Mähdrusch und Lagerung von Krambe

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Gerd Joachim Sauter und Edmund lsensee, Kiel

Mähdrusch und Lagerung von Krambe

Erste Erfa hrungen zur Ernte eines n e u e n , n a chwa c hsenden Rohstoffes

Die Ölpflanze Krambe liefert ein Öl mit einem hohen Anteil an Eru­

casäure als Rohstoff für die chemi­

sche Industrie. Nachfolgend wer­

den spezielle Aspekte zum Mäh­

drusch und zur Trocknung dieser Kultur betrachtet und wichtige Stoffeigenschaften herausgestellt . Die vom Mähdrescher angelieferte Saat ist mit hohen Besatzanteilen verunreinigt, so dass die Trocknung sehr aufwendig und kostenintensiv ist. Daher wurden in Laborversu­

chen die nötigen Stoffeigenschaften des Erntegutes ermittelt. Hierzu zählen Kenntnisse über die geome­

trische Größe, die Schwebege­

schwindigkeit, das Feuchtegleich­

gewicht und den zu erwartenden Gegendruck beim Belüften.

Dipl.-lng. agr. G e rd Joachim Sauter arbeitet seit 1 997 am Institut für Landwirtschaftliche Verfahrens­

technik der Christian-Aibrechts-Universität (Direk­

tor: Prof. Dr. Edmund lsensee), Max-Eyth-Str. 6, 241 1 8 Kiel, und beschäftigt sich mit der Ernte und Trocknung von Krambe.

Das Vorhaben wird durch die Fachagentur Nach­

wachsender Rohstoffe (FNR) in Gülzow gefördert.

Schlüsselwörter

Na chwachsende Rohstoffe, Krambe, spezifische Stoffeigenschaften, Ernte und Lagerung

Keywords

Renewa ble resources, crambe (crambe abyssinica), specific material properties, harvest and starage Literaturhinweise sind vom Verlag unter LT 991 1 2 erhältlich oder über I nternet http://www.landwirt­

schaftsverlag.com/landtech/local/fliteratur.htm abrufbar.

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K

jährige Olpflanze aus der Kreuzblütler­^{rambe (} c:_rambe abyssinica) ist eine ein­

Familie, die als nachwachsender Rohstoff genutzt wird. Der Erucasäureanteil von na­

hezu 60% und die einheitliche Zusammen­

setzung von Krambeöl machen es für die In­

dustrie sehr interessant.

Eine botanische Besonderheit besteht dar­

in, dass eine Schote jeweils nur ein Korn ent­

hält. Bei der Ernte mit dem Mähdrescher wird die "Krambesaat" (Samen und Schote) geerntet. Diese Schoten sitzen an einem stark verzweigtem Stenge! und reifen unein­

heitlich ab. Je nach Reifezustand besteht ein hohes Risiko des Ausfallens (Abfallen) vor und während der Ernte, besonders vor dem Schneidwerk des Mähdreschers.

Aus technischer Sicht ist die geringe Schüttdichte des Erntegutes von Bedeutung.

Mit 300 kg/m3 werden Transport- und La­

gerkapazitäten schlecht ausgenutzt. Die ge­

ringe Schwebegeschwindigkeit der Saat be­

reitet Probleme in der Reinigung. Eine Windsichtung kann die Samen nicht ausrei­

chend von fremden Besatzanteilen abtren­

nen.

Die praxisgerechte Ernte, Trocknung und Lagerung von Krambe erfordern grundle­

gende die Kenntnisse spezifischer physikali­

scher und biologischer Stoffeigenschaften.

Geometrische Abmessung

Die Korngröße ist ein wesentliches Element zur Kennzeichnung von Schüttgütern [6]

und Auswahl von von Separierungseinrich­

tungen.

Aus dem Durchmesser und dem Anteil der jeweiligen Teilchen im Schüttgut ergibt sich die Korngrößenverteilung [ 1 ] . Sie ist für ei­

ne Reinigung der Saat von grundlegender Bedeutung und kann durch eine Korn­

größenanalyse ermittelt werden.

Eine verständliche Darstellung der Ergeb­

nisse ist die Häufigkeitskurve (%/mm). Die Ergebnisse für Saat und Besatz sind in Bild 1 dargestellt. Der Besatz, bestehend aus grü­

nem Pflanzenmaterial und Beikrautsamen (etwa Weißer Gänsefuß), überschneidet sich in seiner Größenverteilung mit der von ge­

schälter Saat (ohne Schoten). Eine Abtren­

nung von 9 1 ,6 % des Besatzes ist durch die Verwendung eines 1 ,8 mm Siebens möglich,

jedoch nur mit Verlust von 7,6 % an geschäl­

ter Saat. Ungeschälte Saat kann durch Sie­

ben vom Besatz getrennt werden, da deren Korngröße deutlich abweicht. Das Spektrum des Besatzes besitzt seinen Schwerpunkt im Bereich von 1 ,3 bis 1 ,9 mm. Geschälte Saat wird in den Siebfraktionen von 1 bis 2,5 mm aufgefangen. Ungeschälte Saat besitzt eine Bandbreite von 2 bis 4 mm^.

Die Schwebegeschwi ndigkeit

Unter der Schwebegeschindigkeit versteht man diejenige Geschwindigkeit einer Luft­

strömung, bei der der Strömungswiderstand (FW) im Gleichgewicht mit der Gewichts­

kraft (FG) des Gutes ist [5]. Sie ist eine phy­

sikalische Stoffeigenschaft, die man sich beim Trennen von Raufwerken im Luftstrom (Sichten) und bei der pneumatischen Förde­

rung zunutze macht.

Da die Bestandteile einer Saat nicht iden­

tisch sind, streut die Schwebegeschwindig­

keit Sie wird deswegen in Kurvenform als Schwebekennlinie angegeben [5]. Für sau­

bere und mit Besatz verschmutzte trockene Krambesaat wurde die Schwebekenntirre an einem Prüfstand am Institut für Agrartech­

nik der Universität Hohenheim ermittelt.

5 % des besatzfreien Gutes werden bei 3 ,9 rn/s Luftgeschwindigkeit abgeschieden (Bild 2). Die 95 %-Summenabscheidung liegt bei 6 m/s. Mit starkem Besatz verunrei­

nigte Saat unterscheidet sich bei niedriger Luftgeschwindigkeit Mit zunehmender Luftgeschwindigkeit werden mit dem Besatz auch einzelne Krambekörner aus der Schüt­

tung abgeschieden. Folglich nähert sich die Kurve der der vorgereinigten Saat. Ab 4,7 rn/s (Summenabscheidung von etwa 45 %) gehen die beiden Kurven ineinander über.

Da die Schwebegeschwindigkeiten von Besatz und Saat sehr eng aneinander liegen und sich überschneiden, kann keine saubere Trennung erfolgen. Dieses Reinigungsprin­

zip ist weder für den Mähdrusch noch für die stationären Aufbereitung geeignet.

Das Feuchtegleichgewicht

Das Feuchtegleichgewicht bildet die Grund­

lage, um die Kornfeuchte zu ermitteln oder die Trocknungsanlage zu steuern. Es kann in

54. Jahrgang LANDTECHNIK 1/99

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Bild 1: Relative Häufigkeitsverteilung von Krambesaat (mit Schote, ohne Schote und Besatz)

Bild 2: Schwebekennlinen von Krambesaat mit und ohne Besatz (trocken)

Fig. 1: Relative frequency distribution of crambe seed (with hu/1, without hu/1 and other material than seed)

Fig. 2: Suspension characteristic curve of crambe seed with and without material other than seed

der Klimakammer bestimmt werden. Die Gleichgewichtskurve wurde in Zusammen­

arbeit mit der Bundesforschungsanstalt für Ernährung in Karlsruhe für ungeschälte, ge­

schrotete Krambe durch Adsorption be­

stimmt Nach einer Trocknung im Vakuum­

trockenschrank bei 65°C wurden die Proben sieben Tage bei einer Temperatur von 25°C neun verschiedenen Luftfeuchten ausge­

setzt Aus diesen Messpunkten wird mit ei­

nem Regressionsprogramm die Feuchte­

gleichgewichtskurve als quadratische Funk­

tion dargestellt (Bild 3). Bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 65 % stellt sich eine Gutfeuchte von 9 % ein. Diese entspricht der derzeitigen Handelsbasis.

Gegendruck einer Krambe-Schüttung In Schüttungen entsteht beim Durchströmen von Luft ein Gegendruck, auch Druckabfall genannt Das zur Luftförderung eingesetzte Gebläse muss diesen Gegendruck, der ab­

hängig von der Gutart, der Schütthöhe und der Luftgeschwindigkeit ist, überwinden [2, 4, 7, 8]. Das Gebläse muss für diesen Be­

reich druckstabil sein.

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Der Druckabfall einer Krambe-Schüttung wurde an einem Fluidisierungs-Prüfstand am Institut für Agrartechnik in Hohenheim ermittelt Ein steigender Luftstrom durch­

dringt die Schüttung, wobei der jeweilige Druck registriert wird. Gemessen wurden zwei Proben (7 ,5 kg), die sich in ihrem Be­

satz unterschieden (2 und 13 % ), und zum Vergleich Rapssaat (7 ,5 kg).

Die gewonnenen Ergebnisse wurden zu Regressionsgeraden (Bild 4) für eine Schütt­

höhe von einem Meter verrechnet. Der Be­

satz führte zu erhöhtem DruckabfalL Wie der Vergleich zu Raps zeigt, blieb der Druck­

abfall insgesamt auf einem geringen Niveau.

Mit Hilfe dieser Kurven lässt sich der Druckabfall für verschiedene Trocknungs­

verfahren schätzen. Bei einer Lagerbelüf­

tungstrocknung mit 2 m Schütthöhe (Luftge­

schwindigkeit ⁼ 0,05 m/s) wird in Abhän­

gigkeit vom Besatz ein Druckabfall von 200 bis 440 Pa entstehen. Dies entspricht der Hälfte des Wertes für Raps (700 Pa). Bei ei­

ner Warmluft-Satztrocknung (Luftge­

schwindigkeit ⁼ 0,33 m/s) muss mit einem Druckabfall von 1 000 bis 1 800 Pa gerechnet werden; für Raps 3400 Pa.

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Zusammenfassung

Die fachgerechte Ernte und Trocknung von Krambe erfordert die Kenntnis von spezifi­

schen Stoffeigenschaften des Gutes. Daraus lassen sich geeignete Methoden zur Aufbe­

reitung und Trocknung ableiten. Die oben angeführten Ergebnisse zeigen, dass eine Reinigung des Erntegutes durch Sichter nicht effektiv ist. Dagegen ist eine Reini­

gung nach Größe möglich. Eine geeignete Siebsortierung kann den Besatz von unge­

schälter Saat trennen. Geschälte Saat und der Besatz besitzen ähnliche Komgrößen und können daher nicht scharf von einander ge­

trennt werden. Die Reinigung mit Sieben ist daher mit einem Verlust geschälter Saat ver­

bunden. Daher muss der Mähdrescher so eingestellt werden, dass die Schoten erhalten bleiben. Gereinigte (saubere) Saat reduziert den Aufwand für das Trocknen, da der Druckabfall in der Schüttung geringer ist und die Trocknung des feuchten Besatzes entfällt. Die Lagerfähigkeit des Gutes wird analog zu Raps und Sonnenblumen bei einer Komfeuchtigkeit von 9 % erreicht.

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Bild 3: Adsorptionsisotherme von Krambesaat bei 25 _oc Fig. 3: Adsorption isotherms of crambe seed at 25 oc

54. Jahrgang LANDTECHN I K 1 /99

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Bild 4: Druckabfall von Saatschüttungen bei steigender Luftgeschwindigkeit Fig. 4: Pressure drop of seed bulk with increasing air speed

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