Granifrigor, hűtvetárolási technológiák, hűtőgépek, vizsgálati eredmények

Szemesterménytárolók, tárolási technológiák II.

A frissen betakarított gabona romlásának alapvető oka a termény önfelmelegedésében keresendő. A szemek légzése következtében keletkező kémiai folyamatok alatt szárazanyag-csökkenés és így súlyveszteség keletkezik.

A légzési folyamat okozta szárazanyagveszteség adott nedvességtartalom mellett a tárolási hőmérséklettől erősen függ, pl. 14,5% nedvességtartalmú kukorica négy hónapos tárolása esetében, 25 ^oC-os tárolási hőmérsékletnél a szárazanyagveszteség ~16 tonna, míg 10 ^oC-os tárolási hőmérsékletnél csak ~1 tonna. Másik fontos tényező, hogy az alacsony tárolási hőmérséklet biztosításával a féregkifejlődés és a féregrágás kiküszöbölhető. Megfelelően alacsony hőmérsékleten a kártevők egyfajta inaktív téli álomba merülnek, nem szaporodnak, elmarad a rovarrágás és ürülék okozta veszteség. Így a vegyi fertőtlenítés és az ezt követő anyagmozgatási és tisztítási költségek általában elmaradnak, nem szükségesek.

Egy bizonyos tárolásstabilitás elérése érdekében a nedvesen betakarított gabonát egy egyensúlyi nedvességtartalomig le kell szárítani. A szárítás és a hűtvetárolás kombinációjával - mivel minden hűtőfolyamat együtt jár egy szárítási effektussal is, a betárolási nedvességtartalmat a tárolás idejétől és céljától függően magasabban is lehet tartani. Ez javítja a szárítóberendezések teljesítményét, kíméletesebben történhet a szárítás, és szárítási költségek takaríthatók meg.

A hűtvetárolási technológiák külföldön igen elterjedtek, kb. 70 millió tonna gabonát tárolnak így, csak GRANIFRIGOR berendezésekkel. Ezekből a berendezésekből több mint húsz évvel ezelőtt néhány darab hazánkba is bekerült, melyek az FVM Mezőgazdasági Gépesítési Intézet (MGI) vizsgálata alapján mind a torony, mind a vízszintes tárolóknál kedvező eredményekkel használtak és használnak ma is. Az utóbbi években ismét előtérbe kerültek ezen technológiák, s ma már többféle hűtőgépet forgalmaznak, és kezdenek újra alkalmazni a termény minőségét és az energiatakarékosabb technológiákat előtérbe helyező gazdaságok (1. és 2. ábrák).

A hűtvetárolási technológiák az alábbiak szerint csoportosíthatók:

1.) 15%-nál alacsonyabb nedvességtartalmú szemestermények hűtvetárolása 10-12 ^oC-on. Ennek a technológiának az adott, tartósan tárolt termény állag- és minőségmegóvása tekintetében van jelentősége.

2.) 16-22% nedvességtartalmú szemestermények hűtvetárolása 5-8 ^oC-on. Ezen belül:

- 16-18% nedvességtartalmú termények tárolása, melyek min. 5-6 hónapos hűtvetárolás hatására az egyensúlyi nedvességtartalom körüli értékre leszáradnak.

- 19-22% nedvességtartalmú termények tárolása, amelyeknél a hűtés utáni felhasználás a tárolási időtől függően nedvesen, 16-19%-os nedvességtartalommal történhet.

3.) 23%-nál magasabb nedvességtartalmú szemestermények hűtvetárolása 4-5 ^oC-on. Ezen belül:

- a szárítandó terményszárítás előtti rövid idejű hűtvetárolása (a betakarítás és a szárítókapacitás különbsége esetén)

- előzetesen 16-22% nedvességtartalomig meleglevegős szárítóberendezésen történő leszárítás, majd a 2. pont szerinti felhasználás figyelembevételének megfelelő hűtvetárolás.

Megítélésünk szerint a jelenlegi technológiai feltételek és a gazdaságossági mutatók alapján a legnagyobb jelentősége a 16-22% nedvességtartalmú szemestermények betakarítás utáni közvetlen, vagy előzetesen meleglevegős szárítóberendezésen eddig leszárított termények hűtvetárolásának van.

A nedvességtartalom és a hőmérséklet alakulása döntően befolyásolja a tárolt termények minőségét. A termények 12%-os nedvességtartalma alatt - átlagos tárolási hőmérsékleten - hiányzik a mikroorganizmusok egyik fontos életfeltétele, a nedvesség. A penészgombák 15-30% nedvességtartalom között károsítanak, a baktériumok pedig 30% felettinél fertőznek. Ezért és a régebbi szárítók jelentős szárítási egyenetlensége miatt gyakori a 12%, vagy ennél alacsonyabb nedvességtartalomig történő szárítás, ahol a tárolt terményekhez semmilyen állagmegóvó technológia nem kerül alkalmazásra. Ez azonban jelentős energiatöbbletet igényel és a tárolt termények vesztesége is nagyobb.

A magasabb nedvességtartalmú szemestermények biztonságos tárolása, azaz a befülledés, a penészesedés és a különböző bogárkártétel megakadályozása csak alacsonyabb hőmérsékleten lehetséges.

Olyan hőmérséklet értékek, amelyek a mikroorganizmusok és a gombák létrejöttét megakadályozzák és egyben garantálják a gyors befülledés és az állati kártevők elleni védelmet is, az 1. táblázatban kerültek összefoglalásra.

Ezek a hőmérséklet értékek a tárolt szemesterményeknél azonban csak szemestermény-hűtőgépek használatával érhetők el, különösen a betárolási és a tavaszi felmelegedési időszakokban.

Hűtvetárolási technológiák

A toronytárolókra alapozott hűtési technológia kialakítása igen egyszerű. A meglévő és az újonnan létesített toronytároló telepek ugyanis biztosítják az utótisztítási, a gyors betárolási lehetőséget, továbbá fel vannak szerelve a termény állagmegőrzését lehetővé tevő szellőztető és hőmérséklet ellenőrző rendszerrel. A hűtőgépet a szellőztető ventilátor helyébe kell csak állítani, illetve a szellőztető rendszertől függően (egy vagy két körös) azon kisebb módosításokat kell csak végezni. Az egyenletes lehűtés feltétele a szárítás egyenletességén kívül az, hogy a csatornarendszer egyenletes átszellőztetést biztosítson, ami a csatornarendszer kialakításától, illetve a termény tisztaságától, osztályozottságától függ. Különösen a nagyobb méretű (>12m) silóknál szükséges a betároláskori osztályozódás csökkentése, a silókba épített elosztószerkezet segítségével.

Az első lehűlést követően az újrahűtésre akkor kerülhet sor, ha a lassú visszamelegedés hatására a termény hőmérséklete a 17 ^oC-ot a tároló bármely pontjában elérte. A kitárolás a toronytárolókra jellemző módon - a további hűtési lehetőség megmaradása mellett - akár szakaszosan is elvégezhető.

A vízszintes tárolókra alapozott hűtési technológiák kialakításánál a legtöbb esetben a szellőztető csatornarendszert is a technológia bevezetésével egyidejűleg kell kialakítani. A betárolásnál törekedni kell az egyenletes terményfelszín kialakítására, ahol ez a tárolószerkezetből kifolyólag nem lehetséges, ott a csatornarendszer telepítésénél, a csatornák osztásánál ezt figyelembe kell venni. A vízszintes tárolók fajlagosan nagyobb felszíne több hőmérő beépítését indokolja. A kitárolás mobil felszedőgépekkel megoldott, amit lehetőség szerint folyamatosan kell végezni, illetve úgy, hogy a hűtés lehetősége a még tárolóban maradt terménynél továbbra is megoldható legyen. Ezt legegyszerűbben a szellőztető csatornarendszer szakaszolásával lehet megvalósítani.

Hűtőgépek

A technológiák alapgépét képező szemestermény hűtőgépek különböző gyártók, forgalmazókon keresztül beszerezhetők. Az ajánlott gépek napi teljesítményük alapján 40-450 t/24h közöttiek (általában 16% nedvességtartalmú gabonára, 10 ^oC-ra történő lehűtése és 22 ^oC/60% környezeti levegő jellemzőkre vonatkozóan).

A különböző típusú szemestermény hűtőgépek működésüket tekintve hasonlóak, a gáznemű közvetítőközeggel üzemelő kompresszoros hűtőgépek családjába tartoznak. A hideglevegő ventilátor és az elpárologtató kapcsolata alapján nyomott rendszerűek. A rendszer előnye, hogy a ventilátor kompressziós munkája által keletkezett hőmennyiség az elpárologtató előtt adódik át a környezeti levegőnek, így a levegőt szükség szerint fagypont felett néhány ^oC-ig le lehet hűteni. A berendezések utánmelegítővel rendelkeznek, ami lehetővé teszi, hogy a levegőhűtőből kilépő, majdnem telített hideg levegőt utómelegítéssel szárítsuk, így száraz gabona hűtésére is alkalmassá válik, illetve bizonyos határig a tárolt gabona szárítását is elősegítsük.

A berendezések automatikusan üzemelnek, így a külső levegő jellemzőitől függetlenül, mindig a beállított hőfokú levegőt fújják be a tároló szellőztető rendszerén keresztül a terményréteg alá (3. ábra). Ez a környezeti levegővel végzett állagmegóvásnál gyakran nem valósítható meg.

A hűtőberendezés üzemi állapotának megítélésére szolgál a berendezésen elhelyezett két U-cső. Az egyiken a hideglevegő-ventilátor szűrőjén jelentkező nyomásveszteség és ennek folytán a szűrő elpiszkolódási foka figyelhető meg. A másik U-cső a kilépő csonkra csatlakozik és a hűtőberendezésre ható levegő ellennyomást méri, ami megfelel a tárolt gabonában és a légcsatornákban lévő nyomásveszteségeknek.

A hűtőberendezések általában mobil kivitelűek, ami biztosítj

a, hogy egy berendezéssel több tároló is kiszolgálható legyen.

Vizsgálati eredmények

A hűtőgépekkel - mind vízszintes, mind toronytárolókban tárolt különböző fajta és különböző nedvességű termények - elvégzett vizsgálatok eredményeit a 2. és 3. táblázatokban foglaltuk össze.

A 2. táblázat a GRANIFRIGOR KK-110 hűtőgéppel végzett korábbi vizsgálatok eredményeit mutatja. Ez a gép a jelenleg gyártott KK-140 AHY-nak felel meg. A vizsgálatokat a közvetlen 16-16,2% nedvességtartalommal betakarított búzánál, ill. a 16,7-18,4%-ra leszárított kukorica esetében végeztük el. A hosszabb tárolási idők esetében néhányszor újrahűtésre is sor került (4. ábra). A hűtési teljesítmények, köszönhetően a nedvesebb terménynek, a névleges teljesítményt elérték, sőt meg is haladták.

A különböző tárolási idők miatt a jobb összehasonlíthatóság végett a fajlagos energiafelhasználást kWh/t,nap-ban is megadtuk, ami szerint nedves kukorica hűtvetárolásánál ez az érték 0,026-0,028 kWh/t, a szárítógép hűtőzónájának kiiktatásával végzett hűtésnél 0,043 kWh/t, míg nedves búza hűtvetárolásánál 0,045-0,055 kWh/t.

A hűtvetárolás hatására bekövetkező száradás mértéke több tényezőtől függ (a hűtőlevegő relatív páratartalmától, azaz az utánmelegítés mértékétől, a termény nedvességtartalmától, az újrahűtések számától). Nedvesebb terményeknél nagyobb a száradás mértéke is. Vizsgálatainknál a kitárolt kukorica nedvességtartalma 14,1-15,4%, búzánál 15,1-15,3% volt.

A 3. táblázatban száraz (12,2-13,8%) termények hűtvetárolási kísérleteinek eredményeit mutatjuk be, azzal a megjegyzéssel, hogy a hűtésre nem közvetlenül a betakarítást követően került sor a kalászos gabonaféléknél, hanem későbbi időpontban, a tornyokba történő áttárolást követően. A hűtés folyamatát példaképpen az 5. ábra mutatja. Az ajánlott folyamatos hűtés helyett, ha a hűtési kapacitás szűkös, alkalmazható a szakaszos hűtés is (6. ábra), ahol első lépésként csak 16-20 ^oC-ra hűtjük le a terményt, majd később kerül sor a végleges hőmérsékletre történő lehűtésre. Az egyszeri lehűtést követően a lehűtött termények 2-3,5 hónap után felhasználásra kerültek, újrahűtésekre itt nem került sor. A szárazabb termények következtében ezekben az esetekben a hűtési teljesítmény elmaradt a névlegestől.

A fajlagos energiaszükségletek a fenti körülményeket és a különböző teljesítményű gépeket figyelembevéve 0,045-0,076 kWh/t,nap értékek között változtak.

A cikk terjedelmi korlátozottsága miatt a berendezések és a technológiák részletesebb elemzésére nem kerülhetett sor. Akiket a tématerület részletesebben érdekel, azok rendelkezésére állnak a hűtőgépek vizsgálata alapján készített, az FVM Mezőgazdasági Gépesítési Intézet által kiadott Mezőgéptesztek (Mezőgazdasági Gépvizsgálati Értesítők) ill. a 2.000-5.000 t-ás és a 10.000 t-ás gabonaszárító és tárolótelepi technológiákról összeállított Értesítő Termeléstechnológiák Műszaki és Gazdaságossági Vizsgálatáról c. kiadványaink, amelyekben a hűtvetárolási technológia más szárítási és tárolási technológiákkal együtt került elemzésre.