3. Tørring og tørringsanlæg til økologisk korn

Transkript

1 3. Tørring og tørringsanlæg til økologisk korn Valg af tørringsanlæg bør afhænge af, om kornet skal bevare sin spireevne eller ej. Med spireevne: Køling/beluftning Koldlufttørring Lavtemperaturtørring Uden spireevne: Højtemperaturtørring Køling/beluftning Afkøling til udetemperatur bør benyttes mest muligt. Da temperaturen oftest er lavere om natten og de tidlige morgentimer end resten af døgnet, gælder det om at gennemblæse kornet i disse perioder. Så længe kornet er varmere end udeluften, skal man ikke tænke på, om luften er mere eller mindre fugtig. Det vigtigste er at sikre en lav temperatur. Ved opbevaring af kornet på beluftningsanlæg kan kornet opbevares i hele lagringsperioden ved vandprocenter op til ca. 17 %. Et beluftningsanlæg kan udformes som et almindeligt lagertørringsanlæg, men der stilles ikke de samme krav til kanalernes dimensioner, idet kravet til luftmængde pr. time pr. ton korn kan begrænses til ca. 50 m 3 luft i timen pr. ton korn. Luften kan enten suges eller blæses gennem kornet. Lagringshøjden kan være over 5 meter. Afstanden mellem de enkelte luftkanaler kan være den samme som lagringshøjden dog maks. 5 meter. Et beluftningsanlæg kan være et godt supplement til et gennemløbstørringsanlæg, hvor det kan være vanskeligt at sikre en tilstrækkelig nedkøling af kornet, før det forlader tørringsanlægget. Ved at lagre kornet med mulighed for gennemluftning kan temperaturen sænkes i løbet af nogle timers gennemblæsning med kold natteluft. Tørring Tørring med kold eller opvarmet luft bygger på det forhold, at der er et bestemt forhold mellem luftens relative fugtighed og kornets vandindhold. Luftfugtigheden kan måles med forskellige instrumenter. Det mest udbredte instrument er et hårhygrometer. For at det skal vise rigtigt, kræver det hyppig justering. Det enkleste og mest sikre er et såkaldt vådt/tørt termometer, figur 1, hvor man ved hjælp af temperaturforskellen og en tabel kan finde frem til luftfugtigheden. 3. Tørring og tørringsanlæg til økologisk korn 1

2 Figur 1. Vådt/tørt termometer. Luftens relative fugtighed måles ved blæserens indsugningsåbning. Det dur naturligvist ikke at aflæse det hygrometer, som mange har hængende over skrivebordet. Det skal ud og hænge, hvor blæseren tager luften ind. Tabel 1 viser, hvorledes kornets vandindhold vil stille sig, hvis kornet gennemblæses med luft med forskellig relativ fugtighed (RF) og temperatur. Tabel 1. LIGEVÆGTSTABEL mellem relativ luftfugtighed og vandindhold i korn og frøafgrøder. Relativ luftfugtighed i procent C Byg 10,6 12,3 13,1 13,9 14,8 15,7 17,0 18,3 19,9 22,4 Hvede 11,5 12,7 13,5 14,0 14,8 15,7 16,8 17,8 19,5 21,0 5 Havre 10,5 11,8 12,5 13,0 13,8 14,5 15,9 17,5 19,8 23,1 Rug 11,2 12,1 12,9 13,7 14,5 15,3 16,3 17,5 19,5 22,0 Raps 6,2 7,1 7,5 8,0 8,5 9,5 10,5 11,8 13,2 14,8 3. Tørring og tørringsanlæg til økologisk korn 2

3 Ærter 10,8 12,4 13,2 14,0 14,8 15,5 16,5 17,6 19,2 22,5 Græsfrø 9,7 11,0 11,6 12,3 13,3 14,0 15,9 17,5 18,9 21,5 Byg 10,3 12,1 12,9 13,7 14,6 15,5 16,8 18,1 19,7 22,0 Hvede 11,2 12,5 13,3 13,8 14,6 15,5 16,6 17,6 19,3 20,8 10 Havre 10,2 11,5 12,3 12,8 13,6 14,3 15,7 17,3 19,6 22,9 Rug 10,9 11,9 12,7 13,5 14,3 15,1 16,1 17,3 19,3 21,8 Raps 6,7 6,9 7,3 7,8 8,3 9,3 10,3 11,6 13,0 14,6 Ærter 10,6 12,2 13,0 13,8 14,6 15,3 16,3 17,4 19,3 22,3 Græsfrø 9,5 10,8 11,4 12,1 13,1 14,1 15,7 17,3 18,7 21,8 Byg 10,1 11,8 12,6 13,4 14,3 15,2 16,5 17,8 19,4 21,9 Hvede 11,0 12,2 13,0 13,5 14,3 15,2 16,3 17,3 19,0 20,5 15 Havre 10,0 11,3 12,0 12,5 13,3 14,0 15,4 17,0 19,3 22,6 Rug 10,7 11,6 12,4 13,2 14,0 14,8 15,8 17,0 19,0 21,5 Raps 5,7 6,6 7,0 7,5 8,0 9,0 10,0 11,3 12,7 14,3 Ærter 10,3 11,9 12,7 13,5 14,3 15,0 16,0 17,1 19,0 22,0 Græsfrø 9,2 10,5 11,1 11,8 12,8 13,8 15,4 17,0 19,4 22,5 Byg 9,8 11,6 12,4 13,2 14,1 15,0 16,3 17,6 19,2 21,7 Hvede 10,7 12,0 12,8 13,3 14,1 15,0 16,1 17,1 19,1 20,3 20 Havre 9,7 11,1 11,8 12,3 13,1 13,8 15,2 16,8 19,1 22,4 Rug 10,5 11,4 12,2 13,0 13,8 14,6 15,6 16,8 18,8 21,3 Raps 5,5 6,4 6,8 7,3 7,8 8,8 9,8 11,1 12,5 14,1 Ærter 10,0 11,7 12,5 13,3 14,1 14,8 15,8 16,9 18,8 21,8 Græsfrø 9,0 10,3 10,9 11,6 12,6 13,6 15,2 16,8 19,2 22,3 3. Tørring og tørringsanlæg til økologisk korn 3

4 IX-diagram for fugtig luft Man kan finde luftens vandbærende evne i et såkaldt IX-diagram for fugtig luft, figur 2. Ved at anvende værdierne i tabel 1 og figur 2 kan man se, hvor meget luften skal opvarmes for at kunne tørre kornet ned til et bestemt slutvandindhold. Eksempel Figuren viser, at en opvarmning af luft fra 15 o C med 80 % rel. luftfugtighed, som er gennemsnitsforholdene i august-september måned, til 21 o C medfører en sænkning af luftfugtigheden til 55 %. Ved at blæse luften gennem fugtigt korn kan man regne med en mætning til ca. 90 %. Denne vandfordampning medfører en afkøling af luften langs den skrå linie. Ved at følge de lodrette linier kan man se, at der kan fjernes 12,2-10,2 g = 2 g vand pr. m 3 luft, der blæses igennem kornet. Ved dimensionering af varmekilde og større anlæg er det vigtigt at kunne anvende et IX-diagram for at beregne kapaciteten. Der kan normalt kun regnes med tørring i ca. 12 timer i døgnet, når der tørres med kold luft. Figur 2. IX-diagram. Eksempel:(1) 15 C varm luft med en relativ luftfugtighed (RF) på 80 % indeholder 10 gram vand. Ved opvarmning til 21 C (2) sænkes RF til 55 %. Ved tørring og en RF i afgangsluften på 90 % (3) indeholder luften 12,2 gram vand. 3. Tørring og tørringsanlæg til økologisk korn 4

5 Tommelfingerregel: Ved overslagsberegninger kan der regnes med, at m 3 luft kan fjerne en vandprocent fra 1 hkg korn. Yder en blæser, jvf. dens karakteristik, m 3 luft i timen ved det pågældende modtryk, kan den for eksempel nedtørre ca. 7,5 hkg korn 4 % i timen. Tørresvind Ved tørring af korn forsvinder der vand. Da vandprocenten beregnes i forhold til den samlede vægt af tørstof og vand er vægtsvindet over 1 kg pr. procent vand, der fjernes pr. hkg korn. Kg svind pr. % pr. hkg utørret korn = 100 / (100 v) (v = slutvandindhold[%]) Eksempel: 250 hkg korn skal nedtørres fra % vand. Tørresvindet bliver da: Tørrevind, hkg = 250 * (20-15) / (100-15) =14,7 hkg = (1470 liter vand) Tørrekapacitet Det er ikke muligt at give et entydigt svar på, hvor stor tørrekapaciteten skal være, idet først og fremmest vejret i høstperioden spiller ind, men også anlægstype og mejetærskerkapacitet spiller en rolle. Det vil dog være et godt anlæg, som kan nedtørre halvdelen af avlen i løbet af en 14 dages periode. Tørreblæsere Der findes to hovedtyper af blæsere, centrifugalblæsere, som også kaldes radialblæsere, figur 3, og axialblæsere, figur Tørring og tørringsanlæg til økologisk korn 5

6 Figur 3. Centrifugalblæser. Figur 4. Aksialblæser. Centrifugalblæsere med bagudbøjede vinger er de mest almindelige til tørring af korn, hvor lagtykkelsen overstiger 1,5-2 meter, idet de er bedre til at overvinde store modtryk end aksialblæsere. Sidstnævnte kan til gengæld yde en meget stor luftmængde ved lavt modtryk. 3. Tørring og tørringsanlæg til økologisk korn 6

7 Luftmodstand For at kunne dimensionere en blæser til et tørringsanlæg skal man kende luftmodstanden i kornet. Figur 5 viser modstandskurver for forskellige afgrøder. Det ses for eksempel, at luftmodstanden i korn ved en lufthastighed på 0,1 meter pr. sekund er ca. 40 mm VS (mm vandsøjle). En blæser bør kunne yde en luftmængde på mindst 360 m 3 luft pr. time pr. m 2 gulvareal. Det svarer til en lufthastighed på 0,1 m/s op gennem kornet. Denne hastighed vil i de fleste tilfælde være tilstrækkelig til at kunne forhindre kondensdannelse i kornet. Da der også skal regnes med en overgangsmodstand mellem kanal og korn, skal der afhængig af kanaltype regnes med et tillæg på mindst 20 mm VS. Figur 5. Luftmodstand ved gennemblæsning af forskellige afgrøder. 3. Tørring og tørringsanlæg til økologisk korn 7

8 Eksempel Der skal vælges blæser til et plantørringsanlæg med et gulvareal på 80 m 2, hvor kornet lægges i en højde på 1,5 meter. Med ovennævnte krav til blæseren skal den kunne yde m 3 luft pr. time. I figur 5 findes en luftmodstand på 40 mm VS pr. meter kornlag. Det vil sige, blæseren skal overvinde en luftmodstand i kornet på 40 x1,5 = 60 mm VS. Hertil skal lægges overgangsmodstanden på ca. 20 mm. Der skal således findes en blæser, som yder mindst m 3 luft pr. time ved et modtryk på 80 mm VS. Ved at anvende de karakteristikker, der er vist i figur 6, ses det, at en aksialblæser med en motoreffekt på 11 kw er i stand til at opfylde kravene. Hvis kornet lægges i for eksempel tre meters højde, er de viste blæsere ikke i stand til at opfylde betingelserne. Da lagtykkelsen kan variere afhængig af avlens størrelse, og der på visse tidspunkter kan være behov for tørring, anbefales det generelt at anvende centrifugalblæsere. Luftydelse med forskellige blæsertyper Statisk modtryk, mm VS Luftydelse, 1000 m3/h kornhøjde, 1m Kornhøjde,2 m Kornhøjde, 3 m Aksialblæser Centrifugalblæser Figur 6. Eksempel på blæserydelse med henholdsvis en centrifugalblæser og en aksialblæser ved forskellige lagtykkelser. Motorstørrelse 11 kw. 3. Tørring og tørringsanlæg til økologisk korn 8

9 Tørringssystemer Lagertørringsanlæg Figur 7. Lagertørringsanlæg med flere rum og med stålsider. (LM-foto). Princip: Tørring og lagring i samme anlæg uden flytning eller blanding af kornet. Lagertørringsanlæg stiller store krav til styring af luftens relative fugtighed, da det er den eneste måde, hvorpå der kan opnås ensartet vandindhold fra bund til top i kornlaget. Tørring uden varmetilsætning kan som regel forsvares, hvis kornet skal opfodres i egen bedrift. Det skyldes, at det ikke er nødvendigt at nedtørre kornet til et vandindhold, der er bestemt af kornhandelen. Det er normalt heller ikke noget problem at køle kornet, så der kan sikres en tilstrækkelig lav temperatur i kornet, jvf. figur 2 i den generelle delrapport. Det vil dog altid være en fordel at råde over en luftfugtighedsmåler for at kunne vide, hvornår det er ideelt at tørre, og hvornår det ikke er det. Ved tørring uden varmetilsætning kan der kun regnes med en effektiv tørretid på ca. 12 timer i døgnet. Ved tørring af korn med over ca. 20 % vand bør blæseren dog alligevel køre hele døgnet. 3. Tørring og tørringsanlæg til økologisk korn 9

10 Tørring med varmetilsætning vil ofte være nødvendigt, hvis der skal sikres et bestemt lavt vandindhold i kornet efter tørring, eller der ønskes effektiv tørring 24 timer i døgnet. Tilsætning af for megen varme kan medføre forøget risiko for overtørring af de nederste kornlag og kondensdannelse i de øverste kornlag. Problemer med kondens er størst, hvor der er valgt en blæser, som ikke kan yde en luftmængde på mindst 360 m 3 luft pr. m 2 gulvareal. Ved at se i tabel 1 med ligevægtsfugtighederne og IX-diagrammet, figur 2, kan man se, hvor meget luften skal varmes op under forskellige forhold. Det vil dog ofte være en omstændelig metode, da de naturgivne forhold ændrer sig mange gange i løbet af døgnet. Det kan derfor kraftigt anbefales at anskaffe en såkaldt hygrostat, som automatisk starter varmetilsætningen, hvis luftfugtigheden overstiger et vist niveau, der for eksempel kan være 65 % relativ luftfugtighed. Hvis hygrostaten placeres i anlæggets hovedkanal, kan den gennemsnitlige luftfugtighed holdes på et passende lavt niveau uanset vejrforholdene. Tabel 2. Driftsvejledning for lagertørringsanlæg. Vandprocent Under over 24 Lagtykkelse Maks. 3,0 m Maks. 2,5 m Maks. 2,0 m Maks. 1,5 m Tørring uden varme Blæser kører i dagtimerne eller ligevægtskema, dog min. 2 timer Blæser kører i døgndrift, indtil kornet føles levende i toppen. Derefter i dagtimerne. Hygrostatstyret blæser Hygrostat stilles på 65 % Hygrostat stilles på 85 % i de første dage, derefter 65 %. Let opvarmning u/automatik Varme tilsættes kl samt om dagen efter ligevægtskema. Ingen varmetilsætning, før kornet føles levende i toppen. Let opvarmning m/hygrostat i hovedkanal Hygrostat stilles på 65 %. Blæseren kører uafbrudt, indtil kornet er tørt. Korntemperatur Korntemperaturen følges i hele lagringsperioden. Der blæses med kold natteluft, når lufttemperaturen er 5 C under korntemperaturen. 3. Tørring og tørringsanlæg til økologisk korn 10

11 Dimensionering af kanalsystem Det er vigtigt for en god luftfordeling, at kanalsystemet er korrekt dimensioneret. Tværsnitsarealet af hovedkanalen bør være mindst 0,04 m 2 pr m 3 luft pr. time. Tværsnitsarealet i sidekanalerne bør være mindst 0,05 m 2 pr m 3 luft pr. time. Kanalafstanden bør ikke overstige halvdelen af kornhøjden, og der bør aldrig være mere end 0,7 meter fri afstand mellem de enkelte kanaler. Hvis der vælges buede kanaler, som er ca. 0,5 meter brede, kan de placeres med en afstand fra midte til midte på 1,2 meter. Kanallængden. Den nødvendige kanallængde bør være afgørende for valget af kanaltype. I tabel 3 vises hvilke kanallængder, der kan anvendes med forskellige kanaltyper. Tabel 3. Forskellige kanaltypers dimensioner og placering. Kanaltype Fri afstand mellem kanaler Lysning cm 2 Midterafstand ved fri gulvareal cm m 3 luft/time pr. kanal v/ 8 m/s Maks. kanallængde i m, ved 360m 3 /m 2 x time Drænrør 6", 160 mm ,9 1,8 Kørefast br. 20 cm, dybde 30 cm ,5 5,3 Trapez 12" ,2 4,2 Rundbue ,2 3,5 Rundbue ,7 6,1 Rundbue ,8 9,5 3. Tørring og tørringsanlæg til økologisk korn 11

12 Lagtykkelsen Max. kornhøjde ved tørring, m Maks. indlægningshøjde, m 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, Vandindhold, % Figur 8. Anbefalet maksimal kornhøjde ved forskelligt vandindhold. I et lagertørringsanlæg lægges kornet ofte i op til 3 meters højde. Det går normalt fint, hvis vandindholdet ikke er over18-20 %. I figur 8 ses de anbefalede lagringshøjder ved forskellige vandindhold. Grunden til, at lagtykkelsen ikke må være for stor, skyldes, at der skal store luftmængder til at sikre en hurtig nedtørring af så vådt korn. Når det nederste korn er tørt, kan der eventuelt lægges nyt korn ovenpå. Ved tørring af vådt korn kan tørretiden ved tørring i tykke lag vare så længe, at kornet kan nå at tage skade, før det er tørret. Ved fom eksempel at anvende blæsere med karakteristikker som vist i figur 6, kan der foretages efterfølgende beregning af, hvor lang tid tørring af forskellige kornmængder vil tage med forskellige blæsere. Det ses af tabel 4, at der kan spares både energi og fås en hurtigere nedtørring ved at tørre kornet i mindre portioner, hvilket kan udnyttes ved tørring af meget vådt korn. Fordele ved lagertørringsanlæg: Stor modtagekapacitet, men relativt pladskrævende. Langsomt tørringsforløb. Kræver god styring for af sikre ensartet nedtørring. Beluftning kan foretages i hele lagringstiden. Kan udformes primitivt, hvor tømning skal ske med suger. Selvtømmende kanaler kan anvendes, evt. i kombination med almindelige buede kanaler. Ulemper ved lagertørringsanlæg: Optager stort gulvareal. Kræver dyrt transportanlæg for at være rationel. Vanskeligt at opnå ensartet vandindhold. 3. Tørring og tørringsanlæg til økologisk korn 12

13 Tabel 4. Lagtykkelsens og blæsertypens indflydelse på tørretid og energiforbrug. (Gulvareal 80 m 2 - motorstørrelse 11 kw, udeluft 15 o C og 70 % RF). Eksempel: Blæsertype Centrifugal Aksial Lagtykkelse, m Kornmængde, hkg Blæserens ydelse, m 3 /time Luftmængde, m 3 /ton x time Blæserens egenopvarmn. o C 0,5 0,5 0,5 0,3 0,8 1,2 Blæserens effektbehov, kw 10,7 11,2 12,3 13,7 13,4 13,8 Tørring %, kg vand fjernes Gr. vand fjernes pr. m 3 luft 1,2 1,2 1,2 1,1 1,4 1,5 Tørretid, timer Tørretid, døgn á 12 timer 8,1 17,5 29,0 5,6 13,6 25,4 Energiforbrug pr. hkg, kwh 1,95 2,21 2,69 1,73 2,06 2,65 Tørring %, kg vand fjernes Gr. vand fjernes pr. m 3 luft 1,4 1,4 1,4 1,3 1,6 1,7 Tørretid, døgn á 12 timer 9,0 19,5 32,3 6,1 15,5 29,2 3. Tørring og tørringsanlæg til økologisk korn 13

14 Figur 9. Husk at sætte en dør med underliggende tømmeåbning i plansiloen, så det er let at komme ind i siloen ved tømning. Stålsiloer Figur 10. Stålsilo med mulighed for tørring og omrøring. Stålsiloer er en særlig form for lagertørringsanlæg, idet en del at de samme forhold gør sig gældende som ved indendørs lagersiloer. I nogle siloer er der installeret omrøring i form af lodrette snegle, som kan hente det tørrede korn ved bunden op og blande det i det overliggende korn. I siloer med konstant omrøring i tørringsperioden kan der anvendes højere tørrelufttemperatur og dermed opnå større tørringskapacitet uden risiko for kondensdannelse. 3. Tørring og tørringsanlæg til økologisk korn 14

15 Portionstørringsanlæg Princip: Portionstørring af mindre partier enten i lodret silo, plansilo eller visse mobile tørringsanlæg som tørrevogne og lignende. Nedtørringen styres ved beregning af tørretiden ud fra kornets vandindhold og varmluftaggregatets ydelse. Tørrelufttemperatur: Maks. 45 o C, hvis spireevnen skal bevares. Praktisk tørre- og køletid: Ca. ét døgn ved 4 % nedtørring. Anlægget kan ved hjælp af et ur eller en luftfugtighedsføler i afgangsluften indstilles til automatisk at afbryde varmekilden og senere standse blæseren, når kornet er kølet ned. Egenskaber: Som regel god udnyttelse af den tilførte energi. Kan tørre afgrøder med højt vandindhold. Kræver hyppigt tilsyn for effektiv udnyttelse. Stor forskel i vandindhold mellem det korn, der ligger nærmest luftindblæsningskanalerne og det sted, hvor luften forlader tørringsanlægget. Kornet vil som regel blive tilstrækkelig blandet ved tømning af anlægget. Gennemløbstørringsanlæg Princip: Kontinuerlig tørring og køling af korn i tynde lag under samtidig påfyldning af utørret korn samt fjernelse af det tørrede korn. Anlæggene kan fås både som stationære og som flytbare anlæg (mobiltørrerier). Nedtørringsgraden styres ved regulering af udmadningshastigheden og lufttemperaturen, eventuelt automatisk. Krav: Konstant eller automatisk arbejdende transportanlæg til og fra tørreri. Konstant eller regelmæssig betjening og tilsyn. Hvis der er problemer med effektiv nedkøling, kan kølingen med fordel fortsætte i lagersiloen. Ved tørring af store frø som ærter kan det være nødvendigt at lade ærterne passere tørringsanlægget to gange, idet der ellers er risiko for, at ærterne revner. Egenskaber: Høj lufttemperatur giver stor kapacitet og god tørringsøkonomi. Ensartet tørring færdig til lagring forudsat effektiv køling. Kan udbygges til stor kapacitet og høj grad af automation. Stiller små pladskrav. Uegnet til lette frø som for eksempel græsfrø. 3. Tørring og tørringsanlæg til økologisk korn 15

16 Efter en velgennemført tørring og nedkøling vil kornet kunne bevare sin kvalitet i meget lang tid med et minimum af tilsyn og kontrol. Tørreristyringer, oversigt Fabrikat Type Faciliteter Cimbria Fugtighedsstyring Autopilot UA 12 Styring af udmadningshastigheden på gennemløbstørringsanlæg efter temperaturmålinger i kornet. Cimbria Unicontrol UC UC Styring af udmadningshastigheden på gennemløbstørringsanlæg efter kornets vandindhold. Dan-Corn Tørreristyring TS-2 Hygrostatstyring af blæser og varmekilde. Den kan monteres med to hygrostater og to temperaturfølere. Kan monteres med aut. / -start af blæser. Kongskilde PST Aut. / -start af blæser og eventuelt varmekilde i forhold til hygrostat og varmekilde. LM Super Heat Hygrostatstyring Aut. / -start af blæser og eventuelt varmekilde i forhold til hygrostat og varmekilde. Mulighed for tilslutning af to hygrostater. LM Super Controller Aut. / -start af blæser og eventuelt varmekilde i forhold til hygrostat og varmekilde. Mulighed for tilslutning af to hygrostater. Der er også mulighed for styring af beluftning ved hjælp af temperaturstyring. Mertz Moisture Matic Styring af udmadningshastigheden på gennemløbstørringsanlæg efter kornets vandindhold. Mertz Calc-U-Drive Styring af udmadningshastigheden på gennemløbstørringsanlæg og stålsiloer med løbende udmadning efter kornets vandindhold. 3. Tørring og tørringsanlæg til økologisk korn 16