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Maistrocknung - Verfahren und Einsatzmöglichkeiten
in der modernen Landwirtschaft
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Trocknungsverfahren

Die Trocknung von Körner-Mais wird mit Warmluft durchgeführt. Dieses klassische Trocknungsverfahren ist einfach und hat sich im landwirtschaftlichen Bereich durchgesetzt, da eine leistungsstarke, qualitativ hochwertige und schonende Trocknung erzielt wird. Die Investitions- und Betriebskosten gegenüber anderen Verfahren, wie Gefrier-, Vakuum- oder Strahlungstrocknung, nehmen sich gering aus. Eine wesentliche Unterteilung des Trocknungsverfahrens ergibt sich aus der Warmlufterzeugung.
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Warmlufterzeugung
               
Hier bestehen die Möglichkeiten der direkten und indirekten Warmlufterzeugung für die Trocknungsanlage. Die modernen Brenneranlagen zeichnen sich durch eine sehr saubere Verbrennung des verwendeten Brennstoffes aus. Die Verbrennungsgase bestehen nahezu vollständig aus Kohlendioxid und Wasserdampf, beides Hauptbestandteile der uns umgebenden Luft. Bei der direkten Warmlufterzeugung werden diese Verbrennungsgase mit der ca. 60-fachen Menge an Frischluft vermischt und der Trocknungsanlage als Warmluft zugeführt. Viele Investoren denken auch darüber nach, bei der Neuanschaffung einer heizölbetriebenen Trocknungsanlage diese mit einem indirekten Lufterhitzer zu betreiben. Bei der indirekten Warmlufterzeugung werden die Verbrennungsgase getrennt von der zu erwärmenden Frischluft über einen Kamin abgeführt. Der Warmlufterzeuger arbeitet also im Wärmetauschprinzip.

Eine Gegenüberstellung der beiden Systeme direkter/indirekter
Lufterhitzer macht das Funktionsprinzip deutlich.

Beim direkten Lufterhitzer wird die Wärme der Verbrennungsgase der erhitzten Prozeßluft zugemischt. Somit liegt der feuerungstechnische Wirkungsgrad bei 100%. Der direkte Lufterhitzer besteht aus einem Außenmantel, einem Zwischenmantel gegen Strahlungsverluste und einer offenen Brennkammer aus hochhitzebeständigem Stahl, die zentrisch angeordnet ist.

Beim indirekten Lufterhitzer sind Brennkammer und Rauchgaszüge als Wärmetauscherflächen räumlich konstruktiv von den prozeßluftführenden Bereichen abgegrenzt. Der indirekte Lufterhitzer besteht aus einem Außenmantel, einem Zwischenmantel gegen Strahlungsverluste und einer geschlossenen Brennkammer mit Rauchgaszügen aus hochhitzebeständigem Stahl. Auf Wunsch gibt es sogar indirekte Lufterhitzer, welche durch ein paar Handgriffe auf direkte Feuerung umgestellt werden können.


Schema eines direkten Lufterhitzers


Schema eines indirekten Lufterhitzers

Der indirekte Lufterhitzer hat im Vergleich zu einer direkten Beheizung einen Nachteil: ein feuerungstechnischer Wirkungsgrad von 100 % wie bei diesem wird aus physikalischen Prinzipien nie erreicht werden.
Gerade deshalb ist bei der Anschaffung eines indirekten Lufterhitzers in höchstem Maße auf den erreichten Wirkungsgrad zu achten. Werden zum Beispiel in einer Saison 5000 t Mais getrocknet (von 35% auf 15%) und man setzt für 1 Tonne Naßmais einen Ölverbrauch von etwa 25 Liter an, so bedeutet eine Wirkungsgradverschlechterung von z.B. 2% am indirekten Lufterhitzer einen Mehrverbrauch von 0,5 Liter je Tonne Naßmais und in der Summe über die Saison 2500 Liter !
Beim Vergleich von indirekten Lufterhitzern mit Wirkungsgraden um die 80% ergibt sich nach obiger Rechnung somit ein saisonaler Mehrverbrauch an Heizöl von 12500 Litern – bares Geld, das sprichwörtlich verbrannt wird.

Ob direkter oder indirekter Lufterhitzer ist eine grundsätzliche Entscheidung, der eine Analyse des eigenen Absatzmarktes vorausgehen sollte. In jedem Fall sei die eingehende Beratung seitens des Herstellers nahegelegt und auch dessen technische Ausführung genauestens unter die Lupe genommen.
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Trocknungsprinzip

Trocknungsverfahren basieren auf dem Prinzip der Energieübertragung auf das zu trocknende Gut, welches im Gegenzug Feuchtigkeit abgibt. Diese Feuchtigkeit wird von der vorbeiströmenden Luft aufgenommen und abtransportiert. Als Konsequenz wird das Trocknungsgut im Zuge des Prozesses wärmer und trockener, die Trocknungsluft wird im Gegenzug feuchter und kühlt ab. __________________________________________________________________________

Konstruktive Ausführungen

Im allgemeinen hat sich die Konstruktion des sog. Dächertrockners bewährt. Im speziellen bedeutet dies, das die Luftzu- und abführung über horizontal liegende, nach unten offene dachförmige Luftschächte erfolgt. In den Zwischenräumen rieselt das Trocknungsgut unter Einwirkung der Schwerkraft durch die Trocknungsanlage. Die senkrechten Produktschächte sind von waagrecht angeordneten Warm- und Abluftkanälen durchzogen. Die optimierte Dachform dieser Kanäle gewährleistet das gleichmäßige Nachsetzen des Produkts. Die Dachkanäle sind nach unten auf gesamter Länge offen. Die Warmluft strömt auf der Stirnseite der Warmluftdächer in die Säule ein und durchflutet anschließend die anliegende Produktschüttung. Dabei erwärmt sich das Produkt und gibt seine Feuchtigkeit an die vorbeistreichende Luft ab und trocknet. Im Gegenzug kühlt sich die Luft ab und feuchtet sich je nach Produkt bis zur Sättigungsgrenze auf. Die feuchte Luft entweicht durch die benachbarten Abluftdächer. Durch den Abluftventilator wird diese Luft aus dem Trockner gesaugt. Die konstruktive Ausführung der Dachkanäle gewährleistet ein optimales und gleichmäßiges Trocknungsergebnis bei höchster Produktschonung.
Die Durchlaufmenge wird über einen programmgesteuerten Austrag eingestellt. Die Konstruktion gewährleistet zudem eine leichte Quermischung und somit ein gleichmäßiges Trocknungsergebnis. Die hauptsächliche prozeßtechnische Unterscheidung erfolgt dann über die gewünschte Betriebsweise der Trocknungsanlage.
Hierbei besteht die Möglichkeit die Anlage im stetigen Durchlauf oder im sog. Satz-Umlauf zu betreiben.
Moderne Trocknungsanlagen sind in Modulbauweise ausgeführt, die es möglich macht, genau dem Kundenwunsch an Leistung und Ausstattung zu entsprechen.

                                       
                Konstruktion des Dächertrockners                Anlage in der Praxis

Generell stellt sich dem Interessierten die Frage, für welche Trocknungsanlage er sich in Größe und Ausführung zu entscheiden hat. Hierbei gibt es zahlreiche Fragen, die sich der zukünftige Anlagenbetreiber im Vorfeld beantworten muß. Natürlich hilft hierbei ebenso der kompetente Anlagenbauer.
Eine Trocknungsanlage sollte weder zu groß noch zu klein projektiert werden, da es bei beiden Extremen zu Problemen beim Betrieb kommt. Dennoch sollte die Trocknungsanlage so leistungsstark wie möglich sein, da der einzusetzende Energieverbrauch mit steigender Durchsatzleistung sinkt. Hierbei wirkt sich eine aktive Wärmerückgewinnung durch ein Umluftsystem besonders vorteilhaft aus.
Grundsätzlich besteht die Möglichkeit eine Anlage fahrbar oder stationär aufzubauen und zu betreiben. Fahrbare Trocknungsanlagen können ohne viel Montage-, Installations- und Genehmigungsaufwand eingesetzt werden. Sie zeichnen sich insbesondere durch den hohen Werterhalt aus. Eine fahrbare Anlage kann jederzeit gegen eine leistungsstärkere Trocknungsanlage angetauscht werden. In jedem Fall sollte der Kunde auf hochwertigen, korrosionsbeständigen und somit langlebigen Materialien wie z.B. Aluminium bestehen. Rein verzinkte Anlagen sind heutzutage aus Korrosionsgründen nicht mehr zu empfehlen. Auch Mischkonstruktionen aus Chromstahl und verzinktem Blech sind wegen der Bildung von chemischen Reaktionen („Le clanché“-Element, „Primärzelle“) zu vermeiden. Durch die Lebensdauer kann bei der Anschaffung günstiger kalkuliert werden.
Über die einzusetzenden Energiekosten läßt sich dann schnell ein Kostenaufwand für die Trocknung von z.B. Körner-Mais gestalten und eine Wirtschaftlichkeitsrechnung erstellen. Grundlage ist hier natürlich auch der erzielbare Preis am Markt.
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Umwelt

Bei der Trocknung von Mais oder auch Getreide fällt ein gewisser Staubanteil in der Abluft an. Eine Trocknungsanlage läßt sich aber heute problemlos gemäß den gesetzlichen Umweltauflagen ausrüsten.

Fast unbemerkt von der Öffentlichkeit gelten seit 1.1.2002 neue Vorschriften des Bundesimmissionsschutzgesetzes. In der TA-Luft wurden u.a. neue Grenzwerte für den zulässigen Staubanteil bei Abluftkaminen und -kanälen festgelegt; der Grenzwert wurde von ursprünglich 50 ppm auf 20 ppm um 60% reduziert.

Dies erfordert für Neuanlagen eine leistungsfähige Entstaubung nach neuestem Stand der Technik, die mit herkömmlichen einfachen Staubzyklonen bei weitem nicht mehr zu bewältigen sein wird.

Für diesen Anwendungszweck gibt es auf dem Markt ein bewährtes Entstaubungskonzept – den Zentroabscheider.

                                        
                                         Zentroabscheider Typ ZA

Es handelt sich hier um einen Fliehkraftabscheider, der durch seine raffinierte Doppelzyklonausführung mit innenliegendem Leitapparat (Leitschaufeln) einen erstaunlich hohen Abscheidegrad bei gleichzeitig kompakter Bauform erreicht. Allein verglichen mit der Luftleistung (die erhöhte Abscheideleistung noch gar nicht einkalkuliert) zu einem Zyklon ist ein Zentroabscheider um etwa 70 % kleiner in der Baugröße.

Beim Zentroabscheider wird die staubhaltige Abluft in eine Wirbelkammer eingeleitet und zunächst in eine Rotationsbewegung mit nur schwacher Radialkomponente versetzt. Die Staubteilchen wandern dann zur Wand in der Wirbelkammer. Zusammen mit einem geringen Teilluftstrom und mittels einer Schälzunge im letzten Teil der Spirale wird der Staub aus dem Hauptstrom herausgeschält und in den Sekundärabscheider geleitet und ausgetragen.
Vor dem Verlassen der gereinigten Luft wird in der Wirbelkammer durch ein zylindrisches Leitblechsystem die Richtung des Luftstromes umgekehrt. Dadurch werden die noch mitgeführten Staubteilchen nach außen geschleudert und ebenfalls dem Sekundärabscheider zugeführt.
Dieser Sekundärabscheider besitzt die Form eines Zyklons, dessen Konus abgewinkelt ist. Durch das Zentralrohr wird die gereinigte Sekundärluft in den Hauptluftstrom zurückgeführt.

Ebenfalls nicht zu verachten ist die, besonders für schwierige Einbausituationen, wichtige Eigenschaft des Zentroabscheiders, daß er in jeder nur erdenklichen Lage dieselbe Leistung erbringt. Egal ob er horizontal, vertikal oder gar schräg eingebaut wird, das Ergebnis ist dasselbe.
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Technische Weiterentwicklungen

Der Dächerdurchlauftrockner greift auf ein bewährtes System zurück, dennoch bleibt die technische Weiterentwicklung nicht stehen. Durch eine optimierte Konstruktion lassen sich heute leichte und vor allem rostfreie Aluminiumkonstruktionen verwenden. Die Luftführung in der Trocknungsanlage ist optimiert worden.
Mittels der modernen Brennertechnologien, mittels Gasflächenbrenner oder Heizölgebläsebrenner in Lufterhitzern bzw. in kleinen stehenden Lufterhitzereinheiten, in denen mehrere Brennereinheiten auf die Trocknerbreite verteilt werden, erhält man ausgezeichnete Wärme- und Luftverteilung. Dies wirkt sich direkt auf die Gleichmäßigkeit der Trocknung aus und garantiert eine hohe Produktqualität bei geringem Energieeinsatz.
Nicht zuletzt auf Anforderung des Marktes wird die bestehende Produktpalette durch neuentwickelte Trocknungsanlagen erweitert. Gerade bei fahrbaren oder versetzbaren Anlagen werden immer leistungsstärkere Modelle in Serie gefertigt. Die Regelung- und Steuerungstechnik macht es heute möglich, eine Trocknungsanlage soweit zu automatisieren, daß der Betreuungsaufwand durch das Bedienpersonal auf ein Minimum reduziert werden kann. Als Beispiel seien hier nur die programmgesteuerte Zu- und Abförderung des Trocknungsgutes und die automatische Austragsregelung nach der gewünschten Endfeuchte angeführt. Die On-line Absolutfeuchtemessung und –regelung erlaubt die ständige Kontrolle der Endfeuchte ohne den sonst üblichen Meßaufwand mit herkömmlichen Feuchtemeßgeräten. Ebenso kann bei Umlauftrocknern die Trocknungstemperatur in Abhängigkeit der Trocknungszeit variiert werden, durch die sog. Multi-Therm-Automatik. Hier setzt man heute auf einen noch schonenderen Temperaturverlauf.
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Qualität und Wirtschaftlichkeit

Beide Kriterien müssen immer miteinander betrachtet werden. Die Wirtschaftlichkeit zeichnet sich dadurch aus, die maximale Durchsatzleistung bei möglichst geringem Energieaufwand zu erzielen. Die Qualitätsmerkmale setzt sich der Betreiber selber bzw. werden ihm vom späteren Abnehmer vorgeschrieben. Jede Anforderung, die über die normalen Qualitätsansprüche hinausgeht, ist kostenintensiv. Wirtschaftlich arbeiten heißt hierbei, daß nur voll ausgereifter, gereinigter Mais mit möglichst niedriger Erntefeuchte der Trocknung zugeführt wird und bis zur Lagerfähigkeit bis knapp unter 15 % getrocknet wird. Besondere Anforderungen gelten für sehr lang geplante Lagerzeiten z.B. in Interventionslagern. Hier werden meist Endfeuchten von 12,5 bis 13 % gefordert.  Restfeuchte ist mit ein Qualitätskriterium, die benötigte längere Trockenzeit und der höhere Energieaufwand hierfür mindern die Wirtschaftlichkeit. Die späteren Abnehmer schreiben teilweise auch spezielle Qualitätskriterien vor, wie z.B. die maximal zulässige Trocknungstemperatur oder die Bedingung der indirekten Warmlufterzeugung. Parameter dieser Art rechtfertigen allerdings auch einen höheren Marktpreis, da diese über die normalen Qualitätsanforderungen hinausgehen. Über die Preisgestaltung läßt sich dann durchaus wieder wirtschaftlich produzieren.
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Ausblick

Die letzen Jahre sind gekennzeichnet durch eine Konzentration und Zentralisierung im Bereich der Trocknung und Weiterverarbeitung von Körnerfrüchten wie z.B. Mais. Trocknerhersteller müssen diesem Trend durch eine breite Palette an Trocknungsanlagen begegnen können. Neben der Leistungserhöhung verlangt der Betreiber langlebige und hochwertige Qualität. Fahrbare oder versetzbare Systeme ermöglichen auf das Marktgeschehen schnell und flexibel zu reagieren.