Önnek is szól sorozatunk, ha a szárítógyártóktól független mérési eredményekre vagy a tűzveszélyt fokozó helyzetekre, megoldási javaslatokra kíváncsi. Igyekszünk köz-
érthetően fogalmazni a szárítás folyamatára koncentrálva, hogy eltérő szakirányú és képzettségű szakemberek számára is egyértelműek legyenek a következtetések, ajánlások. Célunk, hogy széles körben használható megoldásokat adjunk, és érdemesnek találják arra a sorozatot, hogy ott legyen a lap vagy a cikkek másolata minden szárítókezelő keze ügyében.

Azt gondolhatjuk, hogy ha a szárító vezérlőpultján a belépő hőmérsékletet 100ºC-ra állítjuk, a szárítózóna teljes felületén 100ºC-os levegővel szárítunk. A gyakorlatban azonban jelentős eltéréseket is mértünk. Miért veszélyes ez? Összetett kérdés, de beszéljenek az adatok…

Az elmúlt szárítási szezonban is sok különböző gyártmányú mezőgazdasági szemestermény-szárítóban keletkezett tűz. Annak dacára történt mindez, hogy az idei enyhe őszi idő és a termények alacsony nedvességtartalma kedvezett a technológiának, jelentősen csökkentve a szárítótüzek kialakulásának valószínűségét.

2010-ben, amikor a nyár is csapadékosabb volt és az ősz is, nem tudtak a termények „lábon” megszáradni. Magasabb volt a nedvességtartalma a napraforgónak és kukoricának is, október közepén már hideg télies időjárás volt. Ebben az évben az átlagnál is gyakoribbak voltak a tűzesetek. Békés megyében például kilenc terményszárító torony gyulladt ki három hónap leforgása alatt.

A nedvesebb terményt jóval magasabb hőmérsékleten szárították, ami önmagában is veszélyesebb. A magas hőmérséklet azonban további kedvezőtlen reakciót is kivált a terményből, a kukoricaszemek megizzadnak, könnyen összetapadhatnak.

A modern szárítótelepek értéke gyakran a 100 millió forintot is meghaladja, ezért nem mindegy, hogy felderítik-e a tapasztalható előjelek hátterét, vagy továbbra is ülnek a puskaporos hordón. Vannak-e árulkodó jelek, amik fokozottabb veszélyre utalhatnak? Ha fény derül adott típusú szárító tűzveszélyt fokozó tulajdonságaira, azokat rendszerint ki lehet küszöbölni vagy jelentősen mérsékelni lehet a hatásukat.

A tűz kialakulását, az esetek döntő többségében, a terményáramlás megakadása előzi meg. (Az elakadás kialakulásának folyamata lesz a cikksorozat következő témája „Előzzük meg a szárítótüzet” címmel.)

Most a másik legfőbb okot világítsuk meg, ez pedig a szárítózóna egyenlőtlen hőterhelése, esetleg extrém magas hőmérsékleti értékekkel párosulva.

Legveszélyesebb a helyzet, amikor az elakadás és a magas hőterhelés a toronynak ugyanazon a pontján egyszerre lép fel.

Eltérő hőmérsékletű légtömegek
a kazántérben

A kazánoldalon a hőtermelő egységek feletti térben sajnos igen gyakran, jelentősen eltérő hőmérséklet tapasztalható. A környezeti levegő akár 0ºC közelében is lehet őszi hajnalokon. Mivel környezeti levegőt használunk a szárításhoz, így hideg légtömegek is bejutnak a kazántest mellett a kazán feletti térbe, miközben a láng környezetében lényegesen melegebb levegő van. Azt gondolnánk, hogy felfelé majd összekeveredik, de mégsem ez történik. A különböző hőmérsékletű légtömegeket eltérő fizikai tulajdonságok jellemzik, a hideg sűrűbb, nehezebb, a meleg könnyebb. Az említett szélsőséges hőmérsékleteket figyelembe véve jelentős a fajsúlykülönbség, így képes elkülönült tömegként mozogni a meleg és a hidegebb levegő. Mindezeket igazolják a szárítózóna teljes felületét átfogó vizsgálataink.

A szárító hőmérséklet eloszlásának feltérképezése és az adatok értékelése

Minden levegő kilépőnyílásba hőérzékelőt telepítettünk és ezek segítségével folytattuk a teszteket. Az így gyűjtött adatok a szárító üzemállapotát jellemzik, de az üres torony és a szárítási folyamat jellemzőinek feltárására, diagnosztizálására is alkalmasak.

Három különböző típusú és méretű torony adatait mutatom be. Mindhárom tornyon ellenőrizzük a hőmérséklet eloszlást, kettőnél üres, egynél pedig terménnyel feltöltött állapotban. A képek a tornyokat a kilépő nyílásokkal szemben állva jelenítik meg, mintegy hőmérsékletértékekből felépítve a szárítót.

Az 1. ábrán látható, hogy a szárítózóna kilépőnyílásaiba helyezett hőérzékelők a torony közepénél 50–80%-kal magasabb hőterhelést mutatnak egy keskeny sávban. Néhány perc üzemidő után 104 Celsius-foknál leállítottuk a mérést, mert a magas hőmérséklettel nem akartunk kárt okozni.

A maximum értéktől egy méterrel jobbra 60–70ºC-os értékek is vannak. Ez súlyos mértékű eltérés és rendkívül veszélyes is, ugyanis csupán 68ºC volt a kezelő által látható érték a gyári vezérlőpulton. Ebben az esetben a légcsatornát feltétlenül módosítani kell.

A 2. ábrán jól látszik, hogy a túlságosan magas hőmérséklet nagyobb felületen is kialakulhat. Három perc alatt elérte a hőmérséklet a 109ºC-ot, ekkor megállítottuk a tesztet.

Érdekes kérdés, hogy hány Celsius-fokon került volna egyensúlyba a beszívott légmennyiség és a bevezetett hőenergia, de nem ezt vizsgáltuk. Mindenesetre a terménnyel feltöltött torony hőterhelése még ennél is magasabb lenne ugyanezen a gáznyomáson. A termény ellenállása miatt ugyanis csökken a tornyon átszívott levegő mennyisége, a bevezetett hőmennyiség pedig nem változik.

Mivel a két oldal közötti eltérést alapvetően a levegő fajsúlykülönbsége és a hőtermelő egység aszimmetrikus működése okozza, az eltérés a torony feltöltött állapotában is megmarad.

A szárítózónából kikerülő termény nedvességtartalmát több ponton vizsgálva jelentős, akár 5-6%-os eltérést is mérhetünk, egyebek mellett az egyenlőtlen hőterhelés következményeként. Könnyen belátható, ha a szárítózóna egyik felét folyamatosan 30–40%-kal magasabb hőterhelés éri, az itt áthaladó termény gyorsabban szárad, mint az alacsonyabb hőterhelésű oldalon.

A teszt célja nem a toronyban uralkodó maximális hőmérséklet meghatározása volt, hanem a homogén hőmérséklet és az egyenletes hőterhelés megvalósításához szükséges adatok, információk megszerzése. A terménnyel feltöltött tornyon is megállapítható, ha a kazánoldali hőmérséklet inhomogén.

Kíméletes és egyenletes a szárítás, ha a toronyba felül betöltött hideg termény normál esetben 20ºC körüli értékről soronként, fokozatosan melegszik fel 45–50ºC közötti értékre, a lehető legkisebb soron belüli eltéréssel.

Ezzel szemben a 3. ábrán a 2. sort követően 30, a 7. sort követően 40ºC-os hirtelen emelkedés látszik. A szárítóból, illetve a nedves terményből kilépő szárítóközeg csak akkor lehet ilyen magas hőmérsékletű, ha a kazánoldalon 150ºC, vagy még ennél is magasabb a toronyba belépő levegő hőmérséklete. A kiugró értéket mutató két keskeny, vízszintes sávban – 3. és 7. sor – extrém hőterhelést kap a mag. Eközben a gyári vezérlőpulton veszélyre utaló jelzést, vagy hőmérséklet értéket nem láttunk. A gyári hőérzékelő a toronynak egy alacsonyabb hőmérsékletű szakaszán van felszerelve.

Az ilyen átmenetileg fellépő hősokk nem előnyös a termény minőségére, nem mondható kíméletesnek sem, és nagyon tűzveszélyes.

Miért káros a terményre a túlszárítás miatt fellépő magasabb maghőmérséklet?

A 2. ábra bal oldalán látható 40%-os többlet hőterhelés a toronynak ezen a felén áthaladó terménynek a túlszáradását okozza. Ezt könnyen beláthatjuk, hiszen ugyanannyi idő alatt teszi meg az utat a torony tetejétől a szárítózóna aljáig, mint a jobb oldalon haladó termény, miközben magasabb hőmérsékletű szárítóközeget kap folyamatosan. Méréseink szerint a 11%-os nedvességtartalmú termény maghőmérséklete a 60ºC-ot is meghaladja. Az aminosavak, vitaminok károsodása pedig már 50ºC fölött fokról fokra egyre nagyobb mértékű.

A 2. ábrát tovább vizsgálva nem nehéz belátni, hogy az egész évben szárított mennyiség bal oldalon áthaladó fele magasabb energiaköltséggel párosulva, túlságosan szárazan és magasabb hőmérsékleten kerül a raktárba. A jelzett beltartalmi veszteségeket is elszenvedve, miközben az értékesíthető tömeg is kevesebb lesz, amit nem kompenzál senki az értékesítés során. A szárítási folyamatban az átlagos nedvességtartalom 13,2% volt a mérés során, így 14,5% fölötti nedvességtartalmú kukoricát is találtunk a rendszerben, ami a túlszárított tömeget kompenzálta az átlag értékre, ez a torony jobb feléből érkezett.

Az eltérő nedvességtartalmú termények tárolásának nehézségei

A nem kellően száraz terménytömegek életteret biztosíthatnak a toxinokat termelő gombáknak. A 14,5% egyensúlyi nedvességtartalmat meghaladó víztartalmú termény a raktározás során penészesedésre hajlamos.

A szemestermény-szárítók hűtőzónáját a gyártók általában úgy jellemzik, hogy a termény hőmérséklete a szárítás befejeződésekor a környezeti hőmérséklet + 10ºC. Napfényes őszi nappalokon nem ritka, hogy 20ºC fölé kúszik a hőmérséklet. Ilyenkor előfordulhat, hogy 200–300 tonna 30ºC-nál melegebb termény kerül a nappali időszakban a raktárba, akár több napon át, együtt a még nedves terménytömeggel. A nem kellően száraz szemekből ez a hőenergia nedvességtranszportot indít el a terményhalmazon belül. Az őszi időjárás természetes tartozéka a hajnali fagypont körüli hőmérséklet is, ami a felső réteg gyorsabb lehűlését okozza. Ezen a hideg külső rétegen a garmadán belül keletkezett pára lecsapódik, amitől a kukoricaszemek megduzzadnak és egyre keményebb, tömörebb záróréteget alkotnak. Beindul ezzel egy kedvezőtlen folyamat, párát és meleget biztosítva a toxinokat termelő gombák szaporodásának.

További kellemetlen hatás, hogy a raktárt és a szárítót kezelő személyzetet mindez arra sarkallja, hogy a következő szárítási szezonban az előzőnél is nagyobb mértékben szárítsák túl a terményt. Ez pedig magasabb maghőmérséklettel, még nagyobb beltartalmi érték veszteséget fog okozni és magasabb energiaköltséget, de talán mérsékli a toxintermelődést és a penészesedés arányát. Ördögi körnek tűnik, de van kitörési lehetőség!

Milyen jelek utalhatnak a fokozott veszélyre?

Ha egy ürítésen belül nem lehet két egyforma nedvességértéket mérni, akkor érdemes alaposabban megvizsgálni a körülményeket, mert könnyen lehet, hogy a fentebb bemutatott helyzet áll fenn. Nem jó jel az sem, ha a szárított terményben megbarnult szemek találhatóak. Ez a torony kisebb-nagyobb felületének extrém mértékű hőterhelésére utal.

A gondos szárítás ellenére a raktározás során kemény, nedves réteg képződik a terményhalom tetején, penészes szemek vagy réteg látható a kitároláskor.

Mindezt a szárító egyenlőtlen hőterhelése is okozhatja. Már a meleg levegő oldal hőmérsékletének homogenizálásával is jelentősen csökkenthető a nedvességtartalom eltérés, például terelő idomok beépítésével. Azonban alapos vizsgálatot és tervezést követően ennél is tovább lehet lépni. Miközben következetesen az egyenletesebb belépő hőmérsékletre és a homogén nedvességtartalomra törekszünk, a szárítás művelete egyre hatékonyabb, gazdaságosabb lesz és a tűz kialakulásának esélye is jelentősen csökken.

Speiser Ferenc

A cikk szerzője: Speiser Ferenc