Ermittlung der Flächenleistung

Zur Ermittlung der Flächenleistung bei der maschinellen Flächenbearbeitung muss man zwischen den reinen Arbeitsphasen (Hauptzeiten) und den Nicht-Arbeitsphasen, den Nebenphasen (oder Nebenzeiten), unterscheiden. Während der Arbeitsphasen häckselt die jeweilige Maschine die Brachevegetation. Das Häckseln muss jedoch zwangsläufig unterbrochen werden durch die Nebenphasen, zu denen das Wenden der Maschine am Ende des Feldes gehört.

Um die Arbeitsbedingungen auf einer Fläche charakterisieren zu können, wurde eine möglichst umfassende Beschreibung aller möglichen Nebenphasen vorgenommen. Es werden grundsätzlich die folgenden Phasen der Bearbeitung unterschieden:

1. Häckseln

Die Zeit, in der die Maschine im Bestand eingreift oder sich in einem Manöver befindet, das direkt mit dem Häckseln in Zusammenhang steht.

2. Wenden

Manöver mit der Maschine, vor allem am Ende des Feldes, um zu einer neuen Bearbeitungsphase anzusetzen; Ausweichen und Umfahrung von Hindernissen

3. Pause

Unterbrechungen, die nicht durch die Maschine oder den Traktor hervorgerufen wurden. Es kann sich sowohl um Erholungszeiten des Fahrers wie auch um Unterbrechungen zur Aufnahme von z.B.

Temperaturdaten an der Maschine handeln.

4. Verstopfung

Unterbrechung der Häckselarbeit durch das Stehenbleiben eines oder beider Häckselrotoren. Oft verursacht durch zu großes

Materialauf-kommen, welches meistens die manuelle Beseitigung durch den Fahrer erfordert. Im Falle der AHWI FM 600 oder des RT 350 kann es sich auch um einen Eingriff des Rotors in den Oberboden handeln, der den Motor durch Überlastung stoppen kann.

5. Defekt

Die Unterbrechung des Häckselvorganges durch notwendige Wartungs-arbeiten oder Störungen am Traktor werden mit dem Stichwort "Defekt"

gekennzeichnet. In den meisten Fällen handelt es sich um kleinere Wartungsarbeiten, wie zum Beispiel die Reinigung des Kühlersiebes, um eine Motorüberhitzung zu vermeiden. Jedoch auch Verstopfungen des Kraftstofffilters wurden als "Defekt" registriert.

6. Ende

Das Ende der Bearbeitung der Fläche, an die sich meist noch ein kurzer Weg des Traktors zum Feldrand anschließt wird mit "Ende"

gekennzeichnet.

Der Beginn einer dieser Phasen wird durch den Fahrer am Mobilcomputer per Tastatureingabe markiert. Die Registrierungsdatei vermerkt die sekundengenaue Uhrzeit in Verbindung mit der jeweils aktuellen Bearbeitungsphase in der Messdatei.

4.3.5 Häckselqualität

Die Qualität der von den Maschinen durchgeführten Arbeit wurde sowohl im Hinblick auf die Qualität der produzierten Hackschnitzel als auch im Hinblick auf die Verteilung auf der Feldoberfläche erfasst. Hierzu wurden dem Feld Proben entnommen die später vermessen und klassifiziert wurden. Je Flächeneinheit von 3.300 m² wurde eine Probe entnommen. Hierzu wurde quer zur Bearbeitungsrichtung ein Streifen von 0,10 m x 10,00 m markiert, aus dem sämtliche Hackschnitzel entnommen wurden. Zusätzlich wurde entlang der Markierung die Dicke der Mulchdecke gemessen.

Zur Trennung der Größenfraktionen der Hackschnitzel der so entnommenen Proben wurde ein Plansiebverfahren angewendet, das aus Holzrahmen mit aufgespanntem Drahtgeflecht verschiedener Maschenweite bestand. Die in der Literatur beschriebenen Methoden zur Siebung von Hackschnitzeln beruht auf

mechanisierten Großanlagen mit hohen Durchsatzleistungen und einer groben Einteilung des Materials zur thermischen Verwertung [BÖHM & HARTMANN

2002]. Im Untersuchungsgebiet standen jedoch keine entsprechenden Siebanlagen zur Verfügung, so dass mit dem zur Verfügung stehenden Material die unten beschriebene manuell betriebene Siebanlage aufgebaut werden musste. Die in dieser Arbeit verwendeten Siebe haben eine quadratische Maschenanordnung mit Maschenweiten von 35 mm, 25 mm, 7 mm und 1 mm. Dieses wurde so lange linear mit möglichst gleichbleibender Intensität geschüttelt, bis kein Partikel mehr durch das Sieb fiel. Die Siebgröße „1 mm“ diente dabei ausschließlich zur Abreinigung von Erdbestandteilen aus der Stichprobe. Die Möglichkeit der eindeutigen Trennung von Partikelgrößen mit diesem Verfahren musste zunächst durch die Vermessung und Verwiegung der einzelnen Stücke einer Siebung belegt werden. Hierbei wurde der kleinste und größte Durchmesser des jeweiligen Schnitzels wie auch seine Länge erfasst.

Da gerade in den feineren Siebfraktionen die Zahl der Einzelbestandteile des Siebabganges sehr groß ist, wurde die Zahl der zu messenden Einzelteile nach dem folgenden Schema festgelegt:

- Für die Siebfraktion der Klasse „< 1 mm“ wurde keine Messung durchgeführt, da es sich hauptsächlich um Staub- und Erdbestandteile handelte.

- für die Siebfraktionen der Klassen „bis 25 mm“ und „bis 7 mm“ wurden, sofern vorhanden, mindestens 100 Partikel vermessen; umfasste die Klasse weniger als 100 Teile, so wurden alle Teile dieser Klasse vermessen.

Umfasste die Klasse mehr als 1.000 Teile, so werden 10 % der Gesamtzahl der Teile vermessen.

- die Siebfraktion der Klassen „bis 35 mm“ sowie der Siebrest (das auf dem Sieb verbliebene Material, „> 35 mm“) wurde vollständig vermessen.

Die Klassierung der durch die getesteten Maschinen produzierten Hackschnitzel musste jedoch nach weiteren Kriterien erfolgen, die im Folgenden dargestellt werden. Die Unterschiedlichkeit der Form und Aufbereitung der einzelnen Hackschnitzel machte es notwendig, ihre Qualität zu beschreiben. Daher wurden sechs Klassen definiert, die vermutlich die Geschwindigkeit der Rotte der Hackschnitzel reflektieren. Die sechs Klassen sind in Tabelle 5 dargestellt und

definiert. Sie sind nach ihrem Grad der Aufbereitung der Hackschnitzel gestuft, da man davon ausgehen kann, dass Holzteile, die stark zerfasert sind und damit eine große Oberfläche besitzen, einem beschleunigten Rottevorgang unterliegen im Vergleich zu kompakteren Teilen. Weiterhin setzt die Rinde der Rotte den wohl größten Widerstand entgegen. Damit unterliegen die Teile, die noch vollständig oder teilweise von Rinde umschlossen sind, einer relativ langsameren mikrobiellen Zersetzung. Hierbei ist besonders zu betonen, dass nur für den Siebrest und den Siebabgang des Siebes mit 35 mm Maschenweite die Klassierung des Materials vorgenommen wurde.

Tabelle 5: Qualitätsklassen der produzierten Hackschnitzel

Klasse Definition mit Rinde Teile des Hackschnitzels sind vollständig von Rinde

umschlossen (mehr als 50 % auf dem Umfang)

teilweise gehäckselt

Hackschnitzel, die offenbar durch den Häckselvorgang angeschlagen wurden, jedoch noch Teile der Rinde

(weniger als 50 % auf dem Umfang) aufweisen

kompakt

Hackschnitzel, die in einer kompakten, nicht zerfaserten Form vorliegen, jedoch keine Rinde mehr

auf ihrem Umfang aufweisen

teilweise zerfasert Hackschnitzel, die noch in kompakter Form vorliegen, jedoch teilweise bereits zerfasert sind.

vollständig zerfasert Hackschnitzel, in ihrer Struktur vollständig aufgefasert sind, jedoch noch eine Form besitzen.

wenig aufbereitet

zunehmender Aufbereitungsgrad

stark aufbereitet strukturlos Hackschnitzel ohne definierte äußere Form, völlig zerfasert

Abbildung 19 zeigt in einem Organigramm die Vorgehensweise zur Qualitätsbestimmung und Klassierung der beim Häckselvorgang produzierten Hackschnitzel.

Probe

Siebabgang ø <35 Siebrest ø >35

Siebabgang ø<1 Sieb 1 (1 mm)

Sieb 2 (7 mm)

Sieb 3 (25 mm)

Sieb 4 (35 mm)

Siebabgang ø <7 Siebabgang ø <25

kompakt mit Rinde teilw. gehäckselt

teilw. zerfasert vollst.. zerfasert

strukturlos

Klassierung

kompakt mit Rinde teilw. gehäckselt

teilw. zerfasert vollst.. zerfasert

strukturlos

Klassierung

Abbildung 19: Organigramm der Klassierung von Hackschnitzeln zur Qualitätsbestimmung

Die so vorgenommene Auswertung wurde zunächst für alle Hackschnitzelklassen vorgenommen, die aus der Bearbeitung jeweils einer Fläche mit einer der drei Maschinen Tritucap 1, Tritucap 2 und AHWI FM 600 hervorgingen. Danach wurden nur noch die größten Klassen (Siebfraktion „bis 35 mm“ und Siebrest

„> 35 mm“) in ihrer Qualität bestimmt, um den Aufwand des Verfahrens zu reduzieren.

In Abbildung 20 sind Muster der Hackschnitzelklassen beispielhaft dargestellt.

mit Rinde teilweise gehäckselt

kompakt teilweise zerfasert

vollständig zerfasert strukturlos

Abbildung 20: Muster für die einzelnen Hackschnitzelqualitätsklassen