Energiahatékonyság és minőség a terményszárításban – Mindegy mit eszünk?

Gyakran halljuk a mondást, hogy „Azzá leszel, amit eszel”. De tudjuk-e, hogy mit eszünk? Meg kell bíznunk másokban. Mások szakértelmére, jóindulatára, lelkiismeretességére kell hagyatkozunk, ami nem mindig könnyű feladat, főleg ha figyeljük a ránk zúduló híreket is. Környezetünk védelmének egyik fontos szegmense a gabonáink és a takarmányok biztonságos raktározása és minőségének védelme (a takarmányok minősége az állati eredetű élelmiszereink minőségét is jelentős mértékben befolyásolja).

Tudományos kutatások szerint, 50 °C felett kedvezőtlen folyamat indul be és a hőmérséklet növekedésével egyre erősödik, a fehérjék denaturálódnak, a zsír oxidálódik, az enzimek, vitaminok inaktiválódnak. Nagyon fontos, hogy a szárítási folyamatot ennek figyelembevételével valósítsuk meg a gyakorlatban! Ez az élelmiszeripar és az állattenyésztés jogos igénye. Minden ettől magasabb kilépő hőmérséklet mellett lezajló vízelvonási folyamat veszteséget okoz a szárító üzemeltetése során.

Nem a különböző nedvességtartalommal beszállított termény az elsődleges ok, hanem ennél sokkal összetettebb a kérdés.

Eltérő nedvességtartalmú terményt eredményez, ha a szárító hő terhelése a belépő oldalról nem homogén. Ugyancsak nagy nedvességtartalom eltérést okozhat, ha a termény áramlási sebessége nem egyenletes, de az is komoly zavarok forrása lehet, ha a nyomásviszonyok nem kiegyenlítettek a torony teljes felületén.

A raktározás biztonságát zavaró tényezők

Mikrobák már a betakarított terményben is vannak. A raktározás során azonban kedvező feltételeket találhatnak a szaporodáshoz. Ha a betárolt terményhalmazban meleg, párás klíma alakul ki, akkor az ehhez szükséges alapvető feltételek máris adottak. A szárítási folyamat szoros kontrollja révén kiszűrhetők azok a tényezők, amelyek nagy nedvességtartalom eltérést, és ezzel nehezebben raktározható terményt eredményeznek. Az 1. és 2.ábrát úgy kell értelmezni, hogy a toronyból kilépő levegővel szemben állunk, azaz a hideg oldalon, így tekintünk a szárítóra. Fent a hideg, nedves terményt betöltjük, lefelé haladva pedig meg kell száradnia. Az adatokat kukorica szárítása közben rögzítettük, és mindkét ábra az adott torony jellemzőjeként viselkedett, folyamatosan hasonló értékeket láttunk ezeken a szárítókon.

1.ábra Szárító torony hőképe, felülről lefelé haladva.

A lényegesen melegebb jobb oldalon végig haladó termény sokkal szárazabb lesz, mint a bal szélen Mi ennek a következménye? Nézzük kicsit távolabbról.

Mi történik, ha gombákkal, baktériumokkal szennyezett a takarmány?

Ha mikrobákkal szennyezett terményt kapott a jószág, a húsbolti eladó már nem tud vele mit kezdeni, eladja – persze csak ha határérték alatti a szennyeződés mértéke a húsban. A vevő megveszi, hiszen a vevők többsége nem biokémikus. Az állattenyésztőnek az összes szakértelmére szüksége van, ha határérték alatt akarja tartani a hús kérdéses paramétereit. Ebbe beletartozhat egyebek mellett toxinkötők vagy a szokásosnál több gyógyszer használata is. De mi történt a raktárban? A raktár személyzete is a maximumot nyújtotta, szintén sokat dolgozott, hogy határérték alatt tartsa a mikrobákkal szennyezett termény paramétereit, a termény eladhatósága érdekében. Akkor már csak a szárítókezelők lehetnek a fő okozói a problémának?! Gyorsan mentsük fel őket is, mert a kezelők is minden eszközt szakszerűen használtak, folyamatosan mérték a száraz termény nedvességtartalmát, ami átlagosan 13,5%, azaz 14,5% alatt volt, amikor mégsem, akkor újra rávezették a szárítóra. Mégis penészesedés indul a raktárban. A 14,5% alatti nedvességtartalmú termény jól raktározható, a baj az átlaggal van.

Méréseink szerint ugyanis 5-6%, vagy akár nagyobb is lehet az egyszerre kiadagolt terménytömegben a nedvességtartalmom eltérés. Mivel a szárítóból kiadagolt különböző nedvességtartalmú termény összekeveredik, a kezelő csak az átlagos nedvességtartalmat tudja mérni.

A terménytömeg egy része 10,5% – és túlságosan meleg is a túlszárítás miatt – a másik része 16,5% nedvességtartalommal hagyja el a szárítót (így a mérhető átlag 13,5%, ami alapján a szárítóból kitárolt termény raktározható, de a 14,5% egyensúlyi nedvességtartalomnál nedvesebb tömegrész problémák forrása lehet).

Nedves, páradús, meleg környezetben a mikroorganizmusok szaporodása felgyorsul.

De hogy alakulhat ki a raktárakban ilyen helyzet? A raktárba naponta nagy tömegű 200-300 tonna termény is bekerülhet a nappali időszakban, amikor a környezeti levegő hőmérséklete 20 °C felett is lehet. Mivel a szárított termény hűtésére környezeti levegőt használunk, így a hűtés hatásfoka rosszabb lesz. Akár 30-40 °C is lehet a nappal betárolt termény hőmérséklete a raktárakban, főleg, ha a túlszárítás miatt bevezetett többlet hőenergiát is számításba vesszük. A 14,5%-nál nedvesebb terményrésszel pedig nagy mennyiségű víz kerül a termény halomba. Vizsgáltunk olyan szárítót, ahol a nedvességtartalom a kiadagolt termény 40%-ában 14,5% fölött, a másik 40%-ában pedig 11% volt. Ha két műszakban 400 tonna teljesítménnyel számolunk, akkor minden nap több mint 3000 liter víz kerül be a raktárba, ami az egyensúlyi nedvességtartalomnál nedvesebb terményben van. A túlszárított termény tudna ugyan nedvességet felvenni, azonban ehhez sok idő kell és nedvességtranszport. Ezen a hőmérsékleten a nedvességtranszport ki is alakul a garmadán belül, és meleg, párás környezetet biztosít. A penészgombák és baktériumok is ott vannak, mert a szántóföldről is kerül a raktárba. Ezzel záródott a kör, minden feltétel adott a gombák, mikroorganizmusok szaporodásához.

Van megoldás a problémára?

A szárítási folyamat szoros kontrollja révén kiszűrhetők azok a tényezők, amelyek nagy nedvességtartalom eltérést, és ezzel nehezebben raktározható terményt eredményeznek.

A biztonságos tároláshoz homogén nedvességtartalmú terményt kell biztosítani, ez azonban a kezelők számára rendelkezésre álló eszközökkel a szárítás során gyakran nem biztosítható.

A szárítóból kiadagolt termény heterogén nedvességtartalmát előidéző okokat fel kell deríteni, alkalmat adva a nedvességtartalom szélsőértékeinek közelítésére. Homogén nedvességtartalom esetén a raktározás feltételei jelentősen javulnak, a mikrobák életfeltételei romlanak, kisebb költséggel (hatékonyabb energiafelhasználással) jobb terményminőség érhető el. A kazán feletti tér hőmérsékletének homogenizálása elsődleges jelentőségű kérdés, mert ha aszimmetrikus a torony hő terhelése, annak nem csupán nagy nedvességtartalom eltérés a következménye, hanem jelentősen magasabb energiafelhasználás és fokozódó tűzveszély. Az 1. ábrán látható esetben 35-45 °C kilépő levegő hőmérséklet helyett nagy felületen, ennek a dupláját mértük. Ez óriási veszteség, ugyanis sok tízezer köbméter levegő halad át a szárítókon óránként.

A következő 2. ábrán a termény áramlási sebességének az eltéréséből alakul ki nedvességtartalom különbség. Jól látszik, hogy a középső részen gyorsabban haladó termény nem tud eléggé megszáradni.

2.ábra Eltérő sebességgel haladó termény

Elérhető-e a homogén nedvességtartalom?

Nagy dilemma a termelőknél, hogy ha energiatakarékossági és környezetvédelmi okból nem engedi a túlszárítást, akkor a raktározás feltételei romlanak, mert a nedves tömegrész lesz több, a romlási folyamatok beindulhatnak.

Tehát ha ugyanolyan belépő hőmérséklet mellett kissé gyorsítom a termény áramlását a toronyban, akkor rövidebb időt tölt el a termény a szárítózónában, kevesebb vizet veszít, de a torony egyes részeinek eltérő vízelvonási tulajdonságai nem változnak. Ezért ha az átlagos nedvességtartalom 11,5%-ról 12,5%-ra emelkedik, az alsó túlszárított mennyiség csökken, felmegy 9,5%-ra, a felső pedig 15,5 %-ra, látható hogy a fenti példához képest már megjelenik a 14,5% fölötti nedvességtartalmú tömeg, ezzel már el is veszítettük a raktározás optimális feltételeit. Ha az átlagot 13,5%-ra emeljük, akkor már 16,5%-os nedvességtartalmú szemek is lesznek, /2. ábra/ ami a raktárban fentebb részletezett következményekkel jár. Ezzel együtt azonban csökken a túlszárított tömeg.

3. ábra A szárítókezelő döntési lehetőségei

A dilemmát a szárítótorony alapos vizsgálata oldhatja fel, mely rávilágít a nagy nedvességtartalom eltérés okára. Egy kukorica szárítás során végzett mérés eredményei megmutatták, hogy a torony egyik felét 100%-kal magasabb hőmérsékletű szárító levegő éri, mint a másikat (1. ábra) A kazánoldal hőmérsékletének homogenitását biztosító légkeverőidomok beépítése után a nedvességtartalom-különbség jelentősen csökkenthető. Ha pl. már csak 4% (6% helyett), akkor már megalapozott a 11,5% helyett a 12,5%-os átlag mellett dönteni, mert a feltételeket biztosítottuk ehhez és 9,5-15,5% helyett, 10,5-14,5% lesznek az új szélsőértékek (2. ábra).

A szélsőértékek további közelítésében a következő lépést akkor lehet megtenni, ha a termény áramlási sebességének a kiegyenlítése érdekében is tettünk sikeres intézkedéseket.

A napraforgó szárítása során még fontosabb a folyamat kontrollja, mert alacsonyabb a gyulladási hőmérséklete és az illóolaj tartalma miatt fokozottabb a tűzveszély is.

Miért van túlszárítás?

Magyarországon jellemző a túlszárítás. Ezzel a megállapítással több fórumon lehetett találkozni az elmúlt évtizedekben. Mégis be kell látnunk, hogy a kezelő személyzetnek nincs más eszköze, ha a szárítóból nagy nedvességtartalom eltéréssel jön ki a száraz termény.

A szárító berendezések többségén nincs az egyenletességet befolyásoló paraméterek állítására, üzem közbeni szabályozására lehetőség. Így a raktározási problémákat – megfelelő eszközök hiányában – sok helyen túlszárítással igyekeznek elkerülni.

Ez azt jelenti – fenti példánknál maradva – hogy a felső nedvességhatár 14,5%, ekkor azonban az alsó érték 8,5%, az átlag pedig 11,5%. Erre a nedvességtartalomra szárítani költséges (a nedvességtartalom csökkenésével egyre több energiára van szükség minden további 1% nedvesség elpárologtatásához).

A jelentős túlszárítás a beltartalmi érték csökkenésével is együtt jár, ami nehezen számszerűsíthető, de számottevő veszteség (elsősorban az előállított alapanyagok minőségében jelentkezik). Továbbá a termény értékesíthető súlyát is csökkenti, ezen keresztül az értékesítési volumen és a bevételek is csökkennek.

4. ábra Energiamegtakarítás szárítás közben, ha a száraz termény átlagos nedvességtartalmát a sikeres műszaki korrekció eredményeként, kontrolláltan 1%-kal feljebb visszük

Az optimális vízelvonási folyamat megvalósítására, a veszteségek kiiktatására illetve minimalizálására való törekvés során, tudományos szintekig fejlesztett megoldások születhetnek egy-egy szárítón is. Így az előre vetített megtakarítások nagy része már akkor is előállhat, ha csak a legnagyobb termelők figyelmét ragadja meg a szárítási folyamat teljes kontrolljának fontossága, azaz a precíziós szárítás. Ez lesz a következő témánk júliusban.

Az átlagos nedvességtartalom 1%-os emelésénél a hangsúly, a műszakilag megalapozott intézkedéseket követően meghozott döntésen van.

Szerző: Speiser Ferenc, a precíziós szárítás szakértője, a Videokontroll tulajdonosa

Fotók forrása: termenyszaritas.hu