Postupy zberu, spracovania a využitia slamy
Rastliny, pri pestovaní ktorých vzniká ako vedľajší produkt slama, sú u nás zaradené v osevných postupoch prakticky vo všetkých výrobných oblastiach, t.j. kukuričnej, repárskej, zemiakárskej a v nemalej miere aj v horskej. V jednotlivých oblastiach sú rozdielne klimatické aj pôdne podmienky, a to často ovplyvňuje tak termín, ako aj spôsob zberu slamy.
Úrody slamy sa pri konvenčných plodinách, v závislosti od druhu a odrody, zvyčajne pohybujú na úrovni 0,6 až 1,5 násobku úrody zrna, v niektorých prípadoch však môžu byť aj vyššie. Získané množstvo slamy závisí od viacerých faktorov. Okrem rozlohy osiatych plôch je dôležitým faktorom druh či odroda pestovanej plodiny. S rozšírením a vývojom kombajnov v druhej polovici 20. storočia bol nastolený trend znižovania podielu slamy na celkovej hmote rastlín z dôvodu uľahčenia priechodnosti materiálu mlátiacim ústrojenstvom a s cieľom zvýšenia kvality výmlatu a výkonnosti kombajnov. Od deväťdesiatych rokov bol tento trend ešte podporený znižovaním stavov dobytka a postupným rozširovaním bezpodstielkových technológií v živočíšnej výrobe.
Technologické postupy spracovania a zberu slamy
Technológie zberu, spracovania, konzervácie a skladovania slamy sú známe. K dispozícii sú rôzne riešenia variantov strojových liniek využívaných v technologickom procese zberu, manipulácie a dopravy slamy. V súčasných podmienkach prevahy bezpodstielkových spôsobov chovu ošípaných a hovädzieho dobytka, kedy nie je nutné použiť väčšinu produkcie slamy ako materiál pre podstielku, je možné ponechať do poslednej chvíle otvorené rozhodnutie, či bude slama podrvená, rozhodená a aplikovaná do pôdy, alebo bude zhodnotená ako priemyselná surovina či palivo.
V praxi je využívaných niekoľko alternatív spracovania slamy. V prípadoch, kedy je slamy málo, alebo pre ňu nie je vhodné využitie, je najčastejšie slama rozdrvená a rozhodená po poli pomocou drviča integrovaného na kombajne. Tento spôsob spracovania slamy je výhodný najmä preto, že ho možno realizovať v rámci jednej operácie spoločne so zberom zrna, nevyžaduje samostatnú technologickú operáciu spojenú s obstaraním a prevádzkou samostatného stroja a s prejazdmi po pozemku. Obľúbenosť tohto spôsobu spracovania v našich podmienkach rastie.
V prípade potreby zberu slamy je jej nevýhodou z hľadiska ďalšej manipulácie a využitia nízka merná (objemová) hmotnosť. Na riadku po vymlátení sa pohybuje merná hmotnosť slamy v závislosti od obsahu vody v rozmedzí 50-100 kg.m-3. Táto skutočnosť robí všetku manipuláciu a dopravu v tomto stave ekonomicky úplne nevhodnou. Preto je súčasťou všetkých realizovaných postupov využitia slamy zvýšenie jej mernej hmotnosti.
Ak je pre slamu k dispozícii vhodné využitie, je jej spracovanie zamerané na efektívny zber, úpravu (transformáciu) do požadovaného stavu a racionálnu dopravu na miesto uskladnenia. V takýchto prípadoch sú takmer výhradne využívané technológie zberu s využitím zberacieho lisu alebo zberacej rezačky. Hlavne spôsoby lisovania slamy do obrých balíkov v súčasnosti takmer vytlačili v minulosti najčastejšie využívaný systém zberu a dopravy pomocou zberacích vozov.
Pri zbere slamy s použitím zberacej rezačky je možné materiál zbierať z riadku, alebo aj nastojato pomocou žacích adaptérov. Výstupný materiál je od rezačky dopravovaný pomocou veľkoobjemových dopravných prostriedkov vo forme rezanky na miesto skladovania. Vzhľadom k nízkej objemovej hmotnosti vniknutej rezanky je tento spôsob zberu akceptovateľný iba pri doprave materiálu na krátke vzdialenosti. Pri skladovaní zaberie rezanka v porovnaní so slamou zlisovanou do balíkov dvakrát až trikrát väčší objem.
Najpoužívanejší spôsob je lisovanie
Pre zber slamy je v podmienkach súčasného poľnohospodárstva najčastejšie využívaná alternatíva s využitím zberacích lisov na pravouhlé, prípadne valcové balíky v druhej fáze zberu zrnín. V prvej fáze zberu sú oddelené semená, alebo celá vrchná časť rastlín. Prvá fáza zberu je spravidla vykonaná obilným kombajnom. Lis následne zbiera materiál z riadku. Operáciu možno zefektívniť predchádzajúcim zhrnutím riadkov. Ako už bolo spomenuté, tento spôsob zberu stále vo väčšej miere nahrádza ešte v nedávnej minulosti častejšie využívané alternatívy zberu slamy s využitím zberacieho voza.
Hlavným dôvodom je fakt, že preprava voľne loženej slamy je menej efektívna a nákladnejšia, pretože veľkosť ložného priestoru dopravných prostriedkov je obmedzená predpismi o premávke na pozemných komunikáciách. Dopravné prostriedky jazdia pri doprave stebelnatých plodín vyťažené na 20 až 50%. Doprava zhutnených materiálov je vzhľadom k vyššej objemovej hmotnosti efektívnejšia.
V prípade využitia zberacích lisov má výstupný materiál najčastejšie formu veľkoobjemových balíkov. Lisované balíky padajú na pozemok, odkiaľ sú potom pomocou nakladača, manipulátora alebo hydraulickej ruky naložené na dopravný prostriedok a odvezené na miesto skladovania. Menej využívané sú lisy, ktoré slamu lisujú do formy malých balíkov, paketov, brikiet alebo peliet.
Moderný zberací lis musí byť podľa definície v odbornej literatúre schopný plynule zobrať z riadkov suchý alebo zavädnutý stebelnatý materiál a zlisovať ho, prípadne zviazať do rovnakých výliskov pri nastaviteľnej veľkosti a zlisovateľnosti. Výlisky, najčastejšie balíky, sú buď umiestnené na strnisko, alebo priamo naložené na dopravné prostriedky. V súčasnosti sú používané lisy, ktoré lisujú zbierané suroviny do nasledujúcich foriem balíkov:
- malé, pravouhlé s hmotnosťou 20 až 35 kg, umožňujúce ručnú manipuláciu,
- veľké, valcové, kruhového prierezu s hmotnosťou 190 až 500 kg,
- prípadne obrie pravouhlé obdĺžnikového alebo štvorcového prierezu s hmotnosťou 380 až 600 kg.
K tvorbe balíkov sú používané zvinovacie lisy (tie možno podľa konštrukčného riešenia rozdeliť na lisy s pevnou komorou a lisy s variabilnou komorou, ktoré môžu pri rovnakej zlisovateľnosti produkovať balíky o rôznej veľkosti), piestové lisy a v malej miere aj lisy závitovkové.
Manipulácia s veľkými balíkmi vyžaduje použitie mechanizačných prostriedkov. Objemová hmotnosť balíkov suchej slamy je od 50 až do 250 kg.m-3. Objemová hmotnosť sa dá zvýšiť dezintegráciou (porezaním) slamy pred vstupom do lisu. V súčasnosti je dezintegrácia slamy u lisov riešená zapracovaním rezného nástroja medzi zberacie ústrojenstvo a vstup do lisovacej komory. Po zlisovaní, alebo počas lisovania na predpísanú zlisovateľnosť, sa balíky previažu špagátom, alebo sieťou.
Čo zvážiť pri výbere lisu
Pri výbere lisu je nutné zvážiť viac kritérií. Výhody a nevýhody zberu s využitím zberacích lisov sú zrejmé. V prípade, keď sa rozhodlo, že technológia zberu slamy lisovaním je ten najoptimálnejší variant spracovania slamy v poľnohospodárskom podniku, objaví sa nutne ďalšia otázka. Aký lis je ten pravý? Kritérií, ktorými je potrebné alebo vhodné sa riadiť, je hneď niekoľko. Dôležitým kritériom je napríklad množstvo suroviny, ktoré je nutné počas sezóny zlisovať. Výkonnosť lisu musí zaručiť, že potrebné množstvo suroviny bude zlisované v primerane dlhom časovom úseku, ktorý približne zodpovedá dĺžke zberu hlavnej plodiny na inkriminovanej výmere. Do výpočtu je samozrejme nutné zakalkulovať primeranú rezervu na údržbu, opravy, či nepriazeň počasia. Na pamäti treba mať fakt, že lis je nutné agregovať s traktorom o potrebnom výkone, ktorý je vybavený všetkými druhmi energetických, prípadne dátových výstupov potrebných pre prevádzku lisu. Všetky parametre, vrátane kalkulácie nákladov, je potom nutné rozpočítavať na kompletnú súpravu.
Ďalším dôležitým kritériom je voľba vhodného typu balíkov. V podmienkach menších fariem doteraz pretrvávajú snahy o využívanie technológie lisovania do malých hranolových balíkov. Výhodou týchto technológií je možnosť ručnej manipulácie s balíkmi a relatívne nízka obstarávacia cena lisov. Ako pohonná jednotka môže slúžiť traktor nižšej výkonovej triedy. Pochopiteľnou nevýhodou je nízka výkonnosť lisovania aj nasledujúcich operácií.
Najčastejšie sú v podmienkach slovenského poľnohospodárstva používané zvinovacie lisy na valcové balíky. Ich výhodou je vysoká výkonnosť a možnosť utuženia, ktoré núdzovo dovoľuje aj vonkajšie skladovanie balíkov bez nutnosti používať špeciálnu mechanizáciu na ich ukladanie do stohov. Valcový tvar je miernou nevýhodou pri doprave, manipulácii a skladovaní z hľadiska efektivity využitia priestoru. Zvýšené nároky sú tiež kladené na rozdružovanie valcových balíkov, najmä pri ich priemyselnom a energetickom využití a ak sú balené v sieti.
Lisy na obrie pravouhlé balíky majú nezastupiteľnú úlohu v oblasti energetického a priemyselného využitia slamy, keďže drvivá väčšina spracovateľských technológií je konštrukčne prispôsobená práve pre príjem hranolových balíkov. Nevýhodou lisov na pravouhlé balíky je vyššia obstarávacia cena. Pri voľbe vhodného zariadenia je potrebné prihliadnuť aj na požiadavky prípadných odberateľov slamy.
Zber slamy treba riešiť komplexne
V linke na zber slamy nasleduje po lisovaní doprava balíkov zo zberaného pozemku na miesto skladovania a súvisiaca manipulácia. Riešenie celej linky od momentu zberu až po fázu skladovania musí byť komplexné a musí umožňovať plynulé vzájomné nadväzovanie jednotlivých operácií. To je ďalšie kritérium pri voľbe vhodného zberacieho lisu. V prípade, že nový lis bude súčasťou existujúcej technologickej linky, je nutné, aby objem, hmotnosť a tvar balíkov zodpovedal možnostiam už existujúcej linky. Ďalšia alternatíva riešenia je kompletná výmena linky vrátane systému dopravy a manipulácie. Pri voľbe nového zariadenia je nutné obidve alternatívy dôkladne zvážiť, vrátane úvahy, či nebude efektívnejšie riešiť zber slamy formou externých služieb.
Systémov dopravy balíkovanej slamy existuje viac
Aby bolo využitie dopravného prostriedku čo najvyššie, musí byť vybraný najvhodnejší typ a prevedenie dopravného prostriedku z hľadiska agregácie s ťažným prostriedkom a jeho povolenej rýchlosti. Významným kritériom výberu je možnosť a spôsob prípadnej výmeny nákladu medzi ťažným dopravným prostriedkom pri pohybe v teréne a na krátke vzdialenosti a dopravným prostriedkom určeným pre cestnú dopravu na dlhšie vzdialenosti. Do úvahy je nutné vziať aj možnosti využitia automobilovej techniky. S ohľadom na prevažujúci podiel jázd po spevnených komunikáciách a meniace sa dopravné vzdialenosti podľa miesta pracovného nasadenia je vhodné, aby prípojné vozidlá disponovali povolenou rýchlosťou najmenej 40 km.h-1.
V prípade využitia veľkoobjemovej nadstavby musia byť v jej konštrukcii zohľadnené vlastnosti prepravovaných balíkov. Z hľadiska vyprázdňovania musí byť zase zohľadnený spôsob následnej manipulácie s materiálom. V prevádzke je potom potrebné zohľadniť, či ide o vykladanie na voľnej ploche, ktoré je v podstate bez obmedzení, či pod strechou, kde je potrebné overiť výškový aj prejazdný profil. Prevádzkovo jednoduchším riešením je prejazdné usporiadanie hál, ktoré minimalizuje manévrovanie súpravy vnútri a odstraňuje kolízne situácie. Skracuje tiež čas vykládky.
S rozširovaním metód zberu slamy s využitím lisov sa rozvíja skupina špeciálnych prípojných vozidiel na prepravu balíkovaných veľkoobjemových hmôt. Ich prevedenie je vo forme prívesov alebo návesov. Z hľadiska manipulácie s balíkmi existuje v spojení s dopravným prostriedkom niekoľko konštrukčných riešení:
- plošinové traktorové prívesy s naložením mobilným nakladačom na poli alebo na prekladisku,
- traktorové návesy vybavené vlastným nakladacím zariadením,
- špeciálne traktorové návesy vybavené automatizovaným nakladaním a stohovaním.
Návesy s vlastným nakladacím zariadením zbierajú okrúhle balíky po poli, premiestnia ich na náves, vytvoria obyčajne dvojicu (dva balíky vedľa seba alebo na sebe), odsunú ich pomocou podlahového dopravníka smerom dozadu, a tak postupne naplnia celý náves. Balíky sú vykladané smerom dozadu, na zem, opäť pohybom podlahového dopravníka. Takto riešené stroje majú najčastejšie ložnú kapacitu 14 valcových balíkov ukladaných po dvoch na seba. Typ o najväčšej ložnej kapacite dokáže naložiť až 32 balíkov.
Samočinné nakladanie balíkov do prepravníka zaisťuje obdobne ďalšia skupina strojov, ktorá je však navyše vybavená sklápaním dozadu celého ložného priestoru, takže náklad „postaví“ za seba a vytvára tak postupne stoh z balíkov. Vytváranie stohu balíkov napr. na okraji poľa možno tiež využiť pre variant odvozu balíkov na väčšiu vzdialenosť, kedy sa balíky teleskopickým nakladačom zo stohu preložia na dopravnú súpravu.
V obchodnom styku by malo byť súčasťou dopravného cyklu váženie na mostovej váhe a dohoda dodávateľa s odberateľom o uznaní navážených hodnôt. Alternatívnym variantom je váženie nákladu použitím tenzometrických systémov priamo zabudovaných na dopravných prostriedkoch.
Súčasťou podnikovej stratégie by mala byť optimalizácia dopravnej vzdialenosti a spôsob dopravy, pretože náklady na dopravu tvoria čoraz významnejší podiel logistických nákladov. Tento fakt je dôsledkom nezanedbateľnej ceny pohonných hmôt, ale aj zavádzania poplatkov pri využívaní napr. diaľnic alebo aj ciest 1. triedy pre nákladné vozidlá (mýto) a v neposlednom rade i rastúcich osobných nákladov pri obsluhe a údržbe dopravných prostriedkov. Dopravné vzdialenosti bezprostredne ovplyvňujú aj spotrebu času vynakladaného na dopravu.
Aj skladovanie slamy má svoje pravidlá
Skladovanie slamy k energetickým a priemyselným účelom sa riadi rovnakými zásadami ako pri využití ku stelivovým alebo krmovinárskym účelom. Hlavným parametrom je udržanie obsahu vody na nízkych hodnotách (do 17%), ktoré minimalizujú riziko napadnutia plesňami, hnilobou, hubami alebo inými škodlivými činiteľmi. V prípade zvýšeného obsahu vody je potrebné materiál dosušiť.
Pri využití zberacích lisov je najefektívnejšie dosušiť materiál na požadovanú vlhkosť v riadkoch na pozemku pred lisovaním. Dostatočne zlisované balíky sa potom navlhčia iba na povrchu a do vnútorných vrstiev voda nepreniká. To je výhodou pri nutnosti vonkajšieho skladovania. Zároveň tento fakt prináša nevýhodu, že v prípade zlisovania mokrého materiálu nadmernú vlhkosť z vnútorných vrstiev balíka prakticky nemožno odstrániť.
Obsah vody je jedným z najdôležitejších kvalitatívnych parametrov slamy v obchodnom styku. Zvýšený obsah vody znamená spravidla nižšiu výkupnú cenu suroviny. Presnú kontrolu je nutné vykonať stanovením obsahu sušiny v laboratóriu. Pre orientačné meranie sú na trhu k dispozícii vpichovacie vlhkomery. Skúsení pracovníci spoznajú spravidla zvýšený obsah vlhkosti aj podľa vyššej hmotnosti balíkov. Hmotnosť balíka je však popri obsahu vody v surovine ovplyvnená tiež zlisovateľnosťou balíka a druhom slamy.
Na účely skladovania možno aj pri energetickom alebo priemyselnom využití slamy použiť štandardné zariadenia pre skladovanie poľnohospodárskych produktov, napr. zastrešené spevnené plochy, senníky atď. Výhodná je možnosť skladovania s možnosťou aktívneho prevzdušňovania, kedy možno slamu so zvýšeným obsahom vody dosúšať aj v priebehu skladovania. Núdzovo je možné využiť aj vonkajšie skladovanie.
Záver
Podobne ako v ostatných hospodársky vyspelých štátoch sa aj u nás postupne znižuje spotreba slamy v živočíšnej výrobe. Odhaduje sa, že sa v živočíšnej výrobe uplatní asi 30 až 40 % z vyrobeného množstva slamy obilnín, a to predovšetkým ako stelivo. Ako objemové krmivo pre dobytok si zachováva význam najmä jačmenná slama ako doplnok glycidových krmív. Kvalitná jačmenná slama môže mať vyššiu výživnú hodnotu ako nekvalitné seno. Využitie slamy sa však postupne presúva zo živočíšnej výroby k jej využitiu ako organického hnojiva, na priemyselné, prípadne energetické účely.
Z hľadiska využitia slamy ako paliva je nevýhodou potreba manipulácia s veľkými objemami biomasy na jednotku energie. Často využívanou formou úpravy je preto lisovanie. Zhutnenie je prostriedkom na uľahčenie manipulácie, dopravy, skladovania i finálneho využitia. Navyše predstavuje cestu produkcie surovín s jednotnými vlastnosťami. To je priaznivé pre dodržanie potrebnej kvality. V praxi je väčšina energetických a priemyselných zariadení určená pre spracovanie hranolových balíkov, avšak v poľnohospodárskej praxi majú nesporné výhody aj technológie s využitím balíkov valcového tvaru. Technické a logistické prednosti lisovaných materiálov sú zrejmé, ich výroba je ale spojená so zvýšenými energetickými a materiálovými vkladmi.