Wirkung mechanischer Belastungen auf Speisezwiebeln

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LAGERUNG UND AUFBEREITUNG

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Bernd Oberbarnscheidt, Bernd Herold und Martin Geyer, Potsda m-Bornim

Wirku ng mecha n ischer Be lastu nge n a uf S p e isezwi ebe l n

Die Qual ität von Speisezwiebeln wird d urch mechanische Be lastung bei der E rnte und Aufbereitung beeinträchtigt. Die Belastbarkeit der Zwiebeln hängt einer

seits von der Häufigkeit und andererseits von den Spitzen- sowie den Integralwer

ten der Belastungen ab. Das Schädi

gungsrisiko läßt sich mit H i lfe von Bela

stungsgrenzwerten abschätzen, die für verschiedene Bedingungen erm ittelt und i n Beziehung zu Meßdaten der Druckmeß

kugel PMS-60 gebracht wurden.

W

ährend der Ernte teaufbereitung werden Speisezwie'und Nachern

beln sehr häufig mecha n isch belastet.

Diese Belastu ngen - vorwiegend Stöße rufen sowohl ä u ßerlich sichtbare a ls auch i nnere Schädigungen a n den Zwiebeln hervor. Sie können zu beträchtlichen Masseverlusten d u rch erhöhte Atmu ng, Verderb und vorzeitiges Keimen wäh rend der Lagerung führen.

Das Ziel unserer U ntersuchungen war, ausgehend von der Bewertung der Zwie

belschädigung durch definierte mehrfa

che Belastungen ein Abschätzverfahren für das Schäd igungsrisiko der Zwiebel in der Praxis zu entwickeln.

Zwiebelschädigung unter definierten Bedingungen

Ha ndgeerntete Zwiebel n der Sorte " R ij ns

burger Balstora " wurden für Falltests bei vier Fallhöhen und zwei u nterschiedlich harten Aufprallflächen (Stahlplatte und frei gespanntes Gurtband) verwendet [ 1 ] . Die Belastu ngshäufigkeit wurde s o ge

wäh lt, daß sich zwei u nterschiedliche N i

vea us der äquiva lenten Fa llhöhensumme (Anzahl der Fallstufen m u lti pliziert mit der Fallhöhe) erga ben. Von jeder Variante wurden Proben mit 15 kg Zwiebeln über fünf Monate gelagert. Nach der Lagerung wurden die Masse- und Qualitätsverluste ( Masse der gefa u lten und gekeimten Zwiebeln) dieser Proben im Vergleich zu u n belasteten Proben bewertet.

Die höchsten Lagerverluste - 26 % (ge- Dr. Martin Geyer ist Leiter der Abteilung

genüber etwa 14 % bei der u n belasteten Vergleichsprobel - wurden a uf Stah l bei einer Fal l höhensumme von 6 • 105 cm festgestellt; bei äqu iva lenter Summe von 18 ^•35 cm jedoch nur 23 % auf Sta h l ( Bild 1 ) .

Der Aufprall a uf G u rtband führt zu ge

ringeren Verlusten. Anders als bei Sta h l sind d ie Verluste bei 8 ^•3 5 cm höher als bei 6 · 105 cm Fall höhensumme.

Beziehungen zwischen Zwiebelschädi

gung und mechan ischer Belastung Zwischen den Lagerverlusten LV und dem Belastungs-I n put wurde mittels Regressi

onsana lyse eine Vorhersage bezieh u ng für das Beschädigungsrisiko erarbeitet. Als Belastungs-I n put dienten u nter äquiva

lenten Bedingungen erfaßte Meßdaten (Anzahl der Stöße n, d ie S pitzenkraft Fmax, die Summe der Spitzenkräfte I.Fmax, ^das Belastungsi ntegral BI u nd die Summe der Belastungsi ntegrale I B I ) der Druckmeß

kugel PMS-60 [2, 3):

LV = 13,9 - 0,566 • n + 0,054 ^•Fmax - 0,0027 ^•IFmax -^9,8^•BI + 3,31 •

I B I

(Besti mmtheitsmaß r2 = 0,7 1 ) M it H ilfe d ieser Beziehung wurden zuläs

sige Belastu ngsschwellen berech net. Als zulässige Schwelle wurde eine Belastung defin iert, die zu einer signifika nten Zu

nahme der Lagerverluste (5 %) gegenü-

30

ber der u n belasteten Vergleichsprobe führt. Die für ein bis zehn Stöße resu ltie

renden Belastungsschwellen werden durch Linien im S pitzenkraft-Belastungs

integra i-Diagramm dargestellt ( Bild 2).

Zum Beispiel sollten die Spitzenkräfte bei fünffachen Stößen der Zwiebel n gegen ei

ne harte Aufpra l lfläche 1 30 N (etwa 40 cm Fallhöhe) oder gegen eine weiche Aufpra llfläche 80 N (etwa 1 10 cm Fal l

höhe) nicht ü bersch reiten .

Die gemessenen Belastu ngsdaten lassen sich d a n n in acht Bereiche u nter

·schiedlichen B eschädigungsrisikos ein

stufen (Bild 3) . Stößen und Quetschun

gen werden getrennt bewertet:

Belastungsbereiche 1, 2 und 3

Schwache Stöße und Quetschungen ge

ringer Wirkung (zusätzliche Masseverlu

ste < 5 %)

Belastungsbereiche 4, 5 und 7

Zunehmend starke Stöße ( Bereich 7 und 5 u nzulässig hoch), tech n ische Verbesse

rung erforderlich (zusätzliche M assever

luste > 5 % )

Belastungsbereiche 6 und 8

Zunehmend starke Quetschungen (Be

reich 6 in einzelnen Fällen zulässig, im Bereich 8 unzulässig hoch), techn ische Verbesserung erforderlic h .

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• Stahlplatte o Gurtband Leigerzeit 146 Tage steel plate conveyor belt storage time 146 days

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" Technik im Gartenbau " am Institut für accumulated dro (cm) p helght

Agrartechnik Bornim e. V., Max-Eyth-AI/ee 1 00, 14469 Potsdam (Wissenschaftlicher

Direktor: Prof. Dr. -lng. Jürgen Zaske). Dr. Bild 1 : Masseverluste stoßbelasteter Speisezwiebeln nach fünfmonatiger Lagerung Bernd Oberbarnscheidt und Dr. Bernd Herold

sind Mitarbeiter in dieser Abteilung. Fig. 1 : Weight Iosses of dropped bulb onions after five months storage

134 52. Jahrgang LANDTECH N I K 3/97

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0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

Ioad integral

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measured by the Pressure Measuring Sphere PMS-60 -Stahlplatte steel plate elevator chain (without rubber coating) -+-Siebkette, ungummiert ^-w-Gurtband-Mitnehmer, slat on conveyor bell (h Höhe==

14mm) 14m

^m ^-Gurtbandconveyor bell

Bild 2: Beziehungen zwischen Spitzenkraft und Belastungsintegral sowie Anzahl der Fallstufen für 5 % zusätzliche Masseverluste

Fig. 2: Relations between PMS-60 peak Ioad and Ioad integral as weil as number of drop steps for 5 % additional onion weight Iosses

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o Rodelader, Ernte aus dem Schwad

onion harvester ^xÜbergabe auf den Anhänger

Lransition onto truck ^{Daten von}²¹Meßdurchläuren data from 21 measuring runs

Bild 3: Meßwerte der mechanischen Belastung bei der Ernte von Speisezwiebeln und Zuord

nung zu den acht unterschiedlichen Belastungsbereichen. Zur Gliederung der Belastungsberei

che werden die Schwellen A, B und C genutzt, die sich für Masseverluste von 1 % bei zehn Fallstufen (A) und für je 5 % Masseverluste bei fünf (B) oder zwei (C) Fallstufen ergeben.

Fig. 3: Measured PMS-60 data of mechanical load data when harvesting onion and its al/ocati

on to eight different Ioad sctions in the peak Ioad intergral diagram. For c/assifying Ioad sec

tions, the thresholds A, B and C are used, representing weight Iosses of 1 % and ten drop steps (A) and for weight Iosses of 5 % and five drop steps (B) and two drop steps (C)

Belastungserfassung unter Praxisbedi ngungen

M it H ilfe der Druckmeßkugel PMS-60 wurden unter Praxisbed ingungen die Be-

Iastu ngen von der Ernte bis zur Lagerung erfaßt ( Tab. 1 ) .

Ü ber 200 Belastungen je Zwiebel wur

den registriert; zumeist Stoßbelastungen Tab. 1 : Durchschnittliche Anzahl von Belastungen pro einzelne

Zwiebel bei der Ernte und Aufbereitung und Einstufung in die acht Belastungsbereiche

Table 1 : Average number of Ioads per single bulb onion du ring harvesting and handling, and classification of Ioads into the eight Ioad regions

Belastungsbereich 1 ,2 & 3 4, 5 & 7 6 & 8

Ernte 147.7 10,1 0,2

Verladen 3,4 0,9 0,0

Aufbereitung bis zur Lagerung 48,4 4,4 0,0

Summe 199,5 15,4 0,2

52. Jahrgang LANDTECH N I K 3/97

mit I ntegralwerten unter 0,9 Ns ( B ild 3).

Im Durchschn itt traten vier Stöße m it Spit

zenkräften ü ber 1 00 N u nd 0,2 Stöße mit Spitzen kräften über 180 N a uf. Beim Ro

den a uf Schwad wurden n u r leichte Stöße verzeich net. Stärkere Stöße traten beim Schwadernten auf. Die höchsten Bela

stungen wurden bei Ü berga be a uf das Transportfahrzeug festgestellt. Vom Entla

den des Fa hrzeugs bis zum Lager wurde eine große Zahl mittle rer u nd leichter Stöße registriert.

Schlußfolgerungen

Durch mehrfache Belastung werden wä hrend der Lagerung von Speisezwie

beln signifika nt höhere Masseverluste verursacht. Die Verlustwirkung hä ngt so

wohl von der Höhe und der Anza h l der Fallstufen als a uch von d e r Härte der Auf

prallfläche ab. Für Stöße gegen Stahl be

steht eine eindeutig positive Korrelation zwischen Fallhöhe u n d Masseverlust;

hier lassen sich d urch Verringeru ng der Fallhöhe stets a uch die Lagerverluste re

duzieren. Beim Fal l auf G u rtband ohne feste Abstützung läßt sich eine negative Korrelation der Masseverluste zur Fall

höhe a bleiten. Beim weichen Stoß kann also eine ei nzige größere Fallstufe günsti

ger sei n als ein Fal l brecher mit mehreren Stufen.

l n der praktischen Verfahrenstechnik sind hä ufig zu viele Belastu ngen sowie in Einzelfällen sehr hohe S pitzenwerte der Stoßkraft festzustellen. Technische Ver

besseru ngen sind mögl ich durch opti

mierte Betriebsweise (etwa der Siebkette des Roders) und Red uzierung von unnötig vielen und u ngünstig gestalteten ü berga bestellen ( Fa I I höhenred uzierung, Polsterung harter Aufprallflächen) .

Literatur

[1] Oberbamscheidt, 8., 8. Herold u nd M. Gey

er: Speisezwiebeln - mechanisch belastet bei Ernte u nd Aufbereitung. Gemüse ( 1 996), 8, S. 492-496

[2] Herold, 8., G. Siering u nd /. Truppe/: Campa

risan of measuring spheres as means to de

termine mechanical stress on fru its d uring hand l i ng. IV l nt. Symp . on Fruit, N ut and Ve

getable Production Engineering, Valencia-Za

ragoza/Spain, 1993, March 22-26, vol.2, pp.

35-42

[3] Herold, 8_ und H. Hempel: Mechan ische Be

anspruch u ng von Kartoffeln beim Sortieren.

Landtechnik 49 ( 1994), H_ 4, S. 230-231

Schlüsselwörter

Mechan ische Belastu ng, Beschäd igung, Speisezwiebel, Bewertungsmethode Keywords

Mechan ical Ioad, damage, bulb onion, eval uation method

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