NACHERNTETECHNOLOGIE
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Martin Geyer und Bernd Oberbarnscheidt, Potsda m-Bornim
Waschen von Wurzelgemüse und Kartoffel n
Reduzierung der mechanischen Belastungen in Trommelwaschmaschinen
Wurzelgemüse und Kartoffeln werden überwiegend in Trommelwaschmaschinen gewaschen. Dabei sollen Reinigungsgut
und Verunrein igung mit H i lfe der Reini
gungslösung mögl ichst schonend ge
trennt werden. Häufiges Problem ist das Auftreten mechanischer Belastungen, da diese zu Qual itätseinbußen am gewa
schenen Produkt führen. Durch den Ei nbau eines "Bremssegels" konnten sowohl die Anzahl der mechanischen Belastungen als auch die maximalen Kräfte deutlich verringert werden.
D
feln werden vor der Verarbeitung geie meisten Wurzelgemüse und Kartofwaschen. Reinigungsgut und a n haftende Verunreinigungen sol len mit H i lfe der Rei
n igungslösung getrennt werden. Für d ie
se Trennung ist eine bestim mte Menge a n Energie notwendig, u m die Haftkräfte zwi
schen Gem üse oder Kartoffeln und Sch mutz zu überwinden.
an Trommelwaschmaschinen ist es, eine möglichst große Produ ktmenge in kurzer Zeit kostengünstig zu reinigen. Qualitäts
sichernde Maßnahmen durch eine scho
nendere, dem Prod ukt a ngepaßte Reini
gung werden a ufgrund des hohen Ko
stend ruckes wen ig berücksichtigt.
U ntersuch u ngen in der Praxis zeigen a ber, daß Speisekartoffel n vermeh rt schwarzfleckig und Möhren häufig gra u und unansehnlich vermarktet werden, was auf zu hohe mechanische Belastun
gen schließen läßt.
Im Rah men dieses Beitrages werden Art und Höhe der mechanischen Bela
stungen, wie sie bei der Wäsche in Trom
melwaschmaschi nen entstehen, aufge
zeigt und eine Möglichkeit zur Red uzie
rung d ieser Belastu ngen d u rch Einba u eines neuartigen ,. B remssegels" vorge
stellt.
Erfassung der Belastungen
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Die Versuche erfolg-1 ten i n einer Ver-
suchstrommel
waschmasch ine mit einer Länge von 700 mm u n d 800 mm Durchmesser (0,35 m3). I m I n neren der Trommel wa ren sechs oder zwölf a b
'---.1 gerundete M itneh
Bild 1: Fuktionsskizze einer Trommelwaschmaschine ohne (a) und mit mer aus Sta h l blech
(b) Bremssegel mit Kantenlängen
Fig. 1: Scheme of a drum washer without (a) and with (b) brake-sail von 30 oder 100 mm a ngesch raubt. Die Ziel: Mechanische Belastungen senken U mfa ngsgeschwin
d igkeit der Trommel kon nte zwischen 0,3 und 0,8 m/s gewäh lt werden. Als gut sta n
dard isierba res Versuchsgut wurden
gleich große Kartoffel n ausgewählt. Für die Versuchstrommel lag die geeignete Befü llung zwischen 20 und 60 kg, was ei
nem Befü llu ngsgrad zwischen 1/8 und 113 entsprach . Zur Beobachtung der Be
wegung im I nneren der Trommel war die Vorderseite mit einer Plexiglasschei be versehen .
Die mechanischen Belastungen wur
den mit H ilfe der Druckmeßkugel PMS- 60 erfaßt [ 1 ] . M it jed e r Einstellung wur
den fünf Wiederholungen mit etwa 70 s Meßzeit erfaßt, d ie B elastungen errech
net und jeweils a uf eine Minute Laufzeit oder a uf eine U m d re h ung bezogen . l n d e r Auswertung wurden a l l e Belastungen ü ber 60 N, was einem freien Fall von mehr als 10 cm a uf eine Stahlplatte ent
spricht, u nd d ie M ittelwerte der Maximal
kräfte berücksichtigt.
Bremssegel reduziert mechanische Belastungen
Die Kartoffeln befa nden sich als Hauf
werk in Form eines Zyli ndera bschnittes in der Trom mel. D u rch d ie Rotation der Trommel wurden die Ka rtoffeln infolge der Reibung und unterstützt d u rch die M itnehmer in D rehrichtung ausgelenkt ( Bild 1 a) . I m günstigsten Fal l rollten die Ka rtoffel n entlang des Schüttwinkels bis zur Trom melsohle, von wo sie erneut ent
lang der Trom melwand nach oben tra ns
portiert wurden. Man kan n davon ausge
hen, daß d ie Reinigung dabei umso in
tensiver ist, je hä ufiger d ieser Kreis je Zeiteinheit d u rchla ufen wird und je hä ufi
ger d ie Knollen an den Waschd üsen vor
beigefü h rt werden .
Höhere Belastungen traten immer dann a uf, wen n die a brol lende Druck
meßkugel gegen einen sich entgegen der Die Wäsche von Wurzelgem üse und Kar
toffeln erfolgt ü berwiegend mit Trommel
waschmaschinen. Die Reinigungswir
kung wird dabei d u rc h d ie Art und d ie Abmessungen der Trom mel, den Fül
lungsgrad, d ie Trommeldrehza hl, die Ver
weilzeit und den Wassereinsatz (Verfah
ren , Menge, Wasserdruck, Düsenart, -a n
zah l , -anord n ung) beeinflußt. Eine der wichtigsten Anforderungen aus der Praxis
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• ohne
0,6 Bremssegel,
6 Milnehmer (100mm);
wilhout brake-sail,
Dr. Martin Geyer ist Leiter der Abteilung
" Technik im Gartenbau " am Institut für Agrartechnik Bornim e. V, Max-Eyth-AIIee 1 00, 14469 Potsdam (Wissenschaftlicher Direktor.· Prof Dr. -lng. Jürgen Zaske).
Dr. Bernd Oberbarnscheidt ist Mitarbeiter dieser Abteilung.
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Bild 2: Mechanische Belastungen ab 60 N in Abhängigkeit von Drehzahl, Mitnehmern und Bremssegel Fig. 2: Mechanical
Ioads > 60 N depen- 8,8 12,1 1 5,4 18,6
6 slals (100mm)
I!! ohne Bremssegel,
6 Mitnehmer (35mm);
withoul brake-sall,
6 slats (35mm) amit
Bremssegel,
6 Milnehmer (35mm);
wilh brake- sail, 6 slats (35mm)
ding On drum Speed, Drehzahl der Trommel in 1/mln drum speed, 11 min
slats and brake-sail '---___J
53_ Jahrgang LANDTECHNIK 2/98
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Abrollrichtung bewegenden M itnehmer oder gegen die Trommelwand prallte.
Eine Reduzierung d ieser Belastu ngen ist möglich, wenn die Abrollgeschwindig
keit der Kartoffeln gebremst wird . H ierzu wurde ein " B remssegel" entwickelt. Das B remssegel besteht aus einer d icken , rückseitig beschwerten Kunststoffplane ( Bild 1, b) . Das Segel wurde dergesta lt in den Prod uktstrom eingehängt, daß das sch nelle Abrollen verhindert, d ie Um
wä lzbewegung a ber n icht behindert wur
de. Die Aufhänghöhe des Segels wurde jeweils dem Füllungsgrad der Trommel angepaßt.
Die Wirkung des Bremssegels zeigt Bild 2. Bei a l len Trommeldrehzahlen wurden mit dem Bremssegel d ie geringste An
zah l mechanischer B elastungen ü ber 60 N und d ie kleinsten Maximalkräfte ge
messen . Ohne Bremssegel verursachten die la ngen M itnehmer d ie höchsten Bela
stu ngen .
Eine deutliche Zunahme der Anza h l der Stöße pro Minute wa r bei zunehmender Drehza h l bei allen d rei Einstellu ngen zu beobachten (ohne Bild). Dies ist nicht verwunderlich, da sich d ie Kartoffelum
laufzahl i n der Schüttung d u rch d ie höhe
re Trommeldrehzahl proportional erhöht.
Um die Frage zu beantworten , ob es mög
l ich ist, d ie Waschzeit bei erhöhter Dreh
zah l zu red uzieren, wurden die Belastun
gen in Bild 2 a uf eine U mdrehung der Trommel bezogen .
E s zeigte sich, d a ß m it steigender Trom
meldrehza h l für kurze M itnehmer ohne Bremssegel eine deutliche, a ber mit B remssegel nur eine geringfügige Zunah
me der Anzah l der Belastungen vorlag.
Äh nliche Tendenz zeigten auch die Maxi
malwerte. Das Bremssegel wirkte im un
teren Drehzah l bereich a m besten. Das Segel bedeckte dabei d ie Knollen seh r gleichmäßig u n d wu rde nicht d u rch spri ngende Kartoffel n a bgehoben, wie es bei höheren Drehzahlen vorkam . Der un
ein heitliche Verlauf mit den langen M it
nehmern kann mit den bisher vorliegen
den Ergebnissen nicht e rklä rt werden . l n wenig gefüllten Trommeln ist d ie An
zah l der mechanischen Belastungen ab 60 N, d ie a uf d ie Früchte wirken, beson
ders groß (Bild 3). Bei konstanter Dreh
zah l wurde sowoh l ohne als auch mit B remssegel eine deutliche Verringerung der Anzahl der Belastu ngen a b 60 N mit zunehmender Füllmenge bis zu einem Befüllungsgrad von einem Drittel erreicht.
Das hängt damit zusa mmen, daß die M eßkugel weniger häufig mit den M itneh
mern oder mit der Trommelwand zusam
menstößt. Die Maximalkräfte sind in ihrer Ten denz uneinheitlich, was darauf zu rückzuführen ist, daß das Abrol len im unteren Bereich der Sch üttung u na bhän- 53. Jahrgang LANDTECHN I K 2/98
Bild 3: Mechanische Belastungen ab 60 N in Abhängigkeit von Füllmasse und Brems
segel Fig. 3: Mechanical
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Ioads > 60 N depen- Füllmasse in kg bulk Ioad, kg ding an bulk Ioad and ls".•tnehmer!JSmm).Otehxahl 12,1Utmrn : e a�ata!35rnmJ,dtumii>Nd 12.1 r.p.m.l
brake-sail �---___J
gig von der Füllmasse ist, da der Schütt
winkel immer konstant war.
Das B remssegel selbst verringerte die Anza h l der Belastungen a b 60 N bei allen Füllmassen um mehr als die Hä lfte.
Eine Steigerung der Füllmasse ü ber ein Drittel des Volumens erscheint nicht sinn
vol l , da hierbei die einzelne Knolle selte
ner an der Oberfläche der Schüttung er
scheint und so a uch weniger von den Wasserstrahlen gereinigt wird .
Schlußfolgerungen
• Für d ie Höhe der mechanischen Bela
stungen sind Form und Anzahl der M it
nehmer aussch laggebend . Bei allen Drehzahlen war die Anzahl der Stöße für lange M itnehmer größer als für kurze. Da
mit sollten in der Praxis möglichst wenige, kleine M itnehmer in Trommelwaschma
schinen eingesetzt werden. Sie sollten flach und am besten gepolstert sein , um den a ufschlagenden Kartoffel n eine brei
te Aufprallfläche zu bieten.
• Das Bremssegel bremst das freie Abrol
len der Kartoffeln aus der Schüttu ng ab, d ie Anzahl und Höhe der mechanischen Belastungen konnten deutlich red uziert werden. Aus den Ergebnissen ist a bzulei
ten, daß ein B remssegel h insichtlich Ei
gengewicht, Material, Abmessu ngen und Aufhä ngung der Trom melfüllmasse und -d rehzahl angepaßt werden muß.
• Die mechanische Belastung steigt mit zuneh mender Trommeldrehzahl, wobei die Belastungen pro Umdrehung der Trommel nur geringfügig zuneh men.
• M it zunehmender Füllmenge red uziert sich d ie mechan ische Belastu ng, was hau ptsächlich darauf zurückzuführen ist, daß d ie Früchte seltener an der Periphe
rie, sondern mehr im I n neren der Schüt
tung kreisen. Größere Trommeln müssen hinsichtlich der optimalen Füll menge a usgelegt werden.
• Durch die Verwendung des Bremsse
gels wirkt ein An preßd ruck·auf die Schüt
tung, was zu höherer Reibung der Früch
te sowohl untereinander als auch am Se
gel führt. Dad u rch ist ein besserer
Rein igungseffekt zu erwarten . Wenn im oberen, freien Bereich Flachstrahlwasch
d üsen eingebaut werden, ist eine weitere Zunahme der Reinigungswi rkung zu un
terstel len ( B i ld 1 b). Dam it werden auch Vertiefungen und Augen a uf der Knollen
oberfläche gereinigt, die allein d u rch Rei
bung nicht zu reinigen sind.
• Zur Erzielung opti maler Reinigungsbe
d i ngungen sind Trom mela bmessungen, Füllungsgrad, Maßnah m e n zur Bela
stungsred uzierung sowie a lle Parameter im Zusammenhang m it der Verwendung von Druckwasser bei weiterfüh renden U ntersuchungen a ufeina nder a bzustim
men.
Literatur
[1] Herold, B., I. Truppe/, G. Siering und M. Gey
er: Beurteilung von Beschädigungsquellen bei der Ernte und Aufbereitung. Kartoffelbau 47 ( 1996), H. 7, S. 25 1-255
Sch lüsselwörter
Trommelwaschmaschine, mechanische Belastung, Wurzelgemüse , Kartoffel
Keywords
Drum washer, mechanica l Ioad, root crops, potato
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sicht ( FAT-Berichte Nr. 506) sind an der FAT erhältlich.
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