Zbiór i suszenie nasion Rodzaje upraw nasiennych

Transkrypt

1 Zbiór i suszenie nasion Rodzaje upraw nasiennych zboża dostarczają ponad 50% żywności w skali światowej, w Polsce ich powierzchnia uprawy wynosi 7,5 mln. ha, w tym ponad 600 tys. ha stanowi uprawa kukurydzy na ziarno rośliny przemysłowe - to głównie rośliny oleiste: rzepak, rzepik, gorczyca i słonecznik, w Polsce uprawiane na areale ponad 1 mln. ha, z czego 920 tys. ha to uprawa rzepaku i rzepiku rośliny strączkowe posiadają nasiona bogate w białko (zawierają ponad 20% białka), mogą być przeznaczone na cele przemysłowe, konsumpcyjne, nasienne i pastewne 2 1

2 Dojrzałość i wilgotność ziarna zbóż Dojrzałość ziarna dojrzałość mleczna - trwa ok. 4 dni, wilgotność ziarna wynosi ok. 50% dojrzałość woskowa - trwa ok. 7 dni, wilgotność ziarna wynosi ok % dojrzałość rogowa - trwa ok. 3 dni, wilgotność ziarna wynosi ok. 18% dojrzałość zupełna - trwa ok. 4 dni, wilgotność ziarna wynosi ok. 13% 3 Zbiór kombajnowy Zakresem procesu technologicznego kombajnowego zbioru nasion objęte są trzy operacje technologiczne: koszenie, omłot, zwózka i magazynowanie nasion, obróbka magazynowa i odstawa nasion, zbiór, zwózka i magazynowanie słomy. 4 2

3 Uwarunkowania efektywnego zbioru kombajnowego nasion Decydujące znaczenie posiada właściwy i możliwie krótki czas wykonania zbioru, przy możliwie najmniejszych stratach plonu. Przede wszystkim jest to jednak uwarunkowane właściwą wilgotnością nasion. 5 Uwarunkowania odbioru ziarna większość użytkowanych obecnie kombajnów zbożowych jest przystosowana do gromadzenia ziarna w zbiorniku luzem i opróżniania zbiornika w ruchu, na jadący obok środek transportowy opróżnianie zbiornika może być także wykonywane w określonych miejscach pola, na odpowiednio rozstawione przyczepy, podczas postoju kombajnu liczba środków przewozowych powinna być tak dobrana, aby zapewniła ciągłą pracę kombajnu lub do minimum ograniczyła jego straty 6 3

4 Uwarunkowania magazynowania ziarna zwykle ze względów energetycznych ziarno jest najpierw wstępnie czyszczone, następnie suszone przy szczególnie wilgotnym materiale czyszczenie wstępne musimy poprzedzić suszeniem, gdyż zebrane z pola ziarno nie posiada pożądanych cech przemiałowych i nasiennych, które uzyskujemy dopiero w trakcie procesu przechowywania dla prawidłowego przebiegu procesu przechowywania konieczne jest szybkie wysuszenie i schłodzenie nasion, a następnie kilkukrotne przewietrzanie 7 Uwarunkowania magazynowania ziarna technologia kombajnowego zbioru nasion wymaga przyjmowania do magazynu materiału nie w pełni wysuszonego i w różnym stopniu zanieczyszczonego, dlatego w magazynach powinny być urządzenia zapewniające: przyjęcie i obróbkę ziarna wilgotnego znacznie zanieczyszczonego (wialnia suszarnia czyszczalnia silosy), przyjęcie i obróbkę ziarna wilgotnego nieznacznie zanieczyszczonego (suszarnia czyszczalnia silosy), przyjęcie i obróbkę ziarna suchego znacznie zanieczyszczonego (wialnia czyszczalnia silosy), przyjęcie i obróbkę ziarna suchego nieznacznie zanieczyszczonego (wialnia silosy). 8 4

5 Uwarunkowania zbioru słomy po zbiorze kombajnowym rozdrobniona i równomiernie rozrzucona na polu słoma może być przyorana słoma przeznaczona do zbioru zostaje ułożona na polu w luźnych wałkach, co znacznie ułatwia jej zbiór słoma może być zbierana luzem w całości lub w formie sieczki, a także sprasowana w formie bel prostopadłościennych mało lub wielkogabarytowych ewentualnie bel cylindrycznych 9 Uwarunkowania zbioru ziarna kukurydzy W Polsce zbiór kukurydzy w pełnej dojrzałości ziarna przypada w końcu września i w październiku, a wilgotność ziarna w momencie zbioru wynosi nawet 30 40%. Zbiór przeprowadza się ręcznie lub maszynami wyposażonymi w zespół żniwny obrywający kolby. Kolby muszą być poddane selekcji, a ziarno kalibracji. 10 5

6 Technologie zbioru ziarna kukurydzy ręczny zbiór kolb kukurydzy zbiór wieloetapowy z wykorzystaniem zbieraczy kolb jednoetapowy zbiór kombajnowy kombajnami zbożowymi i specjalnymi 11 Zespoły zbieraczy kolb zespół obrywający kolby - posiada łańcuchy nagarniające rośliny oraz wałki o odpowiednio wyprofilowanych powierzchniach, które obracając się przeciwbieżnie wciągają rośliny i obrywają z nich kolby zespół odkoszulkowujący - w postaci stołu utworzonego przez umieszczone na przemian wałki stalowe i gumowe, obracające się przeciwbieżnie, nad którymi umocowane są gwiazdy dociskające kolby 12 6

7 Technologie zbioru kukurydzy Względy ekonomiczne przemawiają za użytkowaniem w Polsce kombajnów zbożowych przystosowanych do zbioru kukurydzy. Umożliwiają one zbiór ziarna kukurydzy o wilgotności wynoszącej do 40%. Przy wilgotności sięgającej 50% ilość ziarna uszkodzonego wzrasta do 50%. W zależności od przeznaczenia ziarna kukurydzy w Polsce przeprowadzamy: zbiór materiału siewnego zbiór kolb, które są następnie suszone i młócone na maszynach stacjonarnych zbiór ziarna paszowego zbiór wymłóconego ziarna i w dalszej kolejności jego dosuszane 13 Kombajny do zbioru kukurydzy 14 7

8 Hedery kombajnów do zbioru kukurydzy 15 Hedery kombajnów do zbioru kukurydzy Sekcję tnącą i rozdrabniającą stanowi jeden rotor z plastikowymi segmentami, na którym zamontowane są specjalnie utwardzone grzebienie tnące. Obracając się z dużą prędkością wciągają łodygę, a następnie przecierają przez zamocowane na stalnicy noże, kształtem przypominające literę U. Zerwane z łodygi kolby są zabierane przez łańcuch zgarniający i kierowane do przenośnika ślimakowo-grzebieniowego lub palcowego. Model PCA 16 8

9 Hedery kombajnów do zbioru kukurydzy Sekcja rozdrabniająca składa się z trzech rotorów - 2 wciągających i łamiących łodygę oraz 1 tnącego. Rotor tnący wyposażony jest w 15 noży tarczowych, co umożliwia intensywne rozdrobnienie łodyg kukurydzy. Przystawka do zbioru kukurydzy z horyzontalnie umieszczonym rozdrabniaczem słomy. Centralny element stanowią dwa równolegle współpracujące rotory wyposażone w listwy tnące, co zapewnia równomierne, krótko ścięte ściernisko. 17 Omłot kolb omłot wysuszonych kolb może być wykonany łuszczarkami lub młocarniami do kukurydzy, w których zespołami młócącymi są stożkowe zespoły odziarniające młocarnia dodatkowo wyposażona jest m.in. we własny zbiornik, z którego kolby podawane są samoczynnie do zespołu odziarniającego 18 9

10 Kombajny zbożowe 19 Wymagania stawiane kombajnom zbożowym możliwość zbioru zbóż suchych i wilgotnych, stojących i wyległych oraz zachwaszczonych (suche 13-18%) możliwe najmniejsze straty ziarna - straty zespołu żniwnego <0,5%, straty młocarni <1,5% czystość zebranego ziarna >97% poprawna praca na terenach o pochyłościach do 10% i możliwość pracy na pochyłościach do 18% możliwość dostosowania do zbioru innych roślin prosta i łatwa obsługa i regulacje spełniające wymogi ergonomii duża niezawodność użytkowa, łatwość napraw i wymiany części 20 10

11 Przeznaczenie i ogólna budowa kombajnu zbożowego przeznaczony do jednofazowego zbioru nasion, gdyż wykonuje jedną złożoną czynność technologiczną obejmującą czynności: ścięcie lub zebranie roślin wydzielenie nasion (omłot) oczyszczenie i gromadzenie nasion w zbiorniku składa się z dwu zasadniczych zespołów: zespołu żniwnego (nazwa angielska - heder) samojezdnej młocarni złożonej 21 Schemat technologiczny kombajnu zbożowego 22 11

12 Korzyści i mankamenty stosowania kombajnu zbożowego w porównaniu do zbioru wieloetapowego ogromna oszczędność robocizny w sprzyjających warunkach bardzo niskie, nie przekraczające 2% straty plonu głównego wysoka wydajność pracy duże tempo prac żniwnych w naszych warunkach klimatycznych występująca bardzo często potrzeba dosuszania nasion w suszarniach krótki, wyznaczony dojrzałością roślin okres wykorzystania kombajnów duże koszty zakupu kombajnów pozostawienie na polu, a czasami nawet utrata plonu słomy 23 Straty miejscowe Tendencje w budowie kombajnów uniwersalność zwiększenie przepustowości kombajnu automatyzacja sterowania i kontroli poziomowanie zespołów roboczych kombajnu 24 12

13 Hedery do zbioru rzepaku i słonecznika 25 Hedery składane 26 13

14 Przepustowość kombajnu 1. Podstawowy parametr techniczny decydujący o wydajności kombajnów zbożowych. Zależy od przepustowości zespołu młócącego i wytrząsacza młocarni. 2. Oznacza maksymalną wielkość masy roślinnej, jaką mogą przerobić zespoły robocze maszyny w jednostce czasu, z zachowaniem wymaganych parametrów jakości. 3. Wyznaczana zwykle w [kg/s], przy zachowaniu strat ogólnych dla zbóż poniżej 2,5%, ilości ziarna uszkodzonego poniżej 2% i czystości ziarna w zbiorniku powyżej 97%. 27 Zespół młócący klasyczny Klepisko opasuje bęben na pewnym odcinku jego obwodu, najczęściej przekraczającym 110 o. Prędkość obwodowa listew bębna: zboża m/s, strączkowe m/s, kukurydza m/s. Klasyczny zespół młócący pozwala 28 na osiągnięcie przepustowości do 12 kg/s. 14

15 Wytrząsacze klawiszowe Ścianki boczne od góry są wycięte i tworzą grzebienie, uniemożliwiające powrotne zsuwanie się masy zbożowej. Klawisz ma postać rynny. Górną powierzchnię stanowią umieszczone kaskadowo sita szczelinowe. 29 Kąt opasania bębna zębatego przez klepisko jest o ok. 30 o mniejszy i o 15-30% mniejsza jest jego prędkość obrotowa: bęben cepowy obr/min - powoduje intensywne wytrącanie ziarna, bęben zębaty obr/min powoduje intensywne wycieranie ziarna. Zespół młócący dwubębnowy Zastosowanie drugiego zespołu młócącego powoduje 15% wzrost zapotrzebowania na energię, ale wpływa na 30 30% wzrost przepustowości młocarni kombajnu zbożowego. 15

16 Zespół młócący z separatorem System MCS System MCS tworzą trzy bębny: młócący listwowy; odrzutnik słomy; separator obrotowy. Położenie klepiska pod separatorem jest regulowane i zależy od gatunku zbieranej rośliny i warunków zbioru. 31 Zespół młócący z bębnem przyspieszającym - System APS Kąt opasania od 142 do 151 to zwiększona powierzchnia klepisk i wyższa wydajność. System APS wydziela już 90% ziaren. Pozostałe 10% pozostaje do odzyskania na wytrząsaczach. Przepustowość zwiększa się do 20% przy 32 takim samym zużyciu paliwa. 16

17 Rozluźnianie słomy Aktywne palce (zęby) rozluźniające i zgarniające. System MSS bęben rozluźniający 33 ze sterowanymi mimośrodowo palcami. Zespół młócąco-separujący APS Hybrid System Rotory Rotory obracają się przeciwbieżnie. Ziarno jest wydzielane dzięki dużej sile odśrodkowej. Odrzutnik rozdziela napływającą słomę na dwa strumienie i prowadzi do dwóch rotorów. 34 Klepiska pod rotorami 17

18 Zespół młócąco-separujący Roto Plus System Wirnik systemu APS formuje wiązkę przepływu materiału słomy i przekazuje ją do centralnie umieszczonego osiowego rotora. Dzięki dużej średnicy wynoszącej 570 mm i wysokiej sile odśrodkowej, oddzielanie pozostałych w słomie nasion odbywa się przy niskiej liczbie obrotów rotora. 35 Kombajn zbożowy CLAAS 36 18

19 Zespoły młócącoseparujące z separatorem ślimakowym 37 Kombajn zbożowy JOHN DEERE 38 19

20 Zespół młócącoseparujący wielobębnowy W zespołach 4-bębnowych stosunkowo niewielki kąt kąt opasania klepiska daje bardzo dużą powierzchnię klepiska 1,2-1,2 m 2 m. 2. Separator obrotowy zapewnia wydłużenie czasu trwania procesu wydzielania ziaren oraz umożliwia równomierny przepływ zboża, co zwiększa przepustowość. Odrzutnik słomy wspomaga przepływ masy pomiędzy separatorem obrotowym a wytrząsaczami słomy, 39 co także pozwala utrzymać wysoką przepustowość. Zespół młócąco-separujący wielobębnowy z bębnem nasiębiernym 40 20

21 Zespół młócącoseparujący wielobębnowy HTS Zespół zbudowany jest z bębna młócącego, odrzutnika słomy i separatora obrotowego. Prędkość obrotowa bębna młócącego jest regulowana elektrycznie poprzez wariator pasowy, zaś położenie klepiska elektrycznie, niezależnie dla wlotu i wylotu. Regulacja szczeliny między separatorem a klepiskiem odbywa się poprzez 41 zmianę położenia bębna separatora, co nie powoduje niszczenia słomy. Zespół młócącoseparujący osiowy Twin Rotor wytrząsanie i wydzielanie ziarna przez spiralnie zamontowane na wirnikach (rotorach) listwy przecierające i oddzielające, układ listew segmentowy z regulowanym położeniem, na wirnikach wyróżnia się 4 sekcje zasilającą, młócącą, wydzielającą i wygarniającą, masa żniwna przemieszczana jest po linii śrubowej 42 21

22 Zespół młócącoseparujący osiowy górną cześć stanowi pokrywa z żebrami prowadzącymi, zaś dolną klepisko omłotowe, duża powierzchnia klepiska zapewnia przestrzeń dla swobodnego przepływu wszystkich ziaren, duża siła odśrodkowa przyspiesza proces separacji w największych modelach średnica bębna wynosi 560 mm a długość 2640 mm. 43 Kombajn zbożowy New Holland 44 22

23 Charakterystyka pracy zespołu osiowego w zespołach osiowych wirnik i cylinder przejmują zadanie konwencjonalnego bębna młócącego i wytrząsaczy w zespołach osiowych czas uderzeniowego działania cepów jest stosunkowo krótki, a czas wycierania ziarna między wirnikiem a klepiskiem znacznie dłuższy wydzielanie ziarna w zespole osiowym powodowane jest głównie siłą odśrodkową, która wywołana ruchem obrotowym wirnika jest o ok. 200-razy większa niż siła grawitacji separująca materiał w wytrząsaczach klasycznych wycierający charakter pracy zespołu młócącego pozwala na zwiększenie szczeliny omłotowej co sprzyja zmniejszeniu uszkodzeń ziarna dzięki eliminacji wytrząsacza czas przemieszczania masy omłotowej młocarni jest zredukowany z 10 do ok. 4 sekund 45 Zalety i wady zespołu osiowego mniejsza o 3-4 razy ilość ziaren uszkodzonych lepsze efekty zbioru kukurydzy na ziarno suche mniejsza wrażliwość na nachylenie wzdłużne kombajnu mniejsze wymiary i masa własna kombajnu mniejsza ilość części składowych co upraszcza czynności obsługowe i naprawcze zwiększona ilość zanieczyszczeń organicznych zbieranego ziarna nadmierne rozdrobnienie słomy, niekiedy uniemożliwiające jej zbiór znacznie większe zużycie paliwa na jednostkę wykonanej pracy 46 23

24 Straty ziarna z różnymi zespołami młócącymi w zależności od wydajności godzinowej kombajnu 47 Podsiewacz dwustopniowy 48 24

25 Wielokierunkowy strumień powietrza Wymuszony ruch sit 49 Domłacacz Niedomłócone kłosy kierowane są pionowym przenośnikiem ślimakowym (do góry) do domłacacza. W głowicy domłacacza współpracują ze sobą obracające się łopatki i cierne wnętrze obudowy

26 Rozdrabniacze słomy Słoma i plewy mogą zostać rozrzucone na całej szerokości hedera symetrycznie za kombajnem lub tylko na stronę ze ściętą uprawą, pokrywając cały skoszony obszar. 51 Zakres automatycznego poziomowania kombajnów poziomowanie całej bryły młocarni kombajnu kopiowanie poprzeczne powierzchni pola przez zespół żniwny poziomowanie sit i wytrząsaczy zmiana amplitudy i kierunku drgań sit aerodynamiczne wspomaganie pracy sit 52 26

27 Poziomowanie kombajnu 53 Automatyczna regulacja pracy sit 54 27

28 Kabina i komputer pokładowy 55 Prowadzanie zespołu żniwnego 56 28

29 57 Pomiar masy i mapa pól 58 29

30 Suszenie i magazynowanie nasion Magazynowania nasion z wietrzeniem i dosuszaniem 60 30

31 Uwarunkowania suszenia Podstawowym warunkiem właściwego przebiegu procesu suszenia nasion jest zapewnienie odpowiedniego przepływu i temperatury gazów suszących lub powietrza, nie zmniejszających siły i energii kiełkowania materiału siewnego oraz nie powodujących denaturalizacji białka. Temperatura suszenia ziarna zbóż przeznaczonego na materiał siewny nie może przekraczać o C, a dla ziarna konsumpcyjnego o C. Wysuszony materiał nie powinien zawierać mniej niż 12,5% wody, gdyż miejscowe przesuszenie poniżej wilgotności 12% jest szkodliwe. Proces suszenia powinno kończyć chłodzenie nasion do temperatury możliwie bliskiej temperaturze otoczenia - różnica temperatury nie powinna przekraczać 5 o C. 61 Fazy suszenia i przechowywania suszenie w suszarniach do wilgotności 16-18% schłodzenie i dosychanie w komorze wietrzenia do wilgotności 14-15% składowanie ze stałą wilgotnością 13-14%, z możliwością przewietrzenia materiału 62 31

32 Podział suszarni konwekcyjne doprowadzenie ciepła i odprowadzenie pary wodnej odbywa się za pośrednictwem powietrza, które opływa powierzchnię suszonych materiałów, kontaktowe wilgotny materiał nagrzewa się bezpośrednio od gorących ścian urządzenia, konwekcyjno-kontaktowe wykorzystują ogrzane powietrze oraz ogrzane ściany urządzenia, promiennikowe suszony materiał jest ogrzewany poprzez promieniowanie cieplne, np. lamp promiennikowych i innych, dielektryczne promieniowanie cieplne wytwarza prąd o dużej częstotliwości. 63 Suszarnia daszkowa 64 32

33 Suszarnia daszkowa 65 Suszarnia fluidyzacyjna 66 33

34 Silosy płaskodenne 67 Silosy lejowe 68 34

35 Przeznaczenie silosów lejowych składowanie ziarna możliwość magazynowania zapasu ziarna mokrego do suszarni składowanie pasz, koncentratów i granulatów paszowych silosy z lejem zsypowym gwarantują magazynowanie ziarna i przetworów zbożowych zgodnie z normami systemu HACCP Zalety: 100% ziarna opróżniane grawitacyjnie możliwość dosuszania i przewietrzania ziarna w silosie możliwość przesypu z silosu na silos kontrola parametrów ziarna wewnątrz silosu pełna automatyka procesów technologicznych szybki rozładunek ziarna na środki transportu 69 35