék a centrifugális erő hatására a henger falán kiválnak. A perdület nyomán a szemcsék a sima henger belső falán csavarvonalban lefelé mozognak és útjukat egyre kisebb keringési sugáron a hengerhez csatlakozó kúpos tölcsérben folytatják. A szemcsék a tölcsér végéhez csatlakozó porgyűjtő tartályba hullnak. A tisztított levegő a ciklon hengeres részébe nyúló csövön keresztül távozik. A ciklonba lépő levegő sebessége 12-20 m/s közötti. A ciklonokat egyenként vagy párhuzamosan (multiciklon) kapcsolva használhatjuk a szárítótelepi technológiában (2. ábra).

2. ábra. Porleválasztó ciklon és a tartályos porgyűjtés

(Forrás: saját felvétel)

A zsalus leválasztó a jól pergő, főként durva szemcséket tartalmazó por leválasztására alkalmas. Benne a viszonylag nagy sebességgel áramló levegő-por keveréket az áramlási irányra ferdén álló zsaluk keskeny rétegre bontják, miközben olyan irányváltozás következik be, amelyet a porszemcsék nem tudnak követni. Az egyik zsaluelemről a másikra hullnak, míg végül a leválasztó végén a teljes levegőmennyiség kis hányadával egy mellékáramú, kis méretű leválasztóba távoznak. A portól megtisztított levegő a főáram elvezetőcsövén keresztül hagyja el a leválasztót. A berendezés szerkezete egyszerű, ezért viszonylag olcsó technológia. Hátrányuk viszont, hogy a nagy levegő sebesség miatt gyorsan kopnak (A levegő belépési sebessége 15-25 m/s). A zsalus porleválasztók keresztmetszete általában kör vagy négyszög.

A szűrőkkel történő poros levegő tisztítása azon alapszik, hogy a szennyezett levegőt olyan szűrőrétegen vezetik át, amely a levegőt átereszti, a szennyező anyagot azonban visszatartja. Ezekre a leválasztókra jellemző, hogy ellenállásuk üzem közben – a szűrő felületén felhalmozódó szennyeződés miatt – nő, ami bizonyos határokon belül a leválasztási hatásfok növekedésével jár. Az ellenállásnak üzem közbeni növekedése miatt a szűrő típusú leválasztók gyakori tisztításra szorulnak. Ezért csak kis porterheléshez használatosak. A felépítésüket tekintve a porszűrő egy perforált lemezből (esetleg textil) készült henger. A rajta lévő nyílások kör keresztmetszetűek, az átmérőjük 1-1,5 mm. A henger alul tölcsérben végződik. Az aljába épített retesz a kiválasztott por kiengedésére szolgál. A szűrőbe áramló levegő sebességét nem célszerű 8 m/s-nál kisebbre választani.

2. Terménytárolók

A szemestermény-tároló berendezéseket az építési módjuk szerint az alábbiak szerint csoportosíthatjuk:

- tároló torony (vertikális tároló) és

- tároló szín (horizontális tároló).

Vertikális tárolók

A függőleges tárolók anyaga általában fém vagy vasbeton. Keresztmetszetük kör alakú (átmérője: 6-15 m), a magassága (max. 25 m) meghaladja az átmérőjük másfélszeresét. A fémtároló palástja sima vagy hullámosított acéllemez táblákból vagy sajtolt lemezből csavarozott összeerősítéssel készül. A torony belső felületét festhetik, esetleg műanyag védőréteggel is bevonható. A fémsiló készülhet lapos vagy kúpos fenékmegoldással is. Oldalmerevítőkkel látják el a silótornyok külső részét, általában ezeket átfedéssel illesztik egymáshoz. A tetőpanelen vagy a közelében szellőzők vannak. A vasbetonból épült tárolók kúpos fenékkel készülnek és ily módon biztosítható a gravitációs kiürítésük. Készültek olyan tornyok is, amelyeknek sík aljuk van, ezért oldalsó vagy alsó kiürítő nyílásuk van. Egyébként kedvezőbb az alsó kiürítő nyílás alkalmazása, ugyanis a torony alá benyúló anyagmozgatóval a kiürítés tökéletesebben elvégezhető.

A toronytárolók elhelyezkedésére jellemző, hogy lehet soros, párhuzamos, vagy körkörös. A leggyakoribb a 4-8 db, egyénenként 350-3000 tonna befogadóképességű tornyokból kialakított, közel 4-30.000 tonna kapacitású telep (3. ábra).

3. ábra. Oszlopos terménytároló párhuzamos elrendezésben

(Forrás: saját felvétel)

A talajszint alá süllyesztett fogadógaratból általában serleges elevátor továbbítja a terményt a tornyok fölé, majd egy központi gyűjtőpontról kerül a gabona a kijelölt cellába. Szükség esetén a torony feletti elosztást láncos szállító végzi (párhuzamos és soros esetében). A termény kitárolása a sík fenékkel készült fémtornyok esetében a padozat alatt található szállítócsigával lehetséges.

Horizontális tárolók

A horizontális tárolók egyszintes sátortetős építmények, melyek könnyű acélszerkezetes vagy vasbeton kivitelben készülnek, teherbíró oldalfalakkal. A betárolt gabonaréteg vastagsága 2-5 m, a befogadóképessége eléri az 5000 tonnát. Bár a befogadóképesség nagyon eltérő, mert az épület fesztávolsága 10-24 m-t, hosszúságuk 30-80 m-t, a legnagyobb magasságuk 6-10 m-t is elérheti (4. ábra).

4. ábra. Sátortetős tároló létesítmény

(Forrás: saját felvétel)

A gabona betárolása többféleképpen is történhet. Gyakran előforduló betárolási módszer, hogy a tárolón kívül elhelyezett garatba üríti a gabonát a billenőplatós jármű. A garatból serleges elevátorok segítségével a tároló födémje alá szerelt vízszintes elhelyezésű rédlerre, csigára vagy szállítószalagra kerül a gabona. Ha a telepen szárítóberendezés is található, akkor a termény surrantón keresztül is juthat közvetlenül a tárolóba. Gyakori az a megoldás is, hogy folyamatos mobil kivitelű anyagmozgatóval vagy szakaszos rakodógéppel töltik fel a vízszintes tárolót.

A kitárolás mobil szállítóberendezésekkel, rakodógéppel (szemtörés veszélye fennáll) vagy a padozatba épített szellőztető-kitároló csatornákon át végezhető el. A szellőztető-kitároló csatornák esetében a légcsatornák között lévő tolózár felhúzásával végzik a kitárolást. A főcsatornába beömlő gabonát a csatorna alján található rédler kiszállítja. A gabonának kb. fele távozhat így gravitációs úton, a maradékot – amikor a beömlő nyílások szabaddá vállnak – a szellőztető mellékcsatornákból kiáramló légárammal söpretik a rédlerhez. Az elszállítás a kaparó berendezéshez kapcsolódó felhordóval és a mellé álló szállítójárművel kivitelezhető.

A tárolók kiegészítő berendezései

Szellőztető rendszer

A szemes termény minőségének megőrzése érdekében a toronytárolóknál terményforgatást és szellőztetést alkalmazhatunk. A forgatáshoz egy tornyot üresen kell hagyni. A forgatás összekapcsolható a torony fertőtlenítésével is. Ilyen alkalmakkor az alsó, illetve felső anyagmozgató eszközökkel, valamint a felhordóval a gabonát az egyik cellából a másikba szállítjuk. Ezért a tornyok közötti folyamatos szállítóberendezéseknek minden cellával zavartalan összeköttetést kell biztosítaniuk.

A környezeti levegővel végzett állagmegóvás jellegzetes példája a ventilátorból álló szellőztető rendszer (5. ábra).

5. ábra. Radiális ventilátor silótorony szellőztetésére

(Forrás: saját felvétel)

Néhány kivitelezésre került tárolónál megfigyelhető, hogy mobil ventilátorokat (többlépcsős szellőztetés) alkalmaznak, ezáltal a költségek csökkentését érték el. A silótornyok esetében a kis alapterület és a nagy halommagasság miatt a csatornarendszer kiválóan alkalmazható. Mindemellett a csatorna a gravitációs kitárolást sem akadályozza. A tárolóba alulról bevezetett levegő (lehet hideg, akkor hűtésről beszélünk) a torony függőleges szimmetriatengelyében elhelyezett perforált falú kürtő segítségével szellőztet. Ezen oldalirányban jut a levegő a gabonahalmazba, majd áthaladva rajta részben a torony tetején, részben a silópaláston kialakított nyílásokon távozik.

A csarnoktárolóban tárolt szemes terményt is időnként szellőztetni kell. Erre a célra szolgálnak a különböző átrakó-berendezések (pl. a gabonainas), amelyek folyamatos vagy szakaszos előre mozgás közben végzik az átforgatást. A terményhalmazba helyezve a csiga adottságából kifolyólag az alsó meleg réteget a gabonahalmaz felső részébe szállítja, ily módon hűl le a felmelegedett termény. A gabonaréteg átrakása ezekkel a gépekkel csak kis teljesítménnyel végezhető, ezért nagyon időigényes a folyamat. A szellőztetéssel járó átrakás és kitárolás megkönnyítésére a vízszintes terménytárolókban szellőztetőrendszert építenek be.

Háromféle padozatos szellőztetőrendszert ismertetnénk, melyeket a vízszintes tárolóknál alkalmaznak:

• a padlószint fölött elhelyezett telepíthető csatornarendszer,
• a padlószint alá telepített csatornarendszer, ami csak erre a célra készült épületekben helyezhető el. Ezek nagy előnye, hogy a padló szintjével egyező síkban lévő csatornafedő lemezek nem akadályozzák a járművek és a gépi felszedők mozgását vagy az esetleg szükséges gyalogmunkát,
• az önürítő-szellőztető csatornarendszer, amely a szellőztetésen kívül a légáram segítségével az ürítést is elvégzi.

Hőmérséklet-, nedvesség-, és páratartalom mérőberendezés

A tárolás időtartama olyan fizikai jellemzőktől függ, mint a termény hőmérséklete és nedvességtartalma. Ezért a gabonahalmaz nedvességtartalmát és hőmérsékletét folyamatosan ellenőrizni kell. Általában erre a kézi műszerek, pl. gyorsnedvesség-mérő, higanyos hőmérő alkalmasak. A silók esetében a beépített hőmérsékletmérők a jellemzőek, ez azt jelenti, hogy a siló paramétereitől függően (hossz és átmérő) egy vagy több mérőszárra kb. 5 db hőmérsékletmérőt raknak.

A termény fizikai jellemzőinek mérésén túl a környezeti levegő hőmérsékletének és a relatív páratartalmának mérésére is sort kell keríteni. Ez nagymértékben segít, hogy az esetleges felmelegedést azonnal felismerjük. Ma már léteznek olyan rendszerek, hogy a tárolótérben elhelyezett műszerek, szenzorok (hőmérséklet-, páratartalom-mérők) jeleit fogadja és feldolgozza egy központi vezérlő, és a határérték túllépését követően a szellőztető ventilátort indítja, illetve leállítja.

Dr. Antal Tamás

Nyíregyházi Egyetem