Koneet vaihtoon mihin säilönnän sudenkuoppa siirtyi? Miksi säilöntäaine ei toimi? Antti Suokannas Kasvintuotannon tutkimus, Kasvinviljelyteknologia Vakola, Vihti 14.11.2013
Yleistä taustaa Rehua on vaikea pilata vanhoja menetelmiä käytettäessä. Miksi siirtyä käyttämään muita menetelmiä? 1990-luvulla ja sen jälkeen tuotantoympäristö on muuttunut paljon: karjakoko ja tarvittava kotoisen karkearehun korjuuala ovat kasvaneet, automaatiotekniikka niin peltokoneissa että tuotantorakennuksissa on huimasti lisääntynyt. Ensimmäisen sadon korjuujakson pituus on suunnilleen pysynyt yhtä pitkänä vuosikymmenten aikana. 14.11.2013 2
Yleistä taustaa laadusta Kolme H:ta (hygienia, hapettomuus, happamuus) asettaa vaatimuksia korjuukalustolle, työvaiheille ja tekijöille. Ongelmia voi tuoda: - lietelannan käytön yleistyminen nurmilla - työvaiheita lisää korjuussa, karhotus tullut jäädäkseen - työkoneiden työleveyksien ja korjuukoneiden painojen kasvu - huonosti mitoitettu / tai huonosti organisoitu korjuuketju kuormien tasaamiseen ja tallaamiseen liian vähän aikaa - uuden tekniikan käyttöönotto - tekniikan pettäminen: mekaaninen vika tai useimmiten sähköpuolen häiriö. 14.11.2013 3
Mikä on silpun pituuden merkitys korjuu- ja varastointivaiheessa? Korjuussa: lyhyempi ja tasaisempi silppu rehua menee enemmän perävaunuun tai paaliin korjuu tehostuu Varastoinnissa: helpompi ja nopeampi tasata tallaamisessa rehu tiivistyy hyvin rehun säilöntäedellytykset paranevat ja lisäksi varastointitilaa tarvitaan vähemmän. Ruokinnassa: säilörehu sekoittuu lyhyemmässä ajassa muihin rehukomponentteihin. Lyhyemmän ja tasamittaisen silpun määrälliset hävikit ruokintapöydällä vähenevät. 14.11.2013 4
Silpun pituus Mitattu teräväli Teoreettinen keskipituus Silpun pituus suht. mm mm tarkkuussilppuriin Pöttinger Torro 5700 35 80 2,58 Bergmann Shuttle 880 34 82 2,65 Strautmann Giga-Vitesse I 40 91 2,94 Krone 5XL 40 95 3,06 Claas Quantum 5500 45 97 3,13 Noukinvaunut keskimäärin 89 2,87 JF 1350 31 1,00 (Suokannas & Nysand 2006) 14.11.2013 5
Ajonopeuden vaikutus silpun pituuteen noukinvaunulla Krone 6 XL km/h mm 5 79 8 68 Mitä lyhyempi teräväli ja suurempi massavirta, sitä lyhyempi silppu. 12 44 Pieni massavirta Roottori Suuri massavirta Terät 14.11.2013 6
Noukinvaunussa rehun kuutiopaino 14.11.2013 7
Ajosilputun rehun kuutiopaino (kg/m3) 400 350 Kuutiopaino (kg/m3) 300 250 200 y = -9.31x + 513.28 R 2 = 0.3768 150 100 20 25 30 35 40 Kuiva-aine-% Kuutiopaino (kg/m3) Kuutiopaino AS Toivakka 2009 14.11.2013 8
NIITTO, KARHOTUS JA ESIKUIVAUS 14.11.2013 9
14.11.2013 10
Niiton tehostaminen Niittomurskauksen tehostaminen: työleveyden lisääminen yleisin ratkaisu yksi leveä kone 2,8 m 4-5 m yhdistelmät 2,8 3,5 m takana, 2,8 3,0 m edessä ajonopeuden lisääminen 8-10 km 13 15 km/h (18 km/h) 14.11.2013 11
Eri ajotekniikoita niitossa 14.11.2013 12
Taakseajoniitto leikkuupuimurimainen ajotapa ketteremmät käännökset päisteissä ja esteitä kierrättäessä parempi ajomukavuus ja ergonomia taakseajovarustuksella vaihtoehtoisia yhdistelmiä: yksi kone, kaksi tai kolme niittoyksikköä samassa rungossa 14.11.2013 13
Kuivumisnopeus ja erot heinä- ja apilakasvustossa? Varsta- ja kumitelamurskaimia voi pitää kuivumisen osalta tasaveroisina, korjuutappioissakaan ei löydetty koneiden välillä eroja. Kumitelamurskain edisti kuivumista yhtä hyvin kuin varstamurskaimet sekä ruoho- että apilakasvustossa. Varstamurskaimen murskausvoima: 1) kulmikkaat varstat, käytä suhteellisen lievää murskausta ja 2) pyöreät varstat, ruohossa murskausvoimalla ei merkitystä. Telamurskaimen murskausvoima: ruoho: a) jos ajat hitaasti, käytä lievää murskausta b) jos ajat nopeasti, käytä voimakasta murskausta. Apila: käytä lievää murskausta. Nysand ym. 2006 14.11.2013 14
Puna-apila Mekaaniset korjuutappiot, % Krone Flail + plate Kuhn Flail + comb Kuhn Roller Kevyt 18 15 15 Voimakas 22 22 24 P * * * Nysand ym. 2006 14.11.2013 15
Tehokkaan esikuivauksen edut rehulle Pienemmät käymistappiot (1-3 % / päivä). Nopeampi uuden sadon kasvuunlähtö lyhyellä kasvukaudella jokainen päivä merkitsee Nopeampi ph aleneminen, pienemmät virhekäymisriskit - parempi laatu. Pienempi multariski pienemmät tappiot 14.11.2013 16
Tehostetun esikuivauksen päätavoitteet ja edut Lyhentynyt esikuivausaika pienemmät sääriskit. Mahdollisuus parantaa energiasisältöä (erityisesti varhaisella kasvuasteella). Ei tarvita kuivaamista edistäviä välikäsittelyjä (pöyhintä tms.). Alhaisempi työnmenekki. Pienemmät lehtitappiot, korkeampi valkuaispitoisuus Parantaa urakointimahdollisuuksia. 14.11.2013 17
Kuivumisen tehostamisvaihtoehtojen ongelmia Lisää työleveyttä paksumpi karho korjuukapasiteetin käyttö tehostuu, mutta kuivuminen hidastuu Lisää työleveyttä akselipaino ja tehontarve kasvavat Suuret ajonopeudet: 1) epäpuhtauksia rehun joukkoon pellon epätasaisuuksissa 2) pieneläinvahingot kasvavat hygieniariskit Karhojen yhdistäminen: esikuivaus hidastuu ja karhotus voi siirtää kiviä ja multaa rehun joukkoon. 14.11.2013 18
14.11.2013 19
14.11.2013 20
14.11.2013 21
Noukinvaunujen vertailutesti 2005 14.11.2013 22
Noukinvaunu vs. ajosilppuri Yhteistä Suurten korjuualojen korjuukoneita Suuri korjuuteho Rehun ilmatiivis säilöntä säilöntäaineella Eroja Toimintaperiaatteessa suuri ero, ajosilppuri silppuaa rehua, noukinvaunu pätkii Noukinvaunutyöketjussa tehdään limittäin kahta työvaihetta ja ajosilppiriketjussa vähintään neljää työvaihetta työvoiman ja koneiden tarve on siis vähintään kaksinkertainen Noukinvaunulla kuormatilaan tiivistyvän rehun määrään vaikuttaa korjuutraktorin teho. 14.11.2013 23
Noukinvaunu vs. ajosilppuri Kapasiteetti Noukinvaunuketjun kapasiteetti on 1,5 2 ha tunnissa, kun kuljetusmatka on alle 5 km yhteen suuntaan. Ajosilppuriketjun kapasiteetti voi nousta parhaimmillaan noin 5 6 ha tunnissa (TTS työntutkimus). Erittäin hyvissä olosuhteissa ajosilppuriketjulla voidaan päästä 8 10 ha työsaavutukseen tunnissa. Ajosilppuriketju tehokas menetelmä, kun perävaunujen määrä on riittävä suhteessa pellon ja tilan (siilojen) etäisyyteen. 14.11.2013 24
Noin 10 tonnin akselipainon vaikutus maan rakenteeseen? vai onko pahempi urista seurauksena oleva hygieniariski? 14.11.2013 25
Noukinvaunu vs. ajosilppuri Noukinvaunuketju tuo säästöä työvoima-, polttoaine- ja konekustannuksiin ajosilppuriketjuun verrattuna. Korjuukoneiden silpun pituus on erilainen, silti hyvä ruokinnalliselta kannalta. Ajosilppurilla mahdollistetaan isot vuosittaiset korjuualat: suoraniittopäätä voidaan käyttää kokoviljasäilörehun tai maissin korjuussa, noukinpäätä voi käyttää myös energiakasvien korjuussa. 14.11.2013 26
Yhteenveto Noukinvaunu on kustannustehokas kahden työntekijän korjuumenetelmä, jonka teho riippuu vaunun tilavuudesta ja tilan olosuhteista. Ajosilppuriketju vaatii huolellista töiden organisointia ja eniten ohjausta vaatii kuljetuskaluston hallinta. Kipparina on useimmiten ajosilppurin kuljettaja. Molemmat menetelmät soveltuvat yksittäiselle tilalle, tilayhteistyöhön ja urakointiin. Molemmista menetelmistä löytyy sopivan kokoinen korjuukone, valmistajien tarjoama kirjo on laaja. 14.11.2013 27
Halk. 2,4 m makkaramuovi, 0,25 mm paksu Rehun KA 23 28 % - Rehun hygieeninen laatu hyvä molemmilla koneilla tehdyissä tuubimaisissa siilorehuissa. - Säilörehu oli laadullisesti yhtä hyvää, vaikka silppu oli erimittaista ja eri lailla mekaanisesti murskautunutta. (Pauly et al. 2007) 14.11.2013 28
14.11.2013 29
Yksi kuljettaja ja yksi vetokone säästyy korjuuketjussa, jos ajetaan yllä olevan kuvan mukaista yhdistelmää. Niittokarho saa kuivua mahdollisimman pitkään. 14.11.2013 30
Tiivistymiseen vaikuttavat tekijät Traktorin paino Polkemisaika rehutonnia kohti Rehukerroksen paksuus Rehun kuiva-ainepitoisuus Silpun pituus Siilon korkeus 14.11.2013 31
Yhteenveto karkearehun korjuuteknologiset haasteet Konekapasiteetin oikea mitoitus, pätevät kuskit, oikea korjuuajankohta ja olosuhteet. Rehun laatu monimutkainen yhtälö. Säilöntäaineen tasainen levitys ja oikea määrä uuden tekniikan mahdollisuudet. Riittävä rehun tiivistäminen siilossa tai aumassa tulevaisuudessa mittaaminen avuksi. Automatiikan hyödyntäminen koneissa. Tiedonhallinta, töiden hyvä dokumentointi. Fleet management. Maissi rehukasvina. 14.11.2013 32
Nurmirehun säilyvyyden perusteet Rehu Kuiva-aine-% Säilyvyyden perusteet Tuore Alle 25 Alhainen ph säilörehu Hapettomuus Esikuivattu säilörehu Säilöntäaineet 25 45 Mahdollisimman alhainen ph kuiva-ainepitoisuudesta riippuen Hapettomuus Säilöntäaineet Säilöheinä 45 85 Hapettomuus Korkea kuiva-ainepitoisuus Säilöntäaineet Kuiva heinä Yli 85 Korkea kuiva-ainepitoisuus Seija Jaakkola 14.11.2013 33
Kuiva-aineen merkitys 14.11.2013 34
Säilöntäaineen levitys noukinvaunussa Ylä- ja alapuolisten nestevirtojen säätö samansuuruisiksi palloventtiilin avulla 14.11.2013 35
Tarkkuussilppuri 2008 Levitystapa 6 Levitystavat 2, 3, 4, 5 Levitystapa 1 14.11.2013 36
Tulokset 2008 Tarkkuussilppuri Nou Levitystapa Hävikki % Säilöntäainepitoisuuden variaatiokerroin % 1. Noukin viuhkat 17 28 2. Avokanava pienet viuhkat 22 31 3. Avokanava isot viuhkat 8 46 4. Avokanava reikäputki 14 29 5. Katettu kanava reikäputki 9 23 6. Torvi pistesuuttimet 7 26 7. Lippa pistesuuttimet 1 46 8. Viuhkat + reikäputki 47 89 9. Reikäputki + reikäputki 28 89 Nysand 2008 14.11.2013 37
Päätelmät Tarkkuussilppuri Paras levityskohta on torven alaosa. Käytä siinä kolmea tai vähintään kahta pistesuutinta. Viuhkasuuttimet, nyrkkisääntö: nimellisläpivirtaus yhteensä vähintään = pumpun tuotto, enintään = 2 x pumpun tuotto Noukinvaunu Reikäputki vähentää säilöntäainehävikkiä viuhkasuuttimiin verrattuna. Reikäputki ja viuhkasuuttimet antavat samanlaisen levitystasaisuuden. Levitys myös rehun alapuolelta parantaa levitystasaisuutta. Tarkkuussilppuri vastaan noukinvaunu Levitettäessä noukinvaunussa vain rehun päälle, sen tulos on epätasaisempi kuin tarkkuussilppurin. Hävikit ovat tarkkuussilppurissa pienemmät, jos käytetään suositeltavimpia menetelmiä Nysand 2008 14.11.2013 38
Säilöntäaine ajosilppurin syöttökanavaan AIV 2 Plus Levityskohta Rehun säilöntäainepitoisuuden vaihteluprosentti keskipitoisuuden ympäri 1) (parempi mitä pienempi) %-osuus rehusta joka sai vähemmän säilöntäainetta kuin 1,5 l/t 3,0 l/t Levitetty säilöntäainemäärä l/t rehua Syöttökanavan 0 0 etuaukko 20 A 5,1 Torven rehupuoli 61 B 2 22 5,8 Torven ilmapuoli 49 B 10 24 4,4 Torven lippa 64 B 14 36 4,9 Eri kirjaimilla (A, B) merkityt levitystasaisuudet eroavat toisistaan tilastollisesti merkitsevästi. Nysand 2012 14.11.2013 39
Automaatio ja tiedonhallinta yleistyvät nurmirehujen korjuuprosesseissa. 14.11.2013 40
Hapottimen ja noukinvaunun toiminnan optimointi helpotusta rehunkorjuuseen? Antti Suokannas, Antti Kunnas, Matts Nysand, Raimo Linkolehto, Liisa Pesonen, Juha Backman 14.11.2013
Tausta Ongelmia noukinvaunua käytettäessä syöttökoneiston ylikuormittuminen. syöttökoneiston alikuormittuminen. useiden asioiden samanaikainen havainnointi. säilöntäainetta menee vakiomäärä aikayksikössä tai säilöntäaineen määrää säädetään suhteessa ajonopeuteen. säilöntäaineen tasainen levitys rehuun.
Tausta Tavoite optimoitu säilörehun korjuuprosessi, jossa kehitettään älykäs ajonopeuden ja säilöntäaineen annostelun säätö. Ts. rehun massavirta noukinvaunun syöttökoneistossa pyritään pitämään vakiona karhon koosta riippumatta. Säilöntäainetta annostellaan juuri oikea suositusten mukainen määrä rehukiloa kohti.
Ajonopeuden ja säilöntäaineen annostelun säätö rehun estimoidun massavirran mukaan
Tuloksia Aika s
Tuloksia Säilöntäaineen annostelutarkkuus?
Johtopäätökset Hyödyt: Vähentää häiriöitä työturvallisuus. Käytettävyyden parantuminen ja työn helpottuminen. Optimaalinen kuormittuminen tehokkuus. Säilöntäaineen annostelu tarkentuu säästö voi olla 30 40 %. Paikkatieto mukana niin ajan, paikan ja eri toimenpiteiden dokumentointi täsmäviljely. Paikkatieto ja sadon määrän mittaus panosten tarkentaminen. Kuiva-ainesato ruokintasuunnitelman teko.
Johtopäätökset Mikä on silpun pituuden merkitys korjuu- ja varastointivaiheessa? Korjuussa: lyhyempi ja tasaisempi silppu rehua menee enemmän perävaunuun tai paaliin korjuu tehostuu Varastoinnissa: helpompi ja nopeampi tasata tallaamisessa rehu tiivistyy hyvin rehun säilöntäedellytykset paranevat ja lisäksi varastointitilaa tarvitaan vähemmän. Ruokinnassa: säilörehu sekoittuu lyhyemmässä ajassa muihin rehukomponentteihin. Lyhyemmän ja tasamittaisen silpun määrälliset hävikit ruokintapöydällä vähenevät. Maa- ja elintarviketalouden MTT Agrifood Research tutkimuskeskus Finland 14.11.2013 48
Tehokas yhdistelmä kokoviljasäilörehun tekoon 14.11.2013 49
K i i t o s