erfolgreiche trocknung von getreide und körnermais · staubabscheidung, steuerung und...
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Dr. Markus BöckelmannDipl.-Ing. Maschinenbau
Dr. Markus Böckelmann, Münsteröffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger der Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen für Technik in der Landwirtschaft
Erfolgreiche Trocknung von Getreide und Körnermais
Wintertagung Vereinigte Hagel08.12.2016 Hannover
Dr. Markus BöckelmannDipl.-Ing. Maschinenbau
Erfolgreiche TrocknungErfolgreiche Trocknung
Inhalt des Vortrages:
• Konservieren durch Trocknung• Einflussparameter auf die Trocknung
und Qualität• Anlagentechnik• Zusammenfassung / Ausblick
Dr. Markus BöckelmannDipl.-Ing. Maschinenbau
Erfolgreiche TrocknungErfolgreiche Trocknung
ManagementLogistik
Bedienung
Anlagentechnik Trocknungsgut
Trocknungsleistung TrocknungskostenProduktqualität
Dr. Markus BöckelmannDipl.-Ing. Maschinenbau
Erfolgreiche TrocknungErfolgreiche Trocknung• Die verfahrenstechnische Transparenz von
Trocknungsanlagen ist bei vielen Anlagen eingeschränkt. Eine den tatsächlichen Erfordernissen optimal angepasste Betriebsweise erfordert vertiefte Kenntnisse der konkreten Anlage und des Produktes.
• Bei steigenden Qualitätsanforderungen an das Trocknungsgut, Trocknerleistung, Energiekosten und Umwelt (Staub, Lärm) muß die Anlagentechnik und Betriebsweise effizient eingesetzt werden.
• Trocknungsanlagen, bei denen die betriebsrelevanten physikalischen und ökonomischen Eckdaten protokolliert oder visualisiert werden, arbeiten vorteilhafter.
Dr. Markus BöckelmannDipl.-Ing. Maschinenbau
Wer mit Getreide Geld verdienen will muss:
- Getreide in allen Bereichen der Nacherntetechnik dem Stand der Technik entsprechend behandeln und dieses dokumentieren.
- Hier sind die Anforderungen für die Landwirtschaft und die Getreide aufnehmende Hand gleich!
Dr. Markus BöckelmannDipl.-Ing. Maschinenbau
Erfolgreiche TrocknungErfolgreiche Trocknung
Körnerkühlung
Rel
. Luf
tfeuc
hte
(%)
Durchlauf- trocknung
Lebensbereiche von Mikroorganismen und Arbeitsbereiche der Konserv ierungsverfahren
60
50
40
30
90
80
70
20 30 40
20
10
-10 0 90
Temperatur (°C)
Lebensbereich Mikroorganismen
Belüftungstrocknung
Satztrocknung
50 60 70 8010
Dr. Markus BöckelmannDipl.-Ing. Maschinenbau
Erfolgreiche TrocknungErfolgreiche TrocknungEigenschaften des Trocknungsgutes feststellen.....
Dr. Markus BöckelmannDipl.-Ing. Maschinenbau
Erfolgreiche TrocknungErfolgreiche TrocknungFeuchtgehaltsverteilung in Getreidekörnern bei versch. Reifestadien in %
zusätzliche Dauer-lagerung
Trocknung trocknungVerdunstungs-
Trocknungtechnische
Abreife Ernte Trocknung Dauerlagerung
aktivevegetative
passive
22%
21%
21%
21% 21% 21%
16%
16%
16% 16% 14%13% 13%
13%
13%
12%11% 11%
11%
11%
Dr. Markus BöckelmannDipl.-Ing. Maschinenbau
Erfolgreiche TrocknungErfolgreiche Trocknung
150
200
50
100
0 40 60 80 100
Ener
giev
erbr
auch
(%)
20
Temperatur der Trocknungsluft (°C)
Energieverbrauch zum Trocknen von unreifem Getreide
Unreifes Getreide
Reifes Getreide
Dr. Markus BöckelmannDipl.-Ing. Maschinenbau
Erfolgreiche TrocknungErfolgreiche Trocknung
Vergleich unterschiedlicher Trocknungszeiten (Konsumweizen)
15 %
16 %
17 %
18 % 5
19 %
20 %
1 20
40
60
80
100
120
140
160
Trocknungszeit [min]
Pro
dukt
feuc
hte
[%]
unzureichende Prozessführung, defizitäre Anlagentechnik und / oder fehlende Kornreife
Unterschiedliche Trockner mit gleichem Inhalt und gleicher installierter Heizleistung
günstige Prozessführung, gute Anlagentechnik und / oder optimale Kornreife
Dr. Markus BöckelmannDipl.-Ing. Maschinenbau
Erfolgreiche TrocknungErfolgreiche TrocknungWasserentzug bei der Warmlufttrocknung:
Getreide (24 % - 15 %) :ca. 3 - 5 % H2O Entzug / Std.
Körnermais (40 % - 15 %):ca. 3 - 5 % H2O Entzug / Std. im Durchschnitt des Trocknungsverlaufes
40 % - 28 % > ca. 5 - 8 %/Std.27 % - 20 % > ca. 3 - 5 %/Std.19 % - 15 % > ca. 2 - 3 %/Std.14 % - 11 % > ca. 1 - 2 %/Std.
Trocknungsverlauf Körnermais Umlaufverfahren (125 °C Warmlufttemperatur)
0
10
20
30
40
50
60
1 2 3 4 5 6
Trocknungszeit (Stunden)Pr
oduk
tfeu
chtig
keit
[%] u
nd
Korn
term
pera
tur
[°C
]
Kornfeuchtigkeit
Korntemperatur
Dr. Markus BöckelmannDipl.-Ing. Maschinenbau
Erfolgreiche TrocknungErfolgreiche Trocknung
Abluft
Trockner- betrieb
Grenzwertelaut BLE1)
rel. Luftfeuchte
(%) (°C) (°C) (%)
30 29 10025 30 10020 33 90
17,5 38 8015 46 70
12,5 56 4510 70 20
Korn-feuchte-gehalt
Weizentemperaturen im Durchlauftrockner(Warmlufttemperatur 80°C; Trocknungsdauer 30 min.)
Verschiedene Autoren
36
40
45
Grenzwerte Korntemperatur
Spezifischer thermischer Trocknungsenergiebedarf:
Ohne Verluste theoretisch ca. 0,76 kWh/kg Wasserentzug
Gut: 1,0 – 1,3 kWh/kg Wasserentzug
Mittel: 1,4 – 1,7 kWh/kg Wasserentzug
Schlecht: > 1,8 kWh/kg Wasserentzug
Zudem sind ca. 5 – 15 % an elektrischer Energie zum Antrieb von Gebläse und Fördertechnik erforderlich
Dr. Markus BöckelmannDipl.-Ing. Maschinenbau
hx-Diagramm:Grundbedingung für einen günstigenTrocknungs-energiebedarf ist eine gute Abluftsättigung durch entzogenene Produkt-feuchte, ohne Kondensation zu provozieren.
ErfolgreicheErfolgreicheTrocknungTrocknung
Dr. Markus BöckelmannDipl.-Ing. Maschinenbau
Erfolgreiche TrocknungErfolgreiche TrocknungPrinzipieller Aufbau Dächerschachttrockner
Dr. Markus BöckelmannDipl.-Ing. Maschinenbau
Erfolgreiche TrocknungErfolgreiche Trocknung10 Jahre Entwicklung: Durchlauftrockner im Vergleich
Unterschiede ?• Luftführung, Wärmeführung• Isolierung• „black box“
Trockner von außen, dann von innen und dokumentiert betrachten!
Dr. Markus BöckelmannDipl.-Ing. Maschinenbau
Erfolgreiche TrocknungErfolgreiche Trocknung
Eigenschaften moderner Trockner:• kompakte Bauform• isolierte Trocknereinhausung• integrierte Warmlufterzeuger und Gebläse• modulierende(s) Gebläse• modulierende Warmlufterzeugung, Brennstoff variabel• an das Produkt angepasste Temperaturhorizonte• Wechselnde Kaskadenteilung (Luftwechsel, optional)• direkte Produktfeuchtemessung (optional)
Dr. Markus BöckelmannDipl.-Ing. Maschinenbau
Erfolgreiche TrocknungErfolgreiche TrocknungMögliche technische Fehler von Trocknern:-Keine symmetrische Luftführung
-Falsche Reihenfolge der Kaskadenteilung
-Ungünstig positionierte Fühler
-Undichtigkeiten im Zu- u. Abluftbereich (Falschluft)
-Eindringen von Regen
-Störkanten führen zu Produktablagerungen
-Ungünstige Zugänglichkeit durch zu enge Platzverhältnisse
-Fehlende Berücksichtigung der Unfallverhütungsvorschriften
Dr. Markus BöckelmannDipl.-Ing. Maschinenbau
Erfolgreiche TrocknungErfolgreiche Trocknung
Folgen von Anlagen- oder Bedienerfehler:-Fehlende Trocknerleistung
-Höherer Energiebedarf
-Ungleichmäßige Trocknung
-Beeinträchtigung der Produktqualität
-Übermäßige Verschmutzung
-Erhöhte Korrosion > verkürzte Lebensdauer
-Erhöhte Gefahr von Unfällen
-Erhöhte Gefahr von Trocknerbränden
Dr. Markus BöckelmannDipl.-Ing. Maschinenbau
Erfolgreiche TrocknungErfolgreiche Trocknung
Vermeiden von Energieverlusten:
Erkennen von Wärmeverlusten mit Hilfe der Thermografie
Dr. Markus BöckelmannDipl.-Ing. Maschinenbau
Erfolgreiche TrocknungErfolgreiche TrocknungMit richtiger Prozessluftführung und Einstellung Versottungenim Trockner vermeiden. Sie verkleinern die Wirkquerschnitte und die Leistung.
Dr. Markus BöckelmannDipl.-Ing. Maschinenbau
Erfolgreiche TrocknungErfolgreiche Trocknung
Regelmäßige Reinigung vermeidet Ablagerungen und Brückenbildung und reduziert die Gefahr von Trocknerbränden.
Dr. Markus BöckelmannDipl.-Ing. Maschinenbau
Erfolgreiche TrocknungErfolgreiche Trocknung
ManagementLogistik
Bedienung
Anlagentechnik Trocknungsgut
Trocknungsleistung und Trocknungskosten
Dr. Markus BöckelmannDipl.-Ing. Maschinenbau
Erfolgreiche TrocknungErfolgreiche Trocknung Technisches Ausrüstungsmerkmal
Verringert bzw. beeinflußt den Trocknungsenergie-bedarf um :
Trocknerisolierung (Reduzierung der Strahlungsverluste)
ca. 8% (Getreide) bis zu 20 % (Körnermais)
Automatische Endfeuchteregelung Ca. 3 bis 10 % Homogene Eingangsfeuchte bereitstellen, bzw. durch Produktvermengung im Trockner erreicht;
Ca 5 bis 15 %
Leistungsorientiert günstig aufeinander abgestimmte Einzelkomponenten der Trocknungsanlage von Warmlufterzeuger, Trocknersäule, Gebläse, Staubabscheidung, Steuerung und Fördertechnik
Ca. 5 bis 20 %
Konstruktiv günstig aufeinander abgestimmte Aggregate der Trocknungsanlage (Warmlufterzeuger, Trocknersäule, Ventilator, Staubabscheidung
Bis zu 20 %
Trocknungsanlage günstig in die Getreide-infrastruktur des Einzelbetriebes eingebunden
bis zu 8 %
Korrekte Messposition der Trocknerregelgrößen (Warmlufttemperatur, Austragtemp.- bzw. Austragfeuchte)
bis zu 20 %
Angepasste Prozessführung im Trockner (z. B. variable Warmlufttemperaturbereitstellung Umlaufgeschwindigkeit, Verweildauer, Trocknungsluftmenge, Prozessluftführung
Ca. 5 bis 20 %
Vorreinigung vor dem Trockner (Windsichter) Ca. 3 bis 5 % Siebreinigung vor dem Trocknungsprozess Ca. 5 bis 8 % Indirekt betriebener Warmlufterzeuger Ca. + 4 % (!) bis +16 %
Dr. Markus BöckelmannDipl.-Ing. Maschinenbau
Erfolgreiche TrocknungErfolgreiche Trocknung
Vielen Dank für Ihr Interesse und Ihre Aufmerksamkeit!
Markus BöckelmannDr. sc. agr. Dipl.-Ing. Maschinenbau Markweg 78
ö. b. v. Sachverständiger der Landwirtschaftskammer NRW für: 48147 Münster
- Bewertung und Schadenfeststellung von Maschinen und Geräten Tel: 0251 / 9 28 40 80
- Technik der Innen- und Außenwirtschaft Fax: 0251 / 9 28 40 81
- Klimatechnik und Energiefragen E-Mail: M.Boeckelmann@t-online.de
- Biogasanlagen (Ökonomie und Technik)
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