Zöldségbetakarító gépek II.

Kategória: Gépesítés | Szerző: Dr. Láng Zoltán SZIE Műszaki tanszék, 2017/05/18

Mindhárom termény – paradicsom, zöldbab és zöldborsó – korszerű, nagy kapacitású magajáró gépekkel történő betakarítására fennáll, hogy magas beszerzési áruk miatt csak nagy területen üzemeltethetők gazdaságosan, így társulások, gépkölcsönzők vagy feldolgozóüzemek számára gazdaságos azok megvétele.

A szabadföldön termesztett paradicsom gépi betakarítása

A konzerv- és hűtőipar számára termesztett paradicsom gépi betakarítása az 1950-es évtized végére oldódott meg. A legtöbb azóta fejlesztett és gyártott géptípus hasonló elven működik, vagyis:
- vágószerkezete a talajfelszín alatt elvágja a bokrok szárait;
- felhordó rostaszalag segítségével a kivágott bokrokat és a földre pergett bogyókat a talajréteggel együtt a gép rázószerkezete felé továbbítja, miközben a földtömeg visszahullik a tarlóra;
- a rázószerkezet a bogyókat leválasztja a bokrokról, majd a „szalmát” a tarlóra szórja;
- a tisztítószerkezet segítségével a bogyótömeget megszabadítja a könnyű szennyezőktől;
- megtörténik a szín szerinti válogatás és selejtezés;
- a bogyókat szállítójárműre továbbítja.

Az első betakarítógép fejlesztésével egyidejűleg megindult a fajtaszelekció is. A gép működésmódjából adódóan az új fajtákkal szemben elvárás a nagyobb bogyószilárdság, egyszerre érés, determinált növekedés és dús lombozat. Ezekre a gépen belüli sérülések elkerülése miatt van szükség. 

A betakarítás munkaminősége és veszteségei szempontjából nagy jelentőséggel bír az ágyásfelszín egyenletessége, porhanyóssága, gyommentessége. Kedvező ágyásfelszín esetén kevés az elhagyásból származó veszteség, a rögfelhordás, kismértékű a szennyezettség. A vágószerkezet kevésbé mélyen járatható a talajban, ami az energiafelhasználás csökkenésének irányába hat.

A paradicsombetakarító gépek főbb szerkezeti részei

Vágószerkezetek: Feladatuk a bokrok kivágása és továbbításuk a felhordó rostaszalagra.

Az alternáló kaszás vágószerkezetek mozgópengéi a gabonakombájnokéhoz hasonlóak. Egyes típusoknál a mozgó pengesor rövidített kaszaujjakban fut, melyek egyrészt megtámasztják azt, másrészt megakadályozzák a bogyók sérülését (1. ábra, bal oldal).

 
1. ábra. Alternáló kaszás vágószerkezetek

 Más típusoknál száremelő lengő villapárt helyeznek az alternáló kasza fölé (1. ábra, jobb oldal). Az előre-hátra mozgó villák váltakozva megemelik a bokrok szárait, így a kasza a törzset tőben vágja el. A villák osztástávolsága kisebb a bogyók méreténél, így azok nem sérülnek. Ez a szerkezet a talajfelszínen jár, így akár fólián termesztett állomány betakarítására is alkalmas.

Mindkét változtatnál gumilapátos, szalagos vagy ujjas motolla segíti az anyagáramlást.

A síktárcsa páros vágó-kiemelő szerkezet működő részeit két élezett peremű, 900–1000 mm átmérőjű, előre döntött, hajtott lemeztárcsa, valamint a felettük elhelyezett hullámos terelőszalagok alkotják (2. ábra). A tárcsák elülső, alacsonyabb helyzetű része 5–8 cm-mélyen a talajban jár, és forgásuk, valamint a gép haladása következtében elvágják a növények szárait, majd felületükön – a hullámos terelőszalagok segítségével – hátrafelé szállítják a kivágott bokrokat.

 
2. ábra. Guaresi kéttárcsás (balra) és Corima négytárcsás vágószerkezet

Rostaszalagok: A szennyezőanyagok minél hatékonyabb eltávolítása érdekében a gépen belüli legtöbb szállítás rostaszalaggal történik. Pálcás kivitelűek, a pálcák közötti szabad rés 25 mm. Az optimális szalagsebesség 2–2,5 m/s közötti.

Rázószerkezetek: Közös jellemzőjük, hogy a paradicsombokrok száraival kerülnek közvetlen érintkezésbe, a teljes bokrokat azokon keresztül váltakozó irányú gyorsulásra kényszerítik. A bogyókra a szárak, hajtások közvetítésével hat e gyorsulás és bennük tehetetlenségi erőt ébreszt. Más szóval: miközben a bokrok szárrészei kényszerűen együtt gyorsulnak a rázószerkezettel, a bogyók tehetetlenségüknél fogva helyben maradnának. A rázószerkezetek ismételt gyorsításoknak teszik ki a bokrokat, ezzel fokozva a bogyók leszakadásának biztonságát.

A korszerű betakarítógépeken megtalálható rázószerkezetek pálcás hengerből, valamint a szárak terelésére szolgáló rácsfelületből állnak (3. ábra). A pálcák 40–50 cm hosszúak, anyaguk üvegszál erősítésű műgyanta. A bokrok ismételt gyorsítását a szerkezet tengely körüli alternáló forgása révén érik el. Az anyagáram fenntartása érdekében ugyanakkor a szerkezet egyirányú forgó mozgást is végez.

 
3. ábra. Pálcás-hengeres bogyóleválasztó szerkezet

A lerázandó bokrok az ábra szerint balról érkeznek a rácsfelületen a pálcás henger alá. A leszakadt bogyók átesnek a rosta résein, a bokrok fennmaradnak, és hátrafelé elhagyják a gépet.

Tisztító–válogató szerkezetek: A könnyű szennyezők, mint szár- és levélrészek eltávolítására nyomó és szívó légáramú ventilátorok jöhetnek szóba.

A válogató szerkezetek feladata az éretlen vagy sérült bogyók, illetve a bogyókkal azonos vagy nagyobb méretű rögök eltávolítása. A rögök és paradicsombogyók gépi szétválasztására a korszerű gépeken optikai válogató szerkezeteket alkalmaznak. A berendezésbe olyan szkennelő–látó rendszer van beépítve, mely szín- és anyagfelismerésre képes. Az egy rétegben betáplált anyagot videokamerák pásztázzák a teljes munkaszélességben. A rendszer az ezredmásodperc töredéke alatt a „eldönti”, hogy a vizsgált objektum piros bogyó-e, vagy egyéb. Utóbbi esetben egy pneumatikus működtetésű ütközőlap kitéríti útjukból azokat, így a tarlóra esnek (4. ábra).

 
4. ábra. A Sandei paradicsomkombájnon alkalmazott MTS S100 típusú optikai válogatójának működési elve

A betakarítógépen történő válogatás (selejtezés) történhet kézzel is, ekkor a gépen válogató munkásokat helyeznek el.

A paradicsombetakarító gépek felépítése és működése

A korszerű betakarítógépek magajárók, hidrosztatikus összkerék-hajtásúak és szintezettek. Munkamenetük az alábbiakban foglalható össze: A kasza által kivágott bokrok és a kihasított talajszelet a felhordó rostaszalagra jut, ahol a föld nagy része visszahullik a tarlóra. A bokrok visszagördülését motolla vagy terelőlánc akadályozza meg. Ezután következik a bogyók lerázása a már ismertetett pálcás-henger és terelőrács segítségével. A bogyók a rács résein át a bogyófelfogó szalagra esnek, a lerázott bokrok pedig elhagyják a gépet. A bogyófelfogó szalagról a bogyóáram egy továbbítószalagra jut, közben a könnyű szennyezőket ventilátor kifújja. A bogyótovábbító egy selejtezőszalagra szállít, amelyről szükség szerint egy-két selejtezőmunkás előválogathatja a terményt. A bogyók innen két egymás után elhelyezett optikai válogatóba jutnak, melyek csak a piros bogyókat engedik tovább. A sárga és zöld színű termés, illetve a rögök a tarlóra esnek. A piros bogyótömeg a kihordó–kocsirakó szalagra, majd a betakarítógép mellett haladó szállítójárműre kerül (5. ábra).

5. ábra. Korszerű paradicsomkombájn
(Guaresi)

A zöldbab gépi betakarítása

Bár a géppel betakarított zöldbab minőségét tekintve megfelelne friss fogyasztásra is, géppel többnyire hűtőipari és konzervipari alapanyagot takarítanak be. A babhüvelyek leszakítása a bokorról minden géptípus esetében fésülő szerkezettel történik.

A gépek működésmódjából adódóan elsődleges az egyenletes bokormagasság és a hüvelyek csüngő helyzete. A sűrű állomány egyrészt támaszt jelent a fésülő ujjak behatolásakor, másrészt felfogja a szedőszerkezet burkolata alatt kirepülő hüvelyeket, így a veszteséget csökkenti.

A gépi betakarításra szóba jöhető babfajták mindegyikének a hüvelye egyenes, kör vagy csak kissé lapított keresztmetszetű, ún. ceruzabab. Nem szálkásodik, így hegyezésen és esetleges aprításon kívül más műveletre nincs szükség feldolgozás előtt. 

Lényeges a talajfelszín egyenletessége, hogy a fésülő szerkezetnek ne legyen útjában akadály.

A zöldbab-betakarító gépek főbb szerezeti részei

Fésülő szerkezet: Hengeres dobból és a dobpalástra rögzített rugóacál pálcákból, az ún. szedőujjakból áll (6. ábra). Az ujjak a palást alkotói mentén egymástól 5–6 cm-es osztásban, a szomszédos alkotókon fél osztással eltolva helyezkednek el. Ezzel kellő sűrűségű „fésű” alakul ki ahhoz, hogy minden hüvelyt leszakítson a bokorról. A dobátmérő 50–70 cm közötti, kerületi sebessége 7–7,5 m/s.

 6. ábra. A fésülő ujj és babhüvely a szedés közben, valamint a fésülő szerkezet

Attól függően, hogy a fésülő dob tengelye soriránnyal párhuzamos vagy arra merőleges irányú, hosszanti és keresztirányú fésülő dobos gépeket különböztetünk meg (7. ábra).

7. ábra. Hosszanti és keresztirányú fésülődob-elrendezés

A hosszanti dob a még szedetlen növénysor mellett halad, oldalról hatol bele a bokrokba. Tengelye a vízszintessel szöget zár be, a gép elejétől lejt hátrafelé. Így a bokrok „átfésülését” felülről lefelé végzi (8. ábra). E gépkialakítás hátránya az alacsony termelékenység, előnye a jobb munkaminőség (kevesebb törött hüvely és leszakított bokorrész).

 
8. ábra. Oxbo BH 100 Hosszanti dobos zöldbab-betakarító gép és fésülő szerkezet

A keresztirányú fésülő dobos gépek több sort képesek egyidejűleg átfésülni. Mivel az ujjak alulról felfelé hatolnak a bokrokba, a teljes bokron kell áthatolniuk. Emiatt a hüvellyel együtt hajtások is leszakadnak, sőt a teljes bokor kihúzása is előfordul. Másrészt a sűrű zöldtömegből kiszabadulni nem képes babhüvelyek az ismételt ütések hatására törhetnek. Ez utóbbi miatt a hagyományos, keresztirányú fésülő dobos gépek munkaminősége nem éri el a hosszdobosakét.

Újabb típusoknál az elülső burkolat elé beterelő szerkezetet helyeznek el. A szerkezet lehet ferde szalag vagy kefehenger (9. ábra). Mivel mindkettő a haladási sebességnél gyorsabban tereli hátrafelé a bokrok tetejét, megvalósul a felülről lefelé történő átfésülés.

  
9. ábra. Keresztdobos zöldbab-betakarító gép a fésülődob előtt elhelyezett
bokorbeterelő szalaggal (balra) és kefehengerrel (PMC babkombájn)  

Tisztítószerkezetek: A hüvelyekkel együtt leszakított egyéb növényi részek eltávolítását és a fürtös hüvelyek kiválasztását végzik. Fürtös hüvely alatt a szárrésszel együtt leszakadt hüvelyt értjük.

Tisztításra a gépen belül szállító rostaszalag, szívó és nyomó légáramú ventilátor, valamint fürtöshüvely-kiválasztó szerkezet szolgál. A rostaszalagok pálcás kivitelűek, a pálcák közötti rés 5 mm körüli. Feladatuk a fésülő dob által esetleg felhordott föld kirostálása. A szívó és nyomó légáramú ventilátorok a fésülő ujjak által leszakított levél- és hajtásrészeket távolítják el.

A gépeken elhelyezett fürtkiválasztó szerkezetek a fürtös hüvelyt emelik ki a lefésült zöldtömegből. A fürtök ugyanis megnehezítik a termény későbbi előfeldolgozását (hegyezését). Fürtkiválasztásra döntött helyzetű, acéltüskés ponyvaszalag vagy tüskés tengelyek szolgálnak. A gépen belül a teljes lefésült zöldtömeg az első fürtkiválasztó szalagra kerül, amely felfelé szállít. Az önálló hüvelyek visszacsúsznak a hevederen a tüskék között, míg a fürtök a tüskéken fennakadva a következő fürtkiválasztó szalagra kerülnek. A fürtös anyag között rekedt önálló hüvelyek itt ismét visszacsúszhatnak a hevederen. A tüskéken fennmaradt fürtök végül hátul a tarlóra esnek. A tüskés tengely ezzel szemben a réteges szállított anyagáramból emeli ki a fürtös babokat. A fennakadt fürtök itt is a tarlóra esnek.

A tisztítószerkezeteken áthaladt termény gyűjtése a legtöbb géptípusnál saját tartályába történik. A gépen elhelyezett tartályok 2–4 t termés befogadására alkalmasak. Ürítéskor kiemelkednek, hogy tartalmuk a szállítójárműbe áttölthető legyen.

A zöldborsó gépi betakarítása

A friss fogyasztásra szánt zöldborsó szedése napjainkban is kézzel történik. Nem ismeretes olyan gép, mely kizárólag a hüvelyek szedésére lenne képes.

A konzerv- és hűtőipar számára szabadföldön termesztett zöldborsó esetében a betakarított termék kicsépelt szem, amely igen gyorsan veszít minőségéből, öregedik. Bár a legkorszerűbb gépi betakarítási technológia egy menetben végzi el azt, amire régebben három, később két menetben volt csak lehetőség, mindhárom közös jellemzője, hogy
a lekaszált vagy átfésült borsó bokrokat a cséplőszerkezetbe juttatja;
a cséplőszerkezetben ismételt ütések és dörzsölés hatására a hüvelyek felnyílnak, a szemek kiperegnek;
megtörténik a szemek, borsószalma és törek (összetört hüvely-, szár- és levélmaradványok) szétválasztása.

A gépi betakarítás taroló jellegéből adódóan a termesztett fajták tulajdonságai közül elsődleges az egyszerre érés. A borsószemeket sorba vetik, azonos sortávolságra, művelő út nélkül. A betakarítási veszteségek elfogadható értéken tartása érdekében fontos a jól elmunkált, egyenletes talajfelszín. A talajmélyedésekben megbúvó bokrokat ugyanis sem a kasza, sem a fésülőszerkezet nem éri el.

A szemek gyors öregedése miatt a betakarítás gondos szervezésére van szükség. Minőségüket zsengeségük jellemzi, mértéke a finométer fok (f°) vagy tenderométer fok (T°). (A kétféle mértékegység egymásról átszámolható). A szemek 45 f°-ig kiváló minőségűek, 70 f° felett már minőségen kívüliek. Az állomány érése során a szemminőség naponta 3–4 f°-ot romlik, a kicsépelt szem öregedése még gyorsabb, akár 1 f°/óra is lehet. Hűtéssel az öregedés lelassul. Bár az érés előrehaladtával a hozam növekszik, a kívánt zsengeség betartása fontosabb szempont, ez határozza meg a betakarítás időpontját.

A zöldborsó-betakarító gépek fő szerkezeti elemei

Bokorfésülő szerkezet: A zöldbab-betakarító gépeknél megismert keresztirányú fésülődobbal azonos szerkezet. Feladata itt is a hüvelyek és más növényi részek leszakítása.

Cséplőszerkezet: Külső és belső dobból áll. A külső egy lassan forgó hengerrosta, kb. 1 cm2-es nyílásokkal. Átmérője 1,5 m, hossza 4 m körüli. A belső dob vagy dobok gyorsan forgó hengeres test(ek), mely(ek)re verőlapátok vannak rögzítve.

 
10. ábra. FMC gyártmányú zöldborsókombájn

A gép előrehaladása során lefésült és felhordott zöldtömeg a két fogó dob közé kerül (a 10. ábrán a téglalap alakú belépőnyíláson át), majd folyamatosan halad hátrafele. A belső, gyorsan forgó dobok lapátjai a borsóhüvelyeket felrepesztik, majd a sodródó zöldtömeg dörzsölő hatására a szemek kiszabadulnak és áthullnak a külső dobrostán. A rosta nyílásain a szemek mellett kicsépeletlen hüvelyek és apróbb növényi részek is áthullnak. A dobrosta hátsó végén a kicsépelt borsószalma visszahull a tarlóra. A folyamatos anyagáramlást a dobok hosszirányú döntött helyzete és a verőlapátok csavarvonal irányú beépítése tartja fenn. Ha a dobok dőlésszöge megváltozna, az vagy anyagtorlódáshoz, vagy elégtelen kis csépeléshez vezetne.

Tisztító szerkezetek: Elsődleges faladat a borsószemek és a dobrostán áthullott egyéb növényi részek szétválasztása. Erre a célra szolgál a 9. ábrán látható, döntött helyzetű ponyvaszalag, mely felfelé szállít. A gördülékeny részek (borsószem és hüvely) erről legurulnak és a gyűjtőszalagra jutnak. Az egyéb, nem gördülékeny összetevőket a ponyva oldalra kihordja. Amennyiben a döntött ponyvaszalag dőlésszöge megváltozna, vagy minden összetevő lecsúszna róla, vagy mindent kihordana oldalra.

További rostára van szükség a gépen a kicsépeletlen hüvelyek és a borsószem szétválasztására.

Az egymenetes gépi betakarítási technológia

Az egymenetes technológia egyetlen gép üzemeltetését jelenti. A magajáró betakarítógép, más néven kombájn, lefésüli a bokrokat, az így keletkező zöldtömeget azonnal felszedi és csépeli. A kicsépelt szem itt is a gép tartályában gyűlik, a szalma visszakerül a tarlóra.
Korszerű, egymenetes zöldborsókombájnt mutat a 10. ábra.

A gép elején keresztben elhelyezett fésülődob a zöldborsóállomány lombozatát szakítja csak le.

A lefésült zöldtömeget ferde fel­hordó­szalagok juttatják a külső és belső cséplődobok közé. Több belső dob alkalmazásával megnő a hüvelyekre mért ütések száma, így fokozódik a cséplés intenzitása, ezzel pedig a gép átbocsájtása. A külső dobot kívülről kefehenger tarja tisztán. A továbbiakban a szemek a ferde tisztító ponyvaszalagon, hosszú gyűjtőszalagon, serleges felhordón, hüvelykiválasztó rostán keresztül jutnak a tartályba, közben szívó légáramú ventillátor távolítja el a könnyű szennyeződést. A gép mellsőkerék-hajtású, hátsókerék-kormányzású. Hajtómotorja a vezetőfülke mellett helyezkedik el.

Ajánlott kiadványokDr. Hajdú József:
A 21. század traktoraiDr. Kukovics Sándor szerk.:
A bárány- és juhhús fenntarthatóságaDr. Bai Attila (szerk.):
A biogázBai Attila - Lakner Zoltán - Marosvölgyi Béla - Nábrádi András:
A biomassza felhasználása

Ez is érdekelhetiA káposztafélék gépi betakarításaParlament előtt a 2025. év adózását meghatározó őszi adócsomagA lovak jólléte: a gondos lótartás eszközei és szabályai