A gazdálkodók egy teljes vegetációs időszakon keresztül termesztik növényeiket, beruháznak a vetésbe, a tápanyag-utánpótlásba és az ápolásba, valamint a betakarításba. Céljuk, hogy magas minőségű termékeket – többnyire élelmiszert, takarmányt vagy energiát – állítsanak elő. A betakarítás utáni veszteségek, mechanikai sérülések vagy romlás csökkentik az értékesítési bevételeket, illetve a saját üzemi felhasználás lehetőségét. Ugyanakkor az átvevői oldal részéről nő az elvárás az egyenletes tulajdonságokkal rendelkező, magas minőségű termékek iránt (konzisztens termékminőség). Ehhez társulnak a fogyasztók fenntartható (energiahatékonyság) és etikailag elfogadható termelésre vonatkozó elvárásai (csökkentett inputanyag-felhasználás, nyomon követhetőség).
A BETAKARÍTOTT TERMÉKEK MENNYISÉGÉNEK ÉS MINŐSÉGÉNEK MEGŐRZÉSE
Itt lép be a betakarítás utáni technológia. Magában foglal minden olyan eljárást, berendezést és módszert, amely a betakarított termékek mennyiségének és minőségének megőrzését szolgálja, gyakran automatizálásra épít, és egyúttal javítja a munkakörülményeket. A szántóföldi betakarítást követően a cél az, hogy az udvaron, a tárolás vagy a feldolgozás során minimalizálják a sérüléseket és veszteségeket, gyakran hűtéssel vagy szárítással, illetve kíméletes anyagmozgatással. Már a betároláskor megtörténik a tervezett felhasználás szerinti válogatás (például méret, tömeg, beltartalom, szín vagy más minőségi jellemzők alapján), és eltávolítják a nem kívánt szennyeződéseket (például föld, kövek, sérült vagy beteg termények, illetve egyéb növényi részek). A betakarítás utáni technológiák javítják a tárolhatóságot, és védelmet nyújtanak a romlás, valamint a belső és külső minőségi jellemzők leépülése ellen.
A betakarítás utáni technológia tehát széles terület, különböző gépekkel, berendezésekkel és eljárásokkal, és számos növénykultúrát, illetve terményt érint. Ezért az alábbiakban először néhány általános trend kerül bemutatásra, majd a második részben elsősorban a szemestermények és a burgonyatechnológia kerül előtérbe. A burgonya egyúttal több zöldségfaj képviselőjeként is értelmezhető.
(fotó: Horizont Média)
A bemutatás középpontjában azok a technológiák állnak, amelyek a (specializált) mezőgazdasági üzemekben alkalmazhatók. Az átvevői oldal technológiái hasonló módszereket tartalmazhatnak, de jelen áttekintésnek nem elsődleges tárgyai. A továbbiakban említett vállalatok és termékek felsorolása nem teljes körű, csupán példaként szolgál.
ÁLTALÁNOS TRENDEK A BETAKARÍTÁS UTÁNI TECHNOLÓGIÁBAN
• A gépek és technikák teljes automatizálása intelligens vezérléssel és önállóan tanuló egységekkel (önszabályozás), folyamatos folyamatfejlesztéssel.
• Integráció felhőalapú gazdaságirányítási rendszerekbe (FMS), adatvezérelt folyamatfelügyelettel, mesterséges intelligencia alkalmazásával.
• IoT-kapcsolat távdiagnosztikához és távkarbantartáshoz, kevesebb – különösen nem tervezett – leállással, ezáltal a csúcstechnológiás eljárások magas hatékonyságával (teljesítményoptimalizálás).
• Precíz és hatékony tisztítás online szenzortechnikával, magas tisztítási fokkal és a minőségromlás (törés, beteg vagy sérült termékek) elkerülésével.
• Egyre gyakoribb optikai válogatás kamerák, lézerek, infravörös és hiperspektrális képalkotás segítségével, részben NIR-analitikával és mesterséges intelligenciával kombinálva a minőség szerinti, teljesen autonóm elkülönítéshez, illetve selejtezéshez.
• Magas, fenntartható energiahatékonyság hulladékhő, napenergia, biomassza vagy hőszivattyúk alkalmazásával (kulcsszó: alacsony kibocsátás).
• A folyamatok teljes körű dokumentálása.
SZEMESTERMÉNYEK
A szemestermények tisztítása és válogatása gyakran együtt történik. A tisztítás során el kell távolítani az idegen anyagokat (kövek, fémrészek, például csavarok stb.), a port, héjrészeket, gyommagvakat, valamint a sérült vagy beteg (penészes) szemeket. Alkalmazásban vannak bevált fizikai technikák, például rosták, amelyeket célzott légáramok és ciklonok támogatnak, modern nedvesség- és légáramérzékelőkkel kombinálva az automatikus és intelligens önszabályozás érdekében, amelyek például a szennyezettség mértékétől függően végeznek beállításokat (Bühler, Petkus, Cimbria). Ehhez társulnak az infravörös és kamerás rendszerek a pontos és hatékony idegenanyag-felismeréshez. Egyidejűleg válogatás is végezhető. A rostálás mellett új optikai, részben hiperspektrális válogatók is megjelennek, gyakran légtechnikával kombinálva (például Petkus FTS, Bühler Sortex J, Cimbria SEA.CX). Az „optikai válogatók” közé tartoznak a NIR-spektroszkópiával működő technikák is (többek között Cimbria, Bintec), amelyek részben minden egyes szemet elemeznek (BoMill InSight), és minőség – például fehérjetartalom – szerint képesek válogatni.
A túl magas nedvességtartalmú szemesterményeket a betakarítás után hűteni vagy szárítani kell. A hűtésnél különösen a szivattyúk és a hűtőközeg megválasztása fontos a hatékonyság és az energia-, illetve környezeti mérleg szempontjából. A FrigorTec az Agritechnicán a bevált hűtőberendezések továbbfejlesztését mutatta be jobb hűtőközeggel (nagyon alacsony, közel nulla GWP-értékkel) és új hűtőkörrel (Granifor Europe green). Ezzel a hűtőközeg környezeti hatásai jelentősen csökkennek, és az EU jogszabályi előírásai (GWP <150) alá kerülnek.
A szellőztetés javítható a siló optimális, egyenletes feltöltésével, amely során nem alakulnak ki eltérő szellőzési viselkedésű zónák. A Bintec ennek érdekében egy nem dobó elosztót optimalizált. A FrigorTec magas hőmérsékletű hőszivattyús szárítókat is kínál, amelyek a kíméletes, minőségmegőrző szárítást hővisszanyeréssel és energia-megtakarítással kombinálják. A teljes szárítólevegőből történő hővisszanyerést a Stela egy folyamatos üzemű szárítóval (AgroDry Recu) mutatja be. A szárítóberendezések gyártóinak többsége legalább a kilépő levegő egy részét hasznosítja hővisszanyerésre (többek között Skiold, Neuero, Horstkötter, Cimbria, Petkus).
Valamennyi modern szárítóberendezés valós idejű nedvesség-, hőmérséklet- és páratartalom-ellenőrző szenzorokkal, valamint intelligens vezérléssel és menedzsmentrendszerrel van felszerelve. A precíz beállítások lehetővé teszik az energiafelhasználás (gáz, villamos energia) és a veszteségek (törtszemek) csökkentését is. Trendnek számítanak a fenntartható rendszerek, amelyek alternatív energiaforrásokat (hulladékhő, napenergia, biomassza, hőszivattyúk) közvetlenül vagy közvetve használnak, és alacsony hőmérsékletű szárítással óvják a termékminőséget.
A betárolást követően folyamatosan ellenőrizni kell a szemestermények nedvességtartalmát és hőmérsékletét. Ehhez valós idejű funkciókkal rendelkező vezeték nélküli szenzorokat vagy úgynevezett „Grain Cable” rendszereket alkalmaznak, amelyek egyszerre több ponton és különböző töltési magasságban szolgáltatnak mérési adatokat (például Bintec). Így az intelligens folyamatellenőrzés a digitálisan összekapcsolt komponensekkel a szemesterményeknél – az átvételi aknától a kitárolásig – a „Smart Drying” kulcsszó alatt egyre nagyobb jelentőséget kap. Ezzel párhuzamosan a teljes technológia IoT (és mesterséges intelligencia) segítségével felügyelt, és az esetleges leállások előrejelző karbantartással megelőzhetők.
BURGONYA ÉS MÁS GUMÓS NÖVÉNYEK
A burgonya, hagyma vagy más gumós növények betakarításakor az első mechanikus tisztítás a teljes betakarítógépen történik, részben kézi kiválogatással kombinálva (burgonyaszár, rögök, kövek, torz alakú darabok stb.). A betárolás vagy kitárolás során történik az alapvető válogatás, amely méret, forma, szín (például zöldülés) és felületi tulajdonságok szerint történhet. Ugyancsak lehetséges a sérülések, rendellenességek, nyomódások, drótféreg-kártétel, száraz rothadás vagy csírák, hajtások szerinti válogatás. A cél a precíz és hatékony válogatás csökkentett munkaerőigény és javuló munkakörülmények mellett.
Ebben továbbra is fontos szerepet játszik a mechanikus válogatás és tisztítás görgős, rosta- és síkrosta-válogatókkal. Ezek elengedhetetlen előlépcsőt jelentenek a fejlettebb optikai válogatókhoz. Ez a csúcstechnológiás érzékelés elsősorban nagy volumenű üzemekben, mosott burgonya esetén működik automatikus kamerákkal, lézerekkel, infravörös és hiperspektrális képalkotással (például Downs CropVision, Eqraft Eqrader TM, Raytec Vision Opportunity, Karevo, Newtec Celox P-UHD, Visar Sortop, GeJo Grading/Bijlsma Hercules). Az önállóan tanuló rendszerek folyamatosan javítják a válogatás minőségét.
Léteznek olyan berendezések is, amelyek mosatlan burgonyát esési szinten optikailag válogatnak (Photoshooter), valamint 360°-os képelemzéssel működő rendszerek. Ehhez a mosatlan burgonyát először kötelezően meg kell tisztítani (hengertisztító, lombleválasztó, kefés berendezések), majd széles szalagokon vagy szállítóelemekkel egyenként kell az optikai rendszerhez juttatni. Lézeralapú eszközökkel és/vagy hiperspektrális képfeldolgozással kombinálva belső hibák vagy tulajdonságok is felismerhetők (például MAF Roda Sorters, GREEFA, AVEKA/Key Technology, Tomra Food TOMRA 3A, Bühler Group/Sortex).
A mesterséges intelligencia és a gépi tanulás adaptív tanulást tesz lehetővé a válogatási teljesítmény mennyiségi és minőségi javítása érdekében. Egyes berendezések a gyártóval összekapcsolva működnek, mások a gazdaságban helyben végzik ezt (példa: Photoheyler mesterséges intelligenciával működő szalagos válogató burgonyához, hagymához és sárgarépához). A nem kívánt részek eltávolítása, illetve a különböző frakciókba (méret, forma stb.) történő válogatás mechanikusan (gyakran: billenő ujjak), pneumatikusan (sűrített levegő) vagy válogatókarokkal (például SiftAI robot) történik. A trend a könnyű, alacsony zaj- és energiaigényű mechanikus kidobórendszerek irányába mutat.
Mint minden digitális gép és berendezés esetében, itt is trend a valós idejű adatgyűjtés (IoT) a folyamatfelügyelethez, valamint a menedzsmentrendszerekkel való összekapcsolás. Ez előrejelző karbantartásra is használható. Jövőbeni fejlesztési lépésként a teljes betakarítógépen végzett 3D térfogatmérés szerepel a tervek között.
ÖSSZEGZÉS ÉS KILÁTÁSOK
A betakarítás utáni technológiában a növénykultúrától és terméktől függetlenül több műszaki trend rajzolódik ki, amelyek a szenzorvezérelt automatizálásra (egyre inkább optikai rendszerekre), a hatékonyság növelésére (különösen az energia területén), a digitalizációra (IoT, FMS) és a mesterséges intelligencia integrációjára, a fenntarthatóságra (veszteségek elkerülése és csökkentett inputanyag-felhasználás), valamint a rugalmasságra (skálázhatóság) irányulnak.
Forrás: DLG, Dr. sc. agr. Hansjörg Nußbaum, Baden-Württemberg Mezőgazdasági Központ (LAZBW Aulendorf) (fotó: Farkas Imre és grimme.com/en/media)
GÉPmax Tudástár: terménykezelés – a betakarítás utáni technológiai folyamatok összessége, amely a szemestermények, burgonya és más növényi termékek tisztítását, válogatását, szárítását, hűtését és tárolását szolgálja automatizált, szenzorvezérelt és mesterséges intelligenciával támogatott rendszerekkel a minőségmegőrzés, az energiahatékonyság és a veszteségcsökkentés érdekében.
