Smart Grain Handling: Das System.

Einfach erfolgreich Getreide lagern.

Das Bintec-System besteht im Kern aus Silozellen, die mit mobiler Fördertechnik befüllt werden. Die Silos werden mit Vollbelüftungsböden ausgestattet und erlauben so die Trocknung von feucht geernteter Ware. Durch ein Überwachungs- und Steuerungssystem wird der Trocknungsprozess gesteuert und eine anschließende sichere Lagerung ohne Qualitätsverluste gewährleistet. Die Entnahme erfolgt über eine Trog- und Fegeschnecken-Einheit direkt in die mobile Fördertechnik und auf das Abfuhrfahrzeug.

Fördertechnik.

Zum Einsatz kommen entweder Rohrschnecken oder Rohrförderbänder. Letztere eher dann, wenn der Betrieb erstens absolut sortenrein fördern muss (z.B. Saatgutvermehrer), zweitens besonders schonend fördern möchte, um das Erntegut nicht zu beschädigen (bspw. Leguminosen) oder drittens keinen Traktor zur Verfügung hat, der die zumeist zapfwellengetriebenen Rohrschnecken antreiben kann.

Trifft keiner dieser Gründe zu, kommt in der Regel eine Schnecke zum Einsatz, da sie wartungsärmer und bei vergleichbarer Förderleistung preisgünstiger ist. Es gibt auch Förderschnecken mit elektrischem Antrieb, allerdings nur bis zu einer Länge von knapp 19 m und einer Leistung von 125 t/h. Sie spielen bei der Befüllung von Silos keine Rolle und bleiben daher im Weiteren unberücksichtigt. Die zur Silobefüllung geeigneten Schnecken verfügen über Förderleistungen von 150, 240 oder 300 t/h, werden über die Zapfwelle angetrieben und sind zwischen 18,30 und 33,50 m lang. Sie verfügen über eine schwenkbare Annahmeschnecke, weshalb man sie als SwingAway-Schnecken bezeichnet.

Auch die Rohrförderbänder gibt es in unterschiedlichen Leistungsklassen ab 125 t/h, wobei auch hier gilt, dass für die Befüllung von Silozellen Leistungen von 150 bzw. 300 t/h zum Einsatz kommen. Durch ein separates Zuführband kann auch hier eine schwenkbare Annahme realisiert werden. Der Einfachheit halber soll im Weiteren nur von SwingAway-Schnecken die Rede sein.

Funktionsweise der SwingAway-Technik.
Das Erntegut wird vom Transportfahrzeug direkt in den Trichter der schwenkbaren Zuführschnecke gekippt. Da dies kontrolliert erfolgen muss, wird zumeist über einen Schieber in der Rückwand des Kippers entladen. Seitliches Abkippen ist nicht möglich. Das Getreide wird von der Zuführschnecke in die Hauptschnecke überladen und dann durch den geöffneten Domdeckel im Dach mittig in das Silo gefördert. Durch das sogenannte SuperCharge-Prinzip wird dabei der Füllgrad in der Hauptschnecke optimiert und damit das Entstehen von Bruchkorn weitestgehend vermieden.

Das Entnehmen aus dem Silo erfolgt über eine Trogschnecke unterhalb des Belüftungsbodens, die das Erntegut aus der Mitte des Silos nach außen fördert. Eine Fegeschnecke fördert zuletzt den Rest in den Einlauf der Trogschnecke, sodass nur eine sehr geringe Menge von Hand ausgefegt werden muss. Außen wird das Erntegut entweder in die mobile Fördertechnik zum Weitertransport oder über einen Elevator direkt auf das Abfuhrfahrzeug übergeben. Die Förderleistung liegt bei bis zu 120 t/h, die Fegeleistung bei etwa 80 t/h.

Lagertechnik.

Das Erntegut wird in einem Bintec-Silo nicht einfach nur mittig eingefüllt, sondern über einen Verteiler, der im Dachraum des Silos angebracht ist, eingelagert. Dieser Verteiler sorgt dafür, dass Erntegut und Spreu unentmischt und ohne verdichtete Schüttkegel eingebracht werden, so dass eine optimale Belüftbarkeit gegeben ist und das Erntegut sehr homogen wieder entnommen werden kann, sowohl hinsichtlich Feuchte als auch Besatz. Vorteil der Einlagerung mit Verteiler ist v.a. auch die Tatsache, dass Partien mit unterschiedlicher Feuchte wie ein Sandwich übereinander liegen.

Zur Überwachung hängen im Silo mehrere Sensorkabel, die kontinuierlich Temperaturen und Feuchtigkeiten im Stapel messen. Um eine Trocknung des Erntegutes zu ermöglichen, werden die Silozellen mit einem Belüftungsboden ausgestattet, der eine vollperforierte Oberfläche bietet. Je nach Wunsch sind Lochungen für Getreide oder Raps/Getreide möglich, wobei beide über eine zu 13% geöffnete Fläche verfügen. Dieser Boden aus Stahlblech-Paneelen steht auf ca. 30 cm hohen Stützen.

Außen am Silo steht ein Belüftungsgebläse, das Luft in den Zwischenraum bläst, die dann kontinuierlich und gleichmäßig den Getreidestapel nach oben hin durchströmt. Im Dach wird eine auf die Gebläseleistung abgestimmte Anzahl Entlüftungshauben montiert, die für eine druckfreie Abführung der feuchten Luft sorgt. Zwischen Wand- und Dachplatten besteht ein Spalt, durch den Kondenswasser, das sich innen am Dach bilden kann, nach außen abfließen kann.

Belüftungstechnik.

Die Silos sind – je nach Anforderungen an die maximale Feuchte des Erntegutes – relativ flach und breit ausgeführt, um eine bessere Durchlüftbarkeit zu gewährleisten. Für die Trocknung von maximal 18%igem Getreide beträgt die Schütthöhe im Silo ca. 6,50 m. Die Leistung des Belüftungsgebläses ist auf die Größe des Silos abgestimmt und ermöglicht Luftraten von bis zu 60 m³/h je Tonne Getreide. Für die Trocknung ist eine Luftrate von 15 m³/h/t je % Feuchteentzug notwendig, so dass von 4% Feuchteentzug maximal ausgegangen werden kann. Raps darf aufgrund des höheren Strömungswiderstandes bei gleichem Anspruch an den Feuchteentzug nur mit etwa halber Schütthöhe eingelagert werden.

Das Erntegut wird weitgehend mit reiner Außenluft getrocknet. Dabei durchläuft ein Trocknungshorizont den gesamten Stapel von unten nach oben. Unterhalb dieses Horizontes ist das Erntegut trocken, darüber noch feucht. Wichtig ist, diese Wanderung des Horizontes nicht zu unterbrechen, bevor er ganz durch den Stapel hindurch geblasen wurde. Die feuchte Luft würde sonst hier stehenbleiben, sich abkühlen und die Körner an dieser Stelle quellen lassen. Für die Luft wäre diese Schicht nun nahezu undurchdringbar. Um jedoch auch bei einsetzendem Regen während der Trocknungsphase weiterhin lüften zu können, muss die Zuluft getrocknet werden. Dies kann über Gasheizer oder auch über Wärmetauscher mit Abwärme z.B. aus Biogasanlagen erfolgen. Dabei muss nur dafür gesorgt werden, dass die relative Luftfeuchtigkeit (rLF) der Zuluft wieder in den Bereich von 70-75% gebracht wird. Da eine Erwärmung der Luft um 1 Grad eine Absenkung der relativen Luftfeuchtigkeit um etwa 5% zur Folge hat, reicht auch bei einsetzendem Regen und einer rLF von 100% schon eine Anwärmung um 5 Grad aus, um wieder einen Trocknungseffekt zu erzielen. Berücksichtigt man zudem, dass allein durch die Komprimierung der Luft durch das Gebläse ein Temperaturanstieg von ca. 2 Grad erfolgt, so wird deutlich, dass nur geringe Brennerleistungen notwendig sind, um auch bei Regen zu trocknen. Entscheidend für den Erfolg der Lagerbelüftungstrocknung im Silo ist aber in erster Linie die Luftrate, die durch den Stapel geblasen werden kann.

Der gesamte Trocknungsvorgang sollte spätestens nach 21 Tagen abgeschlossen sein, um zu verhindern, dass das zuletzt eingelagerte Erntegut übermäßige Nährstoffverluste erleidet. Denn die obere Schicht im Silo bleibt bis zum Schluss so feucht, wie sie gedroschen wurde bzw. wird durch den feuchten Trocknungshorizont nochmals feuchter und nur durch die vorbeiströmende Luft daran gehindert, sich selbst zu erwärmen. Wenn der Trocknungshorizont das Silo komplett durchlaufen hat und auch die obere Schicht der Wunschfeuchte entspricht, ist der Trocknungsvorgang abgeschlossen.

Lagermanagement.

Da eine gezielte Steuerung des Trocknungvorganges von Hand kaum möglich ist, setzt Bintec Softwarelösungen ein, die den Vorgang optimieren. Dabei nutzt das System neben den Informationen, die die Sensorkabel im Silo liefern, auch Daten über die Bedingungen (Temperatur, rLF) außerhalb des Silos und im sogenannten Plenum unterhalb des Belüftungsbodens. Aus all diesen Daten errechnet das Programm, ob es zielführend ist, das Gebläse und/oder den Heizer für ein bestimmtes Silo für eine bestimmte Zeit einzuschalten oder nicht.

Das System beruht dabei auf dem Prinzip der dynamischen Ausgleichsfeuchte, also der Tatsache, dass jede Kombination aus Temperatur und rLF zu einer bestimmten Feuchtigkeit im Erntegut führt. Würde man also z.B. Weizen mit 15 Grad warmer Luft und 70% rLF belüften, so wird dieser nach einer gewissen Zeit eine Feuchtigkeit von etwa 14,6% erreichen. Bleiben die Außenbedingungen gleich, würde auch eine wochenlange Belüftung den Weizen nicht weiter trocknen. Gibt nun also bspw. der Anlagenbetreiber eine Zielfeuchte des Getreides von 14,5% vor, so wird das System zunächst das Gebläse pausenlos laufen lassen, bis der oberste Feuchtigkeitssensor im Silo die Zielfeuchte misst bzw. eine Beprobung oben auf dem Stapel das Erreichen der Wunschfeuchte bestätigt.

Bei zwischenzeitlich zu hohen rLF außen schaltet es automatisch die Wärmequelle zu, um die Zuluft zu trocknen. Dies geschieht in Intervallen, je nachdem, welcher Temperaturgradient notwendig ist. Ein vorübergehendes tendenzielles Untertrocknen bei zu niedrigen rLF tagsüber kann toleriert werden. Die bereits erwähnte Tatsache, dass Partien mit unterschiedlicher Feuchte in Schichten übereinander liegen, führt dazu, dass zu trocken geerntete Schichten auch Feuchtigkeit aus darunter liegenden feuchteren Schichten aufnehmen und der gesamte Stapel dadurch homogenisiert wird.

Ist der Trocknungsvorgang abgeschlossen, so schaltet das System das Gebläse ab und überwacht fortan nur die Entwicklung der Temperaturen im Stapel, um bei Überschreiten eines vorgegebenen Temperaturanstiegs (Wärmenest) das Gebläse zur Kühlung wieder einzuschalten. Bereits während des Trocknungsvorgangs sinkt die Temperatur des Stapels erfahrungsgemäß auf 15-20 Grad ab. Gibt der Anlagenbetreiber nun eine Zieltemperatur von bspw. 8 Grad vor, so wartet das System genau den Moment ab, an dem die Außentemperatur so niedrig ist, dass der Stapel zielführend gekühlt wird, die rLF aber ebenfalls so gering ist, dass beim Kühlvorgang keine Wiederbefeuchtung des Erntegutes erfolgt.