Při poklesu chovu hospodářských zvířat dochází logicky i k snížení ploch pícnin na orné půdě. Od roku 1989 do roku 1999 to bylo o 330 tis. ha, tj. asi o 31 %. I při tomto klesajícím trendu dochází k neustálému vývoji a modernizaci technologií a hlavně techniky pro jejich sklizeň.
Vývoj je zaměřen především na zvýšení výkonnosti strojů (větší záběry, pracovní rychlost a spolehlivost), zlepšení jejich kvality práce, snížení ztrát i energetické náročnosti. To se může příznivě projevit v ekonomice zvolené a nasazené techniky-strojů a linek.
Povšimneme-li si v krátkém příspěvku možnosti snížení energetické náročnosti při sklizni píce, musíme začít již volbou vlastního způsobu – technologie sklizně. Porovnáme-li energii vloženou do procesu sklizně a konzervace s množstvím energie získané ve vyrobené píci, dostaneme tyto hodnoty: u silážování čerstvé píce 1:24,2, u senážování zavadlé píce 1:23,8, u dosoušení na seno 1:12,2 a u horkovzdušného sušení 1:0,55.
Při sklizni a konzervaci píce se počítá se stroji jako jsou traktory, samojízdné stroje pohánějící žací stroje a kondicionéry, obraceče, shrnovače, dále sběrací vozy, sklízecí řezačky, sběrací lisy atd. Povšimněme si však energeticky nejnáročnějších operací a strojů.
Energetická náročnost zemědělských strojů a jejich agregátů je podle jejich povahy činnosti vyjádřena většinou následujícími obecně známými parametry:
Odporem (F) tažným, řezným apod.
Momentem (M), který je dán součinem odporu (F) a ramene, na kterém tento odpor působí (R). Moment se proto mění se změnou délky ramene, na kterém odpor působí a samozřejmě také se změnou odporu.
Výkonem nebo příkonem (P), který je dán součinem momentu (M) a otáček (n) a je opět ovlivněn jak otáčkami, tak momentem.
Energií, prací (E), která je dána součinem výkonu (P) a času (t).
Kromě těchto základních parametrů se často používají poměrné parametry, kdy se tyto základní energetické parametry vztahují např. na jednotku délky (jednotka např. příkon na 1 m záběru stroje), plochy (např. měrná spotřeba paliva na 1 ha), objemu, hmotnosti atd.. Tyto poměrné parametry jsou zavedeny proto, že lépe umožňují srovnávání jednotlivých energetických náročností různých strojů, technologií atd.
Traktory a samojízdné stroje
Stejně jako automobily (nákladní i osobní) jsou traktory vybavovány stále úspornějšími spalovacími motory. Kromě toho výrobci traktorů výrazně dbají na to, aby byl stále více využíván režim (otáčky) motoru s nejnižší měrnou spotřebou, které je zpravidla dosahováno při maximálním točivém momentu motoru, jak je patrné z grafu na (obr. 1). Pro tento režim snížených otáček motoru daných zatížením k maximálnímu točivému momentu (zvaný často ekonomický) jsou také přizpůsobovány převody pro pohon vývodového hřídele a to tak, aby byl dosažen dostatečný počet otáček i při pohonu nářadí vývodovým hřídelem.
Žací stroje a kondicionéry
Měrná energetická náročnost na jeden metr záběru žacího stroje (kW.m-1) je znázorněna na obr. 2. Z obrázku je zřejmé, že energetická náročnost u žacích strojů je závislá především na typu žacího ústrojí (rotační pohyb nože 2 až 3 x náročnější než pohyb přímovratný) a jeho otáčkách. Měření příkonu se provádělo na vývodovém hřídeli traktoru. Z obrázku je dále zřejmé, že příkon závisí také na technickém stavu (opotřebení) žací lišty, především na otupení ostří nožů.
Zhodnocení vlastností rotačních žacích strojů v porovnání s klasickým žacím ústrojím:
- vysoká energetická náročnost jak je z výše uvedeného zřejmé,
- vysoká výkonnost, která je zajištěna možností zvýšit pracovní rychlost o 30 až 50 %,
- zvýšení provozní spolehlivosti, snížená poruchovost a minimální technologické ztráty např. ucpávání žacího ústrojí i za mokra se snížilo na minimum,
- nižší výška strniště představuje více sklizené hmoty.
Při srovnání bubnového a diskového žacího ústrojí platí následující:
- při stejné hmotnosti lze zvýšit záběr stroje až o 20 % ve prospěch diskových žacích strojů
- nižší energetická náročnost diskových žacích strojů snižuje spotřebu nafty o 5 až 15 %
- bubnovými rotačními žacími stroji lze dosáhnout lepší sklizně problematických porostů (polehlé atd.)
Bohužel prstové žací stroje jsou vytlačovány i ze sklizně pícnin na orné půdě (vhodné osvědčené žací řádkovače - mačkače E 301, E 302, E 303).
Žací stroje jsou převážně vybaveny kondicionéry, jejichž použití se příznivě projeví na rychlosti a kvalitě vysýchání porostu. Při jejich použití se však energetická náročnost zvýší o 20-30 %.
Sklízecí řezačky
Sklízecí řezačky jsou z uvedených strojů energeticky nejnáročnější. Největší energetické nároky má řezání píce značnou rychlostí (20 až 38 m.s-1), její drcení a pneumatická doprava. V poslední době jsou v tenkostébelnaté píci řezačky nahrazovány sběracími vozy, kde k řezání píce dochází při podstatně menší řezné rychlosti (10-15 m.s-1) a její mechanická doprava je méně energeticky náročná než pneumatická. Bez sklízecí řezačky se však neobejdeme při sklizni tlustostébelnaté kukuřice, slunečnice, bobu a směsek. Zde však náročné mechanické drcení zrna a stébel může být nahrazeno speciálními konzervačními prostředky zlepšujícími stravitelnost nepoškozených zrn. Energetická náročnost při řezání výrazně roste jednak se zmenšováním délky řezanky a dále se seřízením mezery mezi ostřím a protiostřím a se ztupením nožů, jak je vidět z obr. 3.
Sběrací vozy
Jak již bylo uvedeno, energetická náročnost je menší než u sklízecích řezaček, ale minimální délka řezanky je asi 2 x větší (přibližně 4,5 cm). Pozornost konstruktérů byla věnována rozložení příkonu během jedné otáčky podávacího bubnu, který současně se dvěma řadami nožů řeže. Příkon během času plnění vozu se postupně zvětšuje, jak je vidět na (obr. 4). Samozřejmě při odsouvání materiálu v úložném prostoru však dochází k značné nerovnoměrnosti potřeby příkonu. Pokud sledujeme energetickou náročnost sběracích vozů s noži v ústí nebo bez nich, je příkon a energetická náročnost vidět v přehledu v tab. 1.
Sběrací lisy
Pro sklizeň píce i pro její konzervaci lze ve sklizňových technologiích využít také sběrací lisy, jak pístové tak rolovací.
Příkon na lisování zavadlé píce, sena a slámy v praxi závisí na hmotě podávané za jednotku času, na její vlhkosti a slisovanosti balíků. Měrná spotřeba energie se zvětšuje při řezání hmoty a při vyšší slisovanosti. Se stoupající vlhkostí lisované hmoty při stejné slisovanosti se měrná spotřeba energie zmenšuje. Měrná spotřeba energie při lisování zavadlé píce je nižší než u sena a slámy, jak je vidět z následujícího přehledu (Tab. 2). U slámy je o 20 až 35 % vyšší než při lisování sena stejné vlhkosti.
Měrná spotřeba energie při použití řezacího ústrojí byla stanovena u žitné slámy o vlhkosti 15 % a je v průměru 2 až 3 x větší, než bez použití řezání. Kromě velké měrné spotřeby energie se pístové lisy vyznačují velkou nerovnoměrností příkonu.
Svinovací lisy mají měrnou spotřebu energie se zapojeným řezacím ústrojím přibližně takovou, jak je uvedeno v (Tab. 3).
Měrná spotřeba u lisů s pevnou komorou je téměř dvojnásobná oproti lisům s komorou variabilní. Příčinou je robustnější konstrukce rotujících válců a obtížnější (náročnější) lisování stále pružící vrstvy. U těchto balíků se dosahuje proto menší objemové hmotnosti (slisovanosti).
Závěr
Energetickou náročnost při sklizni pícnin lze snižovat předně vhodnou volbou:
Používané technologie při sklizni a konzervaci píce, jako je silážování, senážování a dosoušení sena.
Technické úrovně a energetické náročnosti zvolených mechanismů ve stroji. Z hlediska energetické náročnosti je neopodstatněné používání rotačních žacích strojů ve všech sklizňových podmínkách jen pro jejich větší produktivitu práce.
Doby nasazení, neboť sklízený porost mění své vlastnosti mimo jiné i v odporu např. sečení, řezání, lisování apod.
Údržby a seřízení, jako je např. broušení ostří, nastavení optimálních vůlí, výměna nožů aj.
Z uvedeného závěru je zřejmé, že na snížení energetické náročnosti se musí podílet jak výzkum v zemědělství a strojírenských podnicích, tak výrobci a v neposlední řadě samotní uživatelé. Všechny možnosti energetických úspor, které jsou u moderních strojů často k dispozici je nutné také v co nejvyšší míře využívat.
František Kumhála
Doc. Ing. Josef Břečka, CSc.
ČZU v Praze
