Nemcsak a gázszámla dönt
A betakarítás után a legtöbb telepen ma már nem az az első kérdés, hogy hány tonna termény érkezett, hanem az, hogy mennyibe fog kerülni a szárítás. A gabonaszárítás a növénytermesztési technológia egyik legenergiaigényesebb lépése a hosszútávú és biztonságos tárolás érdekében: olaj esetén literben, gáz esetében köbméterben vagy tonnában, valamint villamos kilowattórában, illetve ezeket átszámolva forintban is jól mérhetően tudjuk: mennyire „fűtjük az eget”.
Mennyi energia „ég el” valójában?
Nem véletlen, hogy új szárító vásárlásakor az üzemeltetési költség – különösen az energiaárak kilengése mellett – az egyik legfontosabb döntési szempont. Az viszont már kevésbé egyértelmű, mitől lesz valóban olcsóbban üzemeltethető egy gabonaszárító. A legtöbb gazdálkodó első gondolata a földgáz köbméterenkénti, a PB-gáz tonnánkénti, a gázolaj literenkénti ára, illetve a biomassza elérhetősége. De a teljes kép ennél bonyolultabb. A hőellátás, a szárító működési elve, a légtechnika, a szabályozás, az előtisztítás, a tárolás és a vezérlés együttesen döntik el végül mekkora számla érkezik, vagy mekkora költséget képvisel a termény kezelésében.
A gabonaszárítási folyamat lényege egyszerű: adott mennyiségű vizet vonunk el a terményből hőközléssel és levegőáramlással. Minden esetben megfelelő mennyiségű hőenergiát kell bevinni, függetlenül attól, hogy a hőt gáz, gázolaj, biomassza, villamos energia vagy hőszivattyú biztosítja a termény nedvességtartalmának függvényében. Minél magasabb a betakarításkori nedvességtartalom, minél nagyobb a vízelvonás mértéke és minél hidegebb a külső környezetből bevitt felhasznált levegő és annak relatív páratartalma, annál több energiára van szükség a szárítási folyamat során.
A gyakorlatban sokszor tapasztalható, hogy a hagyományos meleglevegős szárítók energiaigénye 0,5–1,0 liter fűtőolajnak megfelelő energiahordozó tonnánként és vízszázalékonként. Ha ezt egy átlagos kukoricaszárítási helyzetre vetítjük – például 1000 tonna, 20%-os nedvességtartalmú kukoricát kell 14%ra szárítani –, akkor 6 vízszázalékot vonunk el. Egy viszonylag jó hatásfokú rendszer is 3000–6000 liter fűtőolajnak megfelelő energiát igényelhet ehhez. Aki kiszámolja ezt mai energiaárakon, gyorsan megérti, miért érdemes az üzemeltetési költségeket optimalizálni.
A különböző típusú szárítók (mobil-, adag-, folyamatosüzemű szárítók direkt vagy hőcserélős változattal, ill. alternatív fűtéssel) hatásfoka nagyon tág sávban mozoghat, nagyjából 20–70% között. Nem mindegy tehát, milyen működési elv mellett döntünk, ude az sem, hogyan használjuk a meglévő berendezést. Az energiahatékonyság ma már nem pusztán környezetvédelmi szlogen, hanem nagyon is konkrét versenyképességi kérdés.
Gáz, gázolaj, biomassza vagy hőszivattyú?
A szárító üzemeltetési költségét gazdasági szempontból – a szárító működési elvén felül – az energiahordozó választása határozza meg. A földgáz és a PB-gáz évtizedek óta a legelterjedtebbek: tisztán égnek, jól szabályozhatók, automatizálhatók, nagy teljesítményre képesek. Ugyanakkor a hálózati hozzáférés és az árkockázat sok helyen komoly bizonytalansági tényező.
A fűtőolaj- vagy gázolajüzemű rendszerek nagy előnye a rugalmasság: ott is megoldást jelentenek, ahol nincs gáz, vagy túl drága lenne a csatlakozás. Ugyanakkor a literár és az adóterhelés miatt ezeknél is magas és ingadozó lehet a költség, a tárolás és a környezetvédelmi szempontok (tartály, szivárgás, ellenőrzés) szintén számítanak.
A biomassza-tüzelés – faapríték, szalma, egyéb melléktermék – vonzó lehetőségnek tűnik, hiszen sok gazdaságban rendelkezésre állhat „ingyen” tüzelőanyag. A valóságban azonban bonyolultabb tüzeléstechnika, magasabb karbantartási igény, hamukezelés és folyamatos üzemanyag-logisztika tartozik hozzá. Nem véletlen, hogy sokan csak részben váltanak át rá, vagy kombinált rendszerekben gondolkodnak.
Az utóbbi évek egyik legizgalmasabb iránya a villamos energia és a hőszivattyús szárítók térnyerése lehet. Ezeknél az a fő ígéret, hogy egységnyi villamos energiából a hőszivattyú elve alapján többszörös hőenergiát lehet előállítani, vagyis bizonyos feltételek mellett alacsonyabb fajlagos költséget érhetünk el. Különösen ott lehet reális alternatíva, ahol saját napelemrendszer vagy kedvező villamosenergia-szerződés áll rendelkezésre. Ugyanakkor magas a beruházási igény, és nem minden üzemméretre, terményre és klimatikus viszonyra ad egyformán jó választ.
A lényeges azonban tudnunk, hogy önmagában az energiahordozó nem dönti el, hogy olcsó vagy drága lesz-e a szárítási folyamatunk. A szárító működési elve is fontos, hogy a termény mennyi időt tölt a szárítóban, milyen a levegő áramlástechnikai kialakítása, mekkora a folyamat hővesztesége, mennyire pontos a szabályozás, és hogy mennyire kényszerülünk túlszárításra.
A túlszárítás mint láthatatlan költség
A túlszárítás az egyik legnagyobb, mégis sokszor alig látható költségtényező. Bár napjainkban ez a tényező már elenyésző mértékű annak, aki modern és korszerű szárító beruházást valósított meg. Az üzemeltetők és termelők a szállítási feltételek és a tárolási kockázatok miatt a gyakorlatban inkább „ráhúznak egy kicsit” a szakma által elfogadott értékekre a biztonságos hosszútávú tárolás érdekében. Ha például 14% a szerződés szerinti nedvességtartalom, a biztonság kedvéért gyakran 13% vagy még kevesebb a szárítás végső értéke.
Papíron ez egyetlen vízszázalékkal történő alászárítást jelent, ami valóságban annyit tesz, hogy ennek megfelelő plusz hőenergiát kell bevinni a rendszerbe, mely esetenként aránytalanul is magas lehet. Nemcsak az energiaigény nő meg 10–20%-kal, hanem csökken a szárító áteresztőkapacitása is: ugyanannyi idő alatt kevesebb termény megy át a rendszeren. Ez különösen akkor látványos, amikor szűk a betakarítási ablak, a kombájn októl a beszállítás már nehézséget okoz (vagy a kombájnolást meg is kell állítani), mivel a szárító „nem bírja”.
A túlszárításnak minőségi vonzata is van. A túl nagy hőmérsékleten, túl gyorsan szárított szemeknél belső feszültségek alakulnak ki: repednek, nő a törtszem-arány, romlik a tárolhatóság és bizonyos felhasználási módoknál (pl. takarmánynál) a minőség is. A „biztonsági ráhagyás” így egyszerre jelent többlet energiát, kapacitásveszteséget és tömegcsökkenést.
A modern szárítástechnika egyik kulcskérdése ezért az, hogyan lehet minél egységesebb elvárt kimenő nedvességtartalmat elérni.
Mit tud egy korszerű szárítógép?
Energiahatékonysági szempontból ma már jól látszik, milyen működési elvek irányába mozdul a fejlesztés. Az egyik irány a vékony terményoszlopra épülő szárítók alkalmazása. A klasszikus keresztáramú rendszereknél a levegő egy több méter vastag gabonaoszlopon áramlik át. A belső zónák gyakran túlhevülnek, a külső rétegek viszont nem száradnak ki kellően, ezért a kezelő kénytelen a teljes rendszert túl hosszú ideig vagy túl magas hőmérséklettel járatni. Ennek eredménye az egyenetlen nedvességtartalom és a kényszerű túlszárítás.
Ezzel szemben a vékonyabb terményoszlopot használó megoldásoknál – ahol a gabona két keskeny oszlopban halad, és a meleg levegő nagy felületen, egyenletesebben áramlik át rajta – kisebb hőmérséklet-különbség alakul ki a teljes keresztmetszetben. Ez önmagában is kedvezőbb, mert kevesebb a hősérült szem, és szűkebb a kimenő nedvességtartalom szórása, így kevesebb ráhagyásra van szükség.
A másik kulcspont a terményáramlás szabályozása. A szárító belső, forróbb zónájában haladó gabona akkor nem lesz „hősérült”, ha gyorsabban tud áramlani, mint a külső, hűvösebb zónában haladó rétegek. Vannak olyan konstrukciók, amelyek speciális adagolócsigákkal vagy belső csigás megoldásokkal biztosítják, hogy a belső oszlop áramlási sebessége nagyobb legyen, így a két zóna száradása kiegyenlítődik. A cél mindig ugyanaz: a szárítóból kilépő termény nedvességtartalma minél homogénebb legyen.
Ide tartozik a hőszigetelés és a hővisszanyerés kérdése is. A nagy, meleg felületek hővesztesége önmagában is jelentős lehet. Ha a szárító oldallemezei, a meleglevegő csatornái nincsenek megfelelően szigetelve, akkor gyakorlatilag a környezetet is fűtjük. A felületi veszteségek csökkentésével önmagában is mérhető energiamegtakarítás érhető el. A termény visszahűtésből származó vízben telítetlen meleg levegő hőtartalmának részleges vagy teljes visszaforgatására épülő megoldások pedig tovább javíthatják a hatásfokot, különösen hűvös, nedves időben.
A gyakorlatban érdemes a forgalmazótól nemcsak a névleges kapacitást megkérdezni, hanem azt is, mekkora terményoszlop-vastagsággal dolgozik a szárító, hogyan oldják meg a légáramlást, milyen hőszigetelési és hővisszanyerési megoldásokat alkalmaznak, és mit tudnak mondani a kimenő nedvességtartalom szórásáról valós mérési adatok alapján.
Érzékelők és vezérlés: a gázszámla másik fele
A „vas” önmagában nem elég, ha vakon üzemeltetjük. Az utóbbi évek fejlesztéseinek egyik látványos területe az érzékelők és a vezérlőrendszerek világa. A korszerű szárítóknál ma már alapelvárás, hogy a gabona és a levegő hőmérsékletét, nedvességtartalmát több ponton mérjék. A belépő és kilépő termény paramétereit, a különböző szárítózónák hőmérsékletét folyamatosan figyelő érzékelők teszik lehetővé, hogy a vezérlés valós időben módosítsa a termény szárítóban benntartási idejét, a valós hőmérséklet- és/vagy nedvességadatok alapján.
Egyre elterjedtebbek az online nedvességmérők is, amelyek a szállítóvonalban, mozgás közben mérik a gabona nedvességét. A NIR-alapú rendszerek képesek folyamatos visszacsatolást adni a szárítónak, így csökkenthető az a holtidő, amíg a kezelő csak a labor eredményből vagy a kézi gyorsmérőből látja, hogy eddig túl vagy kevésbé szárította a terményt a kívánt kimenő nedvességtartalomhoz képest.
Az adatok önmagukban nem érnek sokat, ha nem kapcsolódnak hozzájuk megfelelő algoritmusok. A fejlettebb szabályozók ma már nemcsak küszöbértékek alapján kapcsolgatnak, hanem a szárítás dinamikáját is figyelembe veszik: megtanulják, hogyan reagál a rendszer a külső hőmérséklet változására, a betáplált termény nedvességének ingadozására, és ennek megfelelően finomhangolják a beavatkozást. Ezzel nemcsak a túlszárítás, vagy nem megfelelő nedvességre szárítás kerülhető el, hanem a szárító üzemi teljesítménye is egyenletesebb lesz.
A terménytároló silóban és a csarnokban alkalmazott szenzorok szintén az energiahatékonyság szolgálatában állnak. A több szintre telepített hőmérőkábelek, a nedvességfigyelés és az ezekhez kapcsolódó automatikus ventilátorvezérlés lehetővé teszik, hogy csak akkor és annyit szellőztessünk, amennyit a termény állapota és a külső-belső levegőviszonyok indokolnak. A jól működő tárolótechnika csökkenti a penészedés, melegedés, minőségromlás kockázatát, és lehetővé teszi, hogy a szárítóban se kelljen „biztonsági túlzásokba” esni a hosszútávú tárolás érdekében.
A szárító nem magányos gép
A gyakorlat azt mutatja, hogy a legtöbb energiát és pénzt azok a gazdaságok tudják megspórolni, amelyek nem különálló gépekben, hanem rendszerben gondolkodnak. A szárító előtt lévő tisztító, az oda vezető gabonaszállító rendszer és a mögötte lévő tárolótechnológia együtt határozza meg, mennyire hatékony a teljes lánc.
Ha az előtisztítás hiányos vagy alulméretezett, a rendszer feleslegesen fűt poros, pelyvás, törtszemekkel terhelt anyagot. Ez nemcsak az energiaigényt növeli, hanem a tűzveszély kockázatát is, és rontja a szárítás légtechnikájának hatásfokát is. Ha a csigák, elevátorok, láncos szállítók sem megfelelően vannak méretezve, akkor a tisztítógép vagy nem megfelelő teljesítménnyel jár és kihasználatlan, vagy torlódik előtte a termény, mivel az anyagmozgató rendszer túl lett méretezve, és a tisztítógép „nem bírja”. Mindkettő felesleges veszteséget jelent.
Ugyanez igaz a tárolókapacitásra és a szellőztető rendszerre is. A jól méretezett, megfelelően szellőztetett, akár forgatási lehetőséggel ellátott silókban sokkal könnyebb stabil minőségben, alacsony veszteséggel tartani a terményt. Ha az üzemeltetető számíthat arra, hogy a silóban is rendelkezésre áll egy bizonyos mértékű „utószárító” és/vagy hűtőhatás, akkor a szárító üzemeltetésében is nyugodtabban megközelíthető a kívánt nedvességtartalom, és nem kell több vízszázalékkal alászárítani.
Milyen kérdéseket tegyen fel a gazda?
Egy új szárítórendszer kiválasztásakor ma már nem elég azt megkérdezni, hány tonna az óránkénti kapacitás és mekkora teljesítményű égőfej tartozik hozzá. Aki az üzemeltetési költséget tartja szem előtt, ennél tovább megy. Érdemes rákérdezni a fajlagos energiaigényre tipikus kukorica- és búzaszcenárióban, a kimenő nedvességtartalom szórására, a terményoszlop vastagságára, a légtechnikára, a hőszigetelésre és a hővisszanyerésre. Nem mindegy, 5milyen érzékelő- és vezérlőcsomag tartozik az alapfelszereltséghez, és mit kell külön megvásárolni.
Érdemes felmérni azt is, hogy a forgalmazó csak a szárítót kínálja, vagy komplett megoldást: tisztítót, anyagmozgató berendezéseket, silót, szellőztetést, monitoringot. Az olyan szereplő, aki a teljes rendszerre ad technológiai javaslatot, energia- és megtérülésszámítással, hosszabb távon nagyobb biztonságot és valós költségcsökkenést tud hozni, mint az, aki csupán egy gépet helyez el az udvaron, illetve a gépek szervízelés és karbantartása is egyszerűbbé válik egy teljes rendszer beszállító választásával.
Nem csak gép, hanem energia-stratégia
A gabonaszárítás üzemeltetési költségét a jövőben sem fogjuk „megúszni”, de egyre több olyan eszköz áll rendelkezésünkre, amellyel kézzelfoghatóan csökkenthető ez a tétel. A kérdés ma már nem az, hogy gázról vagy olajról „megéri-e” átállni valamire, hanem az, hogy az adott gazdaságban milyen hőellátás, milyen működési elvvel, milyen szabályozással és milyen rendszerbe illesztve adja a legjobb fajlagos költséget.
Aki ma szárítót választ – vagy a meglévő technológiáját fejleszti –, valójában energia-stratégiát is választ. Ebben a stratégiában a hőellátás csak az egyik döntés. Ugyanolyan fontos, hogy a szárító működési elve mennyire kényszerít túlszárításra, mennyire magas a hőveszteség, hogyan mérünk és hogyan vezérelünk, és hogy mi történik a gabonával a szárítási folyamat előtt és után.
Az a korszerű technológiát értékesítő partner, aki ezekre a kérdésekre nemcsak prospektus-szlogeneket, hanem mért adatokat, referenciaüzemeket és kipróbált megoldásokat tud felmutatni, nagy valószínűséggel nemcsak egy új gépet ad el – hanem valóban olcsóbban üzemeltethető gabonakezelési technológiát is.
Sándor Ildikó
Fotók: shutterstock.com
Agrárágazat Tudástár: Gabonaszárítás energiahatékonysága – A gabonaszárítás költségeit nem csak az energiahordozó ára határozza meg, hanem a szárító működési elve, a légtechnika, a hőveszteség, a szabályozás pontossága és a túlszárítás mértéke is; a korszerű érzékelők, vezérlés, hővisszanyerés és a rendszerben gondolkodó technológia jelentősen csökkentheti az energiafelhasználást és a terménykezelés fajlagos költségét.
