Korszerű terményszárítók

Kategória: Agrárgazdaság | Szerző: Kurják Zoltán Szent István Egyetem GEK, 2014/01/10
Címkék: gabonafélék, szemestermény, nedvességtartalom, száírás, energiatakarékosság, tárolhatóság

A hazai szárítógép-park közös jellemzője, hogy szinte kivétel nélkül konvektív elven működnek és rendkívül energiaigényesek. Az energiafelhasználás és az üzemeltetés költségei azonban megfelelő konstrukcióválasztásával racionalizálhatók.

A szárítás és a tárolhatóság feltétele

A jelen és várható időjárási viszonyainkat figyelembe véve tény, hogy terményeink betakarításkori nedvességtartalma rendszerint továbbra is magasabb, mint ami a biztonságos tároláshoz, illetve a további feldolgozáshoz szükséges. Ez az ideális ún. egyensúlyi nedvességtartalom a különböző termények esetében más-más értékű lehet, de általában – néhány kivételtől eltekintve – 13–14% körül van.

Megfelelő időjárási viszonyok mellett a kalászos gabonák szárítása nem szükséges, mert a nyári időszakban általában jellemző 30 °C körüli hőmérséklet miatt a betakarítás az egyensúlyi nedvességtartalommal vagy alig e felett történhet. Szükség esetén a néhány százalékos többletnedvesség eltávolítására alkalmas megoldás lehet, hogy „hidegen” járatjuk a szárítót, vagyis környezeti hőmérsékletű levegőt fúvatunk át a terményoszlopon a ventilátorok segítségével.

Ha az anyag nedvességtartalma bármilyen okból (pl. a gyakorlatban gyakran alkalmazott túlszárítás miatt) az egyensúlyi nedvességtartalom alá csökken, bizonyos idő elteltével az egyensúlyi nedvességtartalomig visszanedvesedik.

A mezőgazdasági és élelmiszer-ipari gyakorlatban a szárítók zöme konvektív elven működik, aminek lényege, hogy a termény fölösleges nedvességtartalmának elvonásához a felmelegített gáz halmazállapotú közeg (levegő, füstgáz-levegő keverék, túlhevített gőz) entalpiáját használjuk fel. Ennek tulajdonságai a szárítmány minőségét jelentősen befolyásolhatják.

A nedvességelvonás az anyag felületén és a szárítóközeg határzónájában fellépő parciális gőznyomás különbségek hatására jön létre. A száradó termény belsejében a nedvességgradiens miatt a víz a felszín felé áramlik. A vízleadási folyamat addig tart, amíg a belső vízmozgás és a felületi párolgás sebessége, valamint a levegő vízfelvevő kapacitása egyensúlyba nem kerül. A nedvességmozgás intenzitása elektromágneses polarizációval jelentősen növelhető, de ennek gyakorlati feltételei még nem adottak.

A hőmérséklet és a száradás sebessége és a folyamat energiaigénye között szoros összefüggés található. Az egyenletes száradási sebesség szakaszában a felületi hőmérséklet megegyezik a telítődési állapothoz tartozó ún. nedves hőmérséklettel (tf = tn). Az anyag belsejében mérhető hőmérséklet (ta) néhány fokkal alacsonyabb. Az egyensúlyi nedvességtartalomnál az anyag hőmérséklete a szárítóközeg hőmérsékletére melegszik fel (ts). A hőmérsékletgörbe vizsgálata teszi lehetővé, hogy az anyag tulajdonságait leginkább figyelembe vevő szárítási technológiát írjuk elő.

A szemestermény-szárítóink jellemzői

A gyakorlatban üzemeltetett szemestermény-szárítók szinte kivétel nélkül konvektív elven működnek, amelyekben a szárítótér rendszerint egy vagy több szárítózónából áll, és amelyek szerkezeti kialakítása adott berendezésben – függetlenül a szárítózónák számától – azonos. Konstrukciós szempontból az igen sokféle szerkezeti kialakítású szárítók három nagy csoportot képeznek: a kényszer anyagmozgatású berendezések; a gravitációs anyagtovábbítású toronyszárítók; és a vastagrétegű szárítók.

A kényszer-anyagmozgatású szárítók közös jellemzője, hogy a terményt a vízszintes elrendezésű, perforált szárító és hűtő felületen (tálcákon, szalagon stb.) villanymotorral hajtott anyagmozgató szerkezettel továbbítják végig a berendezésben. A száradás folyamatát az anyagmozgató berendezések haladási sebességének, a termény rétegvastagságának, valamint az egyes tálcákon átáramoltatott szárítóközeg hőmérsékletének változtatásával szabályozzák. A szárítási hőmérséklet kukoricánál általában 100–130 °C volt. Vízelpárologtató teljesítményük (típustól függően) 50–120 kg/h, fajlagos energiaigényük pedig 5500–7500 kJ/kg víz között változott. Ma már csak elvétve vannak üzemben.

A gravitációs anyagmozgatású toronyszárítók működésének alapelve, hogy a torony felső részén betáplált termény saját súlyánál fogva, szakaszos vagy folyamatos mozgással halad egészen a hűtőzóna után elhelyezkedő kitároló szerkezetig. A száradás sebességét a kitároló szerkezet működésének beállításával, a szárítón áthaladó terménymennyiség – tehát a száradási idő –, valamint az átáramoltatott szárítóközeg hőmérsékletének és mennyiségének változtatásával szabályozzák. Belső kialakításuktól függően aknás vagy csörgedeztető, illetve terményoszlopos berendezések különíthetők el.

A gravitációs szemestermény-szárítók tipikus képviselője, a korábbi hazai szárítógép-park meghatározó típusa a B1-15 típusú szárítóberendezés, illetve annak továbbfejlesztett változatai. Az eredeti hagyományos berendezés csörgedeztető rendszerű, keresztáramlásos, aknás szárító (1. ábra).

1. ábra. B3-15 szárítóberendezés (korszerűsítés és felújítás után)

Elsősorban kukorica szárítására konstruált gép, de a hazai gyakorlat szerint kalászosok, hüvelyesek és olajos magvak szárítására is alkalmas. Felépítése egyszerű, ezért üzembiztos. Hátránya a viszonylag magas energiaigény (5400 kJ/kg víz) és a szárítás egyenetlensége. Az energiaigény csökkentésére többszörös légátvezetésű kereszt-ellenáramú vagy recirkulációs rendszerűvé alakították át.

Az energiatakarékos szárítók kifejlesztésére irányuló törekvések első hazai eredménye a Sirokkó toronyszárító gépcsalád, amelynek legnagyobb tagja a Sirokkó-2000 gravitációs rendszerű keresztáramlású toronyszárító. A berendezés a nagy teljesítmény melletti alacsony energiafelhasználást a légvezetés sajátos, egyéni megoldásával és a szárítóközeg közbülső felmelegítésével (regenerálásával) éri el (2. ábra).

2. ábra. A Sirokkó-2000 szemestermény-szárító és működési rajza

A Mecmar típusú szárítóberendezések egyik csoportja áttelepíthető kivitelű, helyváltoztatásra alkalmas, míg a nagyobb teljesítményűek stabil üzemelésűek, elsősorban gabonafélék szárítására szolgálnak (3. ábra).

A szárítóberendezés szakaszos üzemmódban működik; betárolás, anyag-cirkulációs szárítás, hűtés és kitárolás a műveleti sorrendben.

3. ábra. A Mecmar mobil szárító

A nagyobb kapacitásigények kielégítésére a stabil építésű Mecmar M típusok, vagy a Meyer-Hevesgép X (4. ábra) változó terményoszlopú, gyűrűaknás szárítók alkalmasak. A Petkus típusú kompakt szárítók (5. ábra) direkt és indirekt szárításra is képesek. Az energiamegtakarításhoz levegő -előmelegítést, valamint -visszakeverést alkalmaznak. A terményoszlopos szárítók – amelyeknél a terményréteg perforált lemezek között nyert elhelyezést – jellegzetes típusa a BERICO-1260 szárító, amelynek fajlagos energiafelhasználása 3600–3700 kJ/kg víz (6. ábra).

4. ábra. A Meyer rendszerű toronyszárító

5. ábra. Petkus DU
hővisszanyeréses szárító

6. ábra.
A BERICO-1260 CEG
típusú szárító

Speciális vastagrétegű szárítók

A vastagrétegű szárítók első, klasszikus megoldásai a termények szárítását és tárolását egyazon berendezésben tették lehetővé. A továbbfejlesztett változatok rendszerint már folyamatos üzemre is képesek.

A GSI TOP-DRY-2000 berendezés kukorica, búza és egyéb gabonafélék, valamint hüvelyesek és olajos magvak szárítására alkalmas, szakaszos, illetve folyamatos üzemben (7. ábra). A felsorolt berendezéseken kívül még számos, működésében és kialakításában hasonló szárítót gyártanak szerte a világon. Közülük néhány típus főbb műszaki paramétereit a 1. táblázatban foglaljuk össze.

7. ábra. A GSI TOP-DRY-2000 típusú
vastagrétegű szárító

A szárítók kiválasztása

A hazai szárító-géppark heterogén összetétele, hullámzó konstrukciós színvonala eredményeként is jelentős energiafogyasztó. Az energetikai racionalizálás érdekében a konstrukciós megoldásokon kívül az üzemeltetés várható feltételeit is célszerű figyelembe venni.

A szárító kiválasztása alapvetően nem egy különleges folyamat, azonban ha a részleteket vesszük bonckés alá, a helyzet már sokkal árnyaltabb. A hazai szárítógép-park névleges kapacitása általánosságban összhangban van a szárítási igényekkel. Ugyanakkor a szárítótelepek területi eloszlása már nem követi az igények hasonló jellemzőit. Ráadásul a gazdasásosság számos tényező függvénye, amelyben a beruházásnak és az üzemeltetésnek vannak olyan állandó és igen jelentős költségei, amelyek függetlenek a teljesítménytől.

1. táblázat. Hazánkban található jellemző szemestermény-szárítók
névleges adatai (10% vízelvonás esetén, 24%-ról 14%-ra)

Emellett a forgalmazási költségek alacsonyan tartása érdekében a cégképviseletek csak igen ritkán vizsgáltatják szárítóikat, helyette inkább a gyártók által megadott gépkönyvi adatokat fogadják el, ami gyakran felfelé kerekített és a hazai körülményektől teljesen eltérő viszonyokra vonatkozik. Ráadásul gyakran az azonos típusok között is jelentős különbségek vannak, a telepítési és beállítási viszonyoktól függően. Ezeket az anomáliákat csak egy független szakértői grémiumra telepített kötelező gépminősítési rendszer bevezetésével lehetne kiküszöbölni. A gépminősítési vizsgálatok ugyan pénzbe kerülnek, de sokkal nagyobb haszna származna belőle a gazdaságoknak, ha magas műszaki színvonalú, a hazai viszonyoknak és a gazdálkodási feltételeknek megfelelő energia- és környezetbarát berendezéseket vásárolnának.
A tanulmány a TÁMOP 4.2.1.B-11/2/KMR-2011- 0003 pályázat támogatásával készült.

Ajánlott kiadványokDr. Radics László:
Növénytermesztő mester könyve