Prototípust bemutató jegyzőkönyv
Projekt bemutatása:
Jelen projektben célul fogalmaztuk meg egy mobil vákuum és hydrocooler megalkotását. A mobilitás alapkövetelmény, hogy a modern betakarító eszközök, gépek technikai sorába csatlakozva, alapegységként az általános szedőedényeket, tartályládákat felvéve, a fától elválasztás pillanatától termikus szabályozottságról beszélhessünk.
A Gazdaságfejlesztési és Innovációs Operatív Program keretén belül „Prototípus, termék-, technológia-, és szolgáltatásfejlesztés” keretében elnyert több, mint 100 millió forint vissza nem térítendő támogatásnak köszönhetően kutató-fejlesztő munkánk eredményeként be tudjuk mutatni azt a mobil hydrocoolert, amelyik képes, tesztelési eredményekkel alátámasztva, a gyümölcs-betakarítás közvetlen közelében a hydrocoolerezésből fakadó kertészeti termék értéknövelését végrehajtani.
A hydrocoolerezés köztudottan megtöbbszörözi a kertészeti termékek eltarthatóságát, polcállóságát.
A piacképesség tekintetében meghatározó paraméter a polcállóság. A polcállóság kereskedelmi értelemben a termék (gyorsan romló gyümölcsök, zöldségek) értékesítési idejének eltolását jelenti. A polcállóság maximalizálásának lehetősége a csúcstechnológián alapuló betakarítási módozatban rejlik, így a post harvest ideális esetben a hydrocoolerezés. A polcállóság javítását célzó technológiák már korábban is rendelkezésre álltak, azonban figyelmen kívül hagyták azt, hogy a gyümölcsök súly és beltartalmi veszteségének a 80%-a 6—9 hónapig tartó tárolás alatt az első 22-26 órában jelentkezik. A hydrocoolerezés erre kínál megoldást, hiszen sok olyan gyümölcs van, amiknél ez a 22-26 óra valóban kritikus időtartamnak számít, mert a gyors minőségromlás miatt eladhatatlanná válnak friss gyümölcsként. A hosszú távú tárolásra tervezett és kivitelezett hagyományos hűtőkamrák nem tudják hatékony megoldással biztosítani a betárolt áru tárolási hőmérsékletének elérését.
Kertészeti kutatások is pontosan bizonyítják, hogy a szedés és betárolás közötti időben egy gyümölcsspecifikus algoritmus mentén végrehajtott hűtési folyamat a polcállóságot fajtól és fajtától függően 2 héttől 1 hónapig növeli. Polcállóság=szállíthatóság, ami új, gazdag piacok megszerzését teszi lehetővé. A szedés és a betárolás között alkalmazható hűtési módok: – FAC hűtés – hydrocooler – vákuumhűtés.
A piaci tehát igényli fejlesztésünk eredményeként létrejött technológia alkalmazását.
A hydrocooler akkor fejti ki igazán előnyös hatását, ha úgymond a fáról kerül a szedést követően azonnal a gyümölcs a folyamatba. Ezt úgy tudjuk elérni, ha a szüretelés helyére visszük a hydrocoolerezésre alkalmas eszközt, mely képes folyamatosan követni a szüretelés menetét.
Olyan mobilitást biztosító kellett a hydrocoolerhez csatlakoztatni, ami képes biztonsággal haladni a magyar átlagos kertészeti üzemeket körülölelő „dűlőutakon”.
A dűlőutakon való közlekedés önmagában is elég kihívásokat rejt magában, ebben az esetben a feladatokat megsokszorozza a hűtőközegként használt víz súlya, amit a gépnek hordoznia kell, mivel nem biztosítható a megfelelő vegyi, biológiai, és mechanikai tisztaságú víz az ültetvényeken. Így különösen ügyelni kell a hűtőközegként használt víz tisztítására, csírátlanítására, cirkuláltatására, fertőtlenítésére, így jó eséllyel megoldjuk a termőföldről tárolásra hordott gombás terménybetegségek kiszűrését, csökkentését.
A vízzel való hűtött üzemelés csak akkor tud teljes felületen és azonos intenzitással az árun átáramolni, ha az üzemeltetéshez szükséges szintezés bármilyen fellelhető körülmény között megoldható.
Kutatási projektünk tervezési, gyártási illetve tesztelési szakaszaiban be kellett látnunk, hogy néhány alapötletünket el kell vetnünk, mert azok legyártása lehetetlen volt és bizonyos vonatkozásokban értelmetlen is.
Többek között, amiktől el kellett köszönnünk a projekt megvalósítás során:
- Az első elvetett tétel a kombinált vákuum és hydrocooler alkalmazására alkalmas tér. Ennek alapvető motivációja a műszaki megvalósítás bonyolultságán túl, hogy az elérhető cél eredménye csekély, mivel csak és kizárólag a kajszibaracknál fejtené ki hatását a vákuumhűtés, mely gyümölcs esetében a polcállóság szempontjából lényegesen nagyobb súllyal van jelen az etilén menedzsment.
- A második elvetett tétel a berendezés mobilitásában alkalmazott megújuló energia. Röviden: nincs megfelelő infrastruktúra a berendezés majdani alkalmazási területén.
- Harmadik elvetett tétel az abszorbciós hűtő körfolyamatba a dízelmotor hulladék hőjét hasznosítani. A teljes alkalmazási idő alatt olyan csekély a dízelmotor munkaideje, hogy az így kinyerhető hatékonyság növelés értelmetlen lenne. Minél többször futottunk neki a fenti tételek alkalmazási bizonyításának, annál könnyebb szívvel köszönünk el tőlük. Tisztán látva, hogy a maradék terület is rejt még megannyi megoldandó kérdést.
A végső tervezés során a mobilitást érintő legfontosabb területe az önszintezés volt, amelyet a hydro-kuplung energiájából oldottunk meg.
A hydrocooler egyik legfontosabb eleme a hűtőközegként használt víz tisztítása, mivel a teljes folyamat alatt ugyanannak a víztömegnek a cirkuláltatásával kapcsolatban esetleges technológiai veszteségek pótlásával oldottuk meg.
A csírátlanítás kiemelt feladat volt. A hűtőkör jelentős teljesítmény tartalékkal bír, mivel a tervezett +32°C környezeti hőmérséklet a cseresznye szüretelésekor nem állandósuló érték, ezért megengedhető az extrém alacsony töltetmennyiség alkalmazása.
A prototípus újratervezési szakaszában került először szóba számunkra a legyárthatóság kérdése. A legyárthatóság szem előtt tartása mellett az üzemeltethetőséget is figyelembe kellett vennünk, és hála a jó Istennek, megállapításunk szerint ezek nem egymás ellen ható tételek.
A projekt eredményeként egy működő önjáró hydrocooler berendezést hoztunk létre. A legyártott gép a szedési területen a munkamenet követésére alkalmas, a telephely és ültetvény közötti mozgást is megvalósítja. Meghatározott mennyiségű almatermésű és csonthéjas gyümölcs tárolásra kész termikus állapotba hozását képes megvalósítani a legyártott prototípus. A berendezéseknek az ültetvényeken általános útviszonyok és a betakarításkor előforduló valamennyi időjárási körülmények között úgy üresen, mint terhelten követni tudja a betakarítási munkálatokat.
De hogyan is működik a mobil-hydrocooler?
Nézzük meg a működési elvet. A hagyományos eljárás szerint a szüret közben a cseresznyét, meggyet, M10-es rekeszekbe szedik, ezeket kint az ültetvényen, a sorok között rakatolják, majd beszállítják a hűtőházba vagy a feldolgozóhoz majd ez után kerül be a hűtőkamrába ami – általában a méretezését figyelembe véve – nem alkalmas az intenzív lehűtésre, hanem csak egy lassú folyamatot képes kezelni. A normál hűtőkamrába betárolt gyümölcs maghőmérséklete nem csökken le elég gyorsan az elvárt hőfokra, az érési folyamatok fel tudnak gyorsulni, így az áru minősége jelentősen romlik. A frisspiacra szánt gyümölcsök nagy része ilyen esetekben a polcon tarthatósági idejéből sokat veszít, ami az értékesítés szempontjából kifejezetten hátrányt jelent. A vásárlók és a kereskedők is a friss, minél hosszabb ideig eltartható termékeket keresik.
Ezt a minőséget például a cseresznye és meggy esetében a hydro coolerrel tudjuk biztosítani. A szedés közben a sorok között haladó gép hűtőegységébe az M10-es rekeszben lévő terményeket be kell raknunk, ahol nagyon rövid idő alatt végbemegy a lehűtés.
A hőelvonáshoz hideg vizet használunk, amely a direkt érintkezés miatt gyorsabban és kíméletesebben hűti le a termékeket, elkerülve a fagyási sérülést, amit a hideglevegővel való érintkezésnél egy nem megfelelően méretezett rendszerrel lehet okozni a gyümölcsnek.
A rendszer alapja a víz tér, ami elegendő vizet tartalmaz a hűtés folyamatosságának biztosításához. Ebben a tartályban a hűtési rendszer elpárologtatója is helyet kap, hogy a megfelelő hőmérsékleten tudja tartani a tartályban lévő vizet. A lehűtött vizet egy szivattyú viszi fel a felső részen található víz elosztó és esőztető rendszerbe aminek a feladata, hogy mindenhol egyenletesen és egyformán érje a terményt a hideg víz, így garantálva az egyenletes lehűtést.
A folyamat közben a rekeszek az egyik oldalról a másik oldalra egy hajtott szállítópályán haladnak át, amely egyenletes sebességgel viszi a ládákat. Ez szükséges az egyenletes lehűléshez, hogy a rakatok belsejében lévő gyümölcs is megfelelő mértékben hűljön le.
A hűtési ciklus meglehetősen rövid, kb. 10-15 perc a környezeti és a gyümölcs hőmérsékletének függvényében. A gép paraméterei adottak, a lehűtendő gyümölcsök, zöldségek mennyisége maximum 1800 kilogramm / óra lehet.
Ügyeljünk rá, hogy a betároláshoz használt ládák mindig perforáltak legyenek, mert más esetben nem folyik ki a víz a rekeszekből, és a hűtőkamrába szállítást követően folytatott hűtési/tárolási folyamat során sem fogja átjárni a levegő.
A legyártott berendezés értékesítési célcsoportja a zöldség és gyümölcstermesztők, egyéni és csoportos vállalkozási formában, termelő és termeltető szövetkezetek, nagykereskedők, saját termékes üzletláncok. A magyarországi zöldség és gyümölcstermesztés területei az északi ökológiai igények azok déli határán, míg a déli ökológiai igények azok északi határán helyezkednek el, ebből a sajátosságból az következik, hogy a termékek az alacsony piaci ár szakaszában kerülnek értékesítésre. Az értékesítés időpontját a magasabb piaci árat lehetővé tevő időszakra kitolni a piaci cél.
A fentiekben részletezett hordozó eszközzel a helyszínre juttatott és folyamatosan a szedést lekísért hydrocooler üzemeltetési kihívásai az előzőeken túl ezekből a környezeti hatásokból fakad.
Műszaki jellemzők:
Gyümölcs: Cseresznye
Paletta méret: 800 x 1200/1000mm
Paletta súly: 600 kg
Áthaladás: max. 1800 kg/h
Hőmérséklet: +30°C ….+5°C tk=+32°C
Szélesség: 2250 mm
Hosszúság: 4150 mm
Max sebesség: 6 km/h
Külső kanyarodási rádiusz: 5900mm
Motor:
- üzemanyag: dízel
- teljesítmény: 32 Le
Kelt: Tatabánya, 2020. 12. 18.
Kutatás vezető / Projekt vezető: Lukács András
