Ar didelis kombaino našumas ir grūdų kokybė suderinama?

Nuimant javų derlių, neretai kombainui keliami, regis vienas kitam prieštaraujantys tikslai: dirbti našiai ir užtikrinti gerą grūdų kokybę. Ar įmanoma šiuos du tikslus suderinti? Vokietijos Getingeno universiteto specialistai atliko rotorinių kombainų tyrimus, kuriais siekta išsiaiškinti kombainų automatizavimo įtaką derliaus nuėmimo našumui, grūdų kokybei ir operatoriaus darbo krūviui.

Planuojant kūlimo pajėgumus, kyla klausimas, ar našumą lemia didesnė, galingesnė mašina, ar vis tik geresnis kombaino galios išnaudojimas. Priimti tinkamą sprendimą sudėtinga, nes derliaus nuėmimo sąlygos yra skirtingos, taigi reikalingas ir skirtingas našumas. Nemažai ūkininkų Vokietijoje ir kitose Europos šalyse gerai prisimena pastarųjų dvejų metų javapjūtes– 2017 m. buvo labai drėgna, o 2018 m. – ilgai tęsėsi sausra. 

Teigiama, kad išnaudojama tik dalis turimų kombainų pajėgumo, našumo. Todėl svarbu pergalvoti derliaus nuėmimo procesą. Derliaus nuėmimo ekspertai apskaičiavo, kad lauke išnaudojama vidutiniškai tik 50 % kombaino potencialo. Siekiant geriau jį išnaudoti, svarbu nuosekliai ir nuolat optimizuoti derliaus nuėmimo mašinos nustatymus.

Siekiant padidinti derliaus nuėmimo našumą ir sumažinti sąnaudas, pirmas ir labai svarbus pasirinkimas – kombainų darbo automatizavimo sistemos. Vokietijoje atliktas tyrimas parodė, kad tinkamai optimizavus mašiną galima gauti iki 20 % didesnį našumą nei to neatlikus. Bet ar įmanoma padidinti našumą, nežalojant grūdų ir tuo pačiu mažinant sąnaudas?

Rotorinių kombainų kūlimo parametrų optimizavimas

Praktinis tyrimas buvo atliktas 2018-aisiais šalia Mosonszolnok (Vengrija) esančiame ūkyje. Bandymų metu buvo ištirta skirtingų gamintojų kombainų optimizacijos įtaka derliaus dorojimo mašinų našumui, siekiant išlaikyti priimtinus nuostolius ir grūdų kokybę. Atliekant šį bandymą 2018 m. liepos–rugpjūčio mėn. buvo paimti 109 kviečių ėminiai iš kombainų grūdų bunkerių. Visos mašinos derlių dorojo tame pačiame lauke, taigi derliaus nuėmimo sąlygos buvo panašios. 

Siekiant nustatyti optimizacijos (ir geresnio mašinos panaudojimo) įtaką grūdų kokybei, buvo nustatyta suskaldytų grūdų ir priemaišų dalis. Operatorių grupei buvo duota užduotis optimizuoti skirtingų gamintojų kombainų našumą (našumo ir kokybės santykį), padedant specialistui. Procesas visada prasidėdavo standartiniu nustatymu pagal gamintojo specifikacijas. Tada mašinos būdavo optimizuojamos iki didžiausio važiavimo greičio, siekiant padidinti našumą ir užtikrinti, kad didžiausias nuostolių lygis bus iki 1 %, didžiausia suskaldytų grūdų dalis neturėjo viršyti 2 %, o didžiausia negrūdinių priemaišų dalis – iki 2 %. Atliekant vertinimą, nustatyta, kad suskaldytų grūdų dalis sudarė 0,07–1,89 %, vidutiniškai 0,6–0,87 %. Negrūdinių priemaišų dalis ėminiuose svyravo tarp 0,04 % ir 4,13 %. Bendra suskaldytų grūdų dalis vidutiniškai sudarė 0,68 %, o bendra priemaišų dalis – 0,73 %. 

Suskaldytų grūdų ir priemaišų dalis rotoriniuose kombainuose, optimizuotuose, siekiant didesnio našumo ir geresnės kūlimo kokybės 

Sėkliniuose pasėliuose – kita matematika

Sėklų auginimo ūkiuose galioja kiek kitokios taisyklės ir tikslai. Čia svarbu, kad grūdų daigumas būtų kuo geresnis. Didesnė suskaldytų grūdų dalis turi įtakos šiai vertei. Endospermos (grūdo lukšto išorė) pažeidimai gali lemti apie 10 % mažesnį daigumą. Renkantis kūlimo sistemą (kratiklinis, rotorinis ar hibridinis), reikia atsižvelgti į grūdų paskirtį. Skirtingos kūlimo sistemos turi įtakos daigumui dėl daugiau ar mažiau agresyvaus kombaino kūlimo sistemos poveikio.

Be to, reikia apsvarstyti ir tai, kiek suskaldytų grūdų lieka laukuose kaip nuostoliai. Atsižvelgiant į kombaino modelį ir bandymo kriterijus, nuo 10 % iki 50 % suskaldytų grūdų lieka lauke kaip kūlimo separavimo nuostoliai, t. y. vidutiniškai 30 %. Ūkininkai gali nepastebėti suskaldytų grūdų nuostolių laukuose po kūlimo ir separavimo; suskaldytų grūdų daigumas labai mažas, todėl juos sunku pastebėti ir vėliau, nes lauke nesudygsta „žalios juostos“.

Nepriklausomai nuo tolimesnio derliaus panaudojimo, nuostoliai dėl suskaldytų grūdų atsiranda jau vykstant kūlimui.

Siekiant palyginti ir suklasifikuoti rotorinių mašinų savybes, tokiomis pačiomis sąlygomis buvo išbandyta ir hibridinė derliaus dorojimo mašina. Dirbant šiai mašinai suskaldytų grūdų dalis vidutiniškai sudarė 3,39 %, o priemaišų – 1,12 %. Kokių finansinių nuostolių galima tikėtis, parodo suskaldytų grūdų dalis ėminyje – nuo 0,07 % iki 3,39 %. Kadangi suskaldytų grūdų nebegalima naudoti sėklai, jie laikomi nuostoliais.

Finansiniai nuostoliai dėl suskaldytų grūdų dalies vartojimui skirtuose grūduose ir papildomi nuostoliai dėl pabirų

Pastovi grūdų kokybė

Kombaino parametrų optimizavimo įtaka grūdų derliaus kokybei taip pat buvo tirta 2017-aisiais. Tam buvo paimti 23 grūdų (kviečių) ėminiai iš to paties modelio, viengubo rotoriaus kombainų. Iš jų trys buvo pavieniai ėminiai, dešimt ėminių po du, o vienas ėminys buvo paimtas prieš optimizuojant našumą, antras po. Buvo matuojami šie kokybiniai parametrai: daigumas, priemaišos ir suskaldytų grūdų dalis. Pirmiausia buvo nustatyti operatoriaus parinkti nustatymai, tada jie buvo pakeisti, siekiant optimizuoti kombainą didžiausiam našumui. 

Atliekant šį tyrimą nebuvo rasta jokio pokyčio suskaldytų grūdų ir priemaišų kiekiuose prieš mašinos optimizavimą ir po jo. Abiem atvejais vertės buvo mažesnės kaip 0,6 % prieš mašinos optimizavimą ir po jo. Be to, daigumas vidutiniškai siekė 96 %, taip pat gana aukštas. Optimizacija neturėjo neigiamos įtakos grūdų kokybei. Tai taip pat parodė, kad kombainus su viengubu rotoriumi gana nesudėtinga pritaikyti lauko sąlygoms, siekiant surasti tinkamus nustatymus didžiausiam našumui, neaukojant grūdų kokybės.

Ėminių ėmimas ir analizavimas

Siekiant gauti patikimus rezultatus, reikia užtikrinti panašias sąlygas, kad visų mašinų darbą būtų galima palyginti. Tai geriausia atlikti tame pačiame lauke ir mašinoms važiuojant viena šalia kitos. 

Kuliant kviečius, reikia mažiausiai vieno 250 g ėminio, kad būtų galima nustatyti priemaišų ir suskaldytų grūdų kiekį. Ėminys paimamas tiesiogiai iš grūdų bunkerio. Idealiu atveju ėminį reikėtų paimti iš grūdų bunkerio užpildančios sraigto srovės vidurio. 250 g sveriantį ėminį reikia persijoti per 3,55 mm ir 1,0 mm sietą, kad būtų galima atskirti stambias ir smulkias priemaišas. 250 g ėminys padalijamas į 50–100 g ėminio dalis. Dalinis ėminys 3,55 mm, 2 mm ir 1 mm sietais išsijojamas į sudėtines frakcijas. Frakcijos pakartotinai išrūšiuojamos rankomis, kad būtų galim atskirai pasverti suskaldytus grūdus, kūlėtus grūdus, stambias ir smulkias priemaišas. Stambios ir smulkios priemaišos atskiriamos 3,55 mm sietu ir 1 mm sietu. Išsijojus 1 mm sietu atskiriami suskaldyti grūdai ir kūlėti grūdai, o 2 mm sietu – sveiki grūdai.

Didelė operatoriaus įtaka

Našumo optimizavimas galimas nedarant neigiamos įtakos grūdų kokybei. Be anksčiau minėtų veiksnių, didžiausią įtaką kombaino darbui turi operatorius. Skirtingų operatorių našumo lygis gali skirtis iki 30 %. Jei kombainas ilgesnį laiką vairuojamas ties jo pajėgumų riba, norint pasiekti optimalų mašinos išnaudojimą, operatorius taip pat dirba ties savo galimybių riba. Po 4–5 darbo valandų ties galimybių riba operatorius pasirenka tam tikrą saugos režimą, o tai reiškia, kad sumažėja greitis, taigi ir našumas. 

Be to, dėl vis sudėtingėjančio kombainų valdymo, reikia aukštesnės kvalifikacijos ir labiau patyrusių operatorių. Siekiant geriausių rezultatų, būtina pasirinkti tokią našumo optimizavimo strategiją, kuri būtų palanki operatoriui ir sumažėtų klaidų tikimybė. Vienas iš variantų – samdyti pakaitinį operatorių, kuris pakeistų pagrindinį po tam tikro laiko. Antras variantas – pakankamai ilgos operatorių pertraukos. Vis dėlto, kombaino prastova kainuoja apie 5,0 eurus/min. 

Trečia galimybė – įdiegti operatoriui dirbti padedančią automatiką, siekiant optimizuoti mašiną ar ją nustatyti veikti visiškai automatiškai iki tam tikro lygio. Šiuolaikinės kūlimo optimizavimo sistemos siekia padidinti kombaino našumą ir naudoja duomenis iš kombaine įrengtų jutiklių, kurie palaiko priimtiną nuostolių lygį bei aukštą grūdų kokybę. Darbo kokybę galima nustatyti pagal, pavyzdžiui, priemaišų ir suskaldytų grūdų kiekį, naudojant kameras ir vaizdų apdorojimo sistemas. Įrengus kameras perkūlimo ir švarių grūdų elevatoriuose, galima analizuoti tiekiamų grūdų srautus. Remiantis gautais duomenimis, galima pagerinti mašinos optimizavimą ir atitinkamai užtikrinti, kad bus išlaikyti pageidaujami kokybės parametrai. Operatorius privalo vieną kartą nustatyti pageidaujamą kokybės lygį, tada mašina prisitaiko ir nuolat dirba palaikydama pageidaujamą suskaldytų grūdų ir priemaišų lygį. Tuo pat metu automatiškai keičiamas važiavimo greitis, taigi, optimizuojamas našumas, neviršijant iš anksto nustatyto nuostolių lygio. Šių sistemų kaina šiuo metu svyruoja tarp 13 000 ir 25 000 eurų. Remiantis ankstesniais skaičiavimais, šios sistemos atsiperka per palyginti trumpą laiką vien dėl to, kad išvengiama nuostolių dėl suskaldytų grūdų.

Išvados

Optimizuojant kombainus, reikia atsižvelgti ne tik į derliaus nuėmimo sąnaudas, bet ir į našumą bei operatoriaus įgūdžius. Remiantis tyrimų rezultatais, kombainai su viengubu ir dvigubu rotoriumi geriau išsaugo grūdų kokybę, nei hibridinės derliaus dorojimo mašinos. Tiksliau sureguliavus kombainą galima dar labiau pagerinti rezultatus. Visose išbandytose mašinose svarbiausia buvo operatoriai. Automatizuota optimizavimo sistema turi teigiamą poveikį, nes padidėja jų našumas, sumažėja sąnaudos ir padidėja operatoriaus produktyvumas, todėl tokios automatinės kombaino parametrų reguliavimo sistemos atsiperka labai greitai.