Stiftelsen lantbruksforskning

Lantbruks- och trädgårdsföretagarnas egen forskningsstiftelse finansierar behovsdriven forskning för svenska förhållanden.
Läs mer

Minskad bränsleförbrukning vid skördetröskning genom anpassning av halmens hackningsgrad - ny mätteknik

Status: Avslutat
Projektnummer: V1340050
Kategori: Research program | Bioenergy
Ansökningsår: 2013
Datum för slutrapport: 30 mars 2015
Huvudsökande: Gunnar Lundin
Organisation: Institutet för Jordbruks- och miljöteknik - JTI
E-postadress: gunnar.lundin@jti.se
Telefon: 010-516 69 56
Beviljade medel: 299 000 SEK

From both an environmental and economic point of view, it is important to increase the efficiency of agricultural energy use. Unlike field works with tractors the fuel consumption at combine harvesting over time tends to rise. This depends largely on the increasingly intensive processing that occurs in the straw choppers.

Past experience indicates that through management measures and by adaption of the straw cutting rate there is potential for substantial energy savings. In order to evaluate such measures and implement them in Swedish agriculture, it is necessary to measure the actual power demand, which however earlier has been difficult to realize.

Newly developed technology has in German trials provided reliable measurements of the straw choppers power demand. The present study aims to provide answer whether the new measuring device is able to detect and quantify measures that significantly reduce the fuel consumption at combine harvesting during Swedish conditions.

Ur såväl miljö- som driftsekonomisk synvinkel är det angeläget att effektivisera lantbrukets energianvändning. Till skillnad från fältarbeten med traktorer tenderar bränsleförbrukningen vid skördetröskning över tid att stiga. Detta beror i hög grad på den alltmer intensiva bearbetningen av halmen som sker i skördetröskornas halmhackar.

Tidigare erfarenheter tyder på att det genom skötselåtgärder och anpassning av hackningsgraden finns potential för väsentliga energibesparingar. För att kunna utvärdera sådana åtgärder och implementera dem i svenskt lantbruk är det nödvändigt att kunna mäta det faktiska effektuttaget vilket dock tidigare varit svårt att realisera.

Nyutvecklad teknik har i tyska försök visat sig ge tillförlitliga mätningar av halmhackarnas effektuttag. Föreliggande undersökning avser att ge svar på om den nyutvecklade mätutrustningen klarar att påvisa och kvantifiera åtgärder som väsentligt reducerar bränsleförbrukningen vid skördetröskning under svenska förhållanden.

Dagens halmhackar har potential att sönderdela halmen vid skördetröskningen till genomsnittliga strålängder om 2-3 cm. Den intensiva bearbetningen sker emellertid till priset av höga effektuttag.
Med ett tyskt koncept som förebild togs ett system fram för att mäta halmhackens effektuttag. Fältförsök genomfördes vid skördetröskning av stråsäd och raps. Halmen hackades varvid sönderdelningsgraden varierades.
Genom att minska ingreppet för halmhackens motknivar kunde effektbehovet i genomsnitt reduceras med 36 %. Detta medförde att skördetröskans bränsleförbrukning minskade med 6 %. Samtidigt ökade den hackade halmens längd med i genomsnitt 20 mm.
Sammantaget visade studien att effektuttaget vid halmhackning kan reduceras väsentligt genom att utnyttja halmhackens inställningsmöjligheter och utan sönderdelningsförmågan dramatiskt försämras. Bränsleförbrukningen kan härvid reduceras alternativt att den frigjorda motoreffekten kan utnyttjas för att öka kapaciteten.

Bakgrund
Den hackning av halmen som sker i samband med skördetröskningen syftar till att underlätta nedbrukningen av skörderesterna och därmed skapa goda betingelser för den efterföljande grödan. Under senare år har det skett en intensiv utveckling av halmhackarna vilket medfört att man kan sönderdela halmen till genomsnittliga strålängder om 2-3 cm. Den intensiva bearbetningen sker emellertid till priset av höga effektuttag.

Halmhacken är monterad baktill på skördetröskan. Den utgörs av en rotor med pendlande knivar samt motknivar vilkas ingrepp i de pendlande knivarna är ställbart för att kunna variera sönderdelningsgraden. I praktiken tillämpas i regel högsta möjliga sönderdelning av halmen d.v.s. att motknivarna är i maximalt ingrepp. Omfattande sönderdelning av halmen kan komma väl till pass i odlingssystem med reducerad jordbearbetning. Om marken däremot skall plöjas efter skördetröskningen är det inte nödvändigt att driva sönderdelningen lika långt.

Tidigare erfarenheter tyder på att det genom anpassning av hackningsgraden föreligger potential för väsentliga energibesparingar. För att kunna utvärdera sådana åtgärder och implementera i lantbruket är det nödvändigt att kunna mäta det faktiska effektuttaget vilket tidigare varit svårt att realisera. Nyutvecklad teknik har emellertid i tyska försök visat sig ge tillförlitliga mätningar av halmhackarnas effektuttag.

Mål
Undersökningens mål var att med nyutvecklad mätutrustning identifiera möjligheter att minska effektuttaget för skördetröskornas halmhackar genom att variera motknivarnas inställning.

Material och metoder
Med det tyska konceptet som förebild togs ett system fram för att mäta effektuttag på halmhacken vid skördetröskning. Mätsystemet monterades på en skördetröska av modell John Deere T 660 med halmhack av modell Maxi Spreader från Rekordverken.

Fältförsök genomfördes med den framtagna utrustningen vid skördetröskning av havre och vårvete under 2013 och vid skörd av höstraps, råg och höstvete under 2014. Skördetröskningen utfördes i ett antal 150 meter långa parallella kördrag. Halmen hackades varvid sönderdelningsgraden varierades genom att ändra motknivarnas ingrepp. Vidare provades inverkan på sönderdelningsförmågan av halmhackens inkopplingsbara tvärlist. Varje inställning provades med tre upprepningar.

Mätdata från effektmätningen lagrades på en mätdator i förarhytten. Halmhackelsen analyserades och den genomsnittliga strålängden uttryckt som s.k. halvviktslängd beräknades.

Resultat och diskussion
Vid maximal sönderdelning av halmen uppgick hackens effektuttag beroende på gröda till mellan 13 och 46 kW. Toppvärdena erhölls i råg- och höstvetegrödorna med effektuttag motsvarande cirka 15 % av skördetröskans motoreffekt.

Genom att minska motknivarnas ingrepp kunde effektbehovet i genomsnitt reduceras med 36 %. Samtidigt ökade halvviktslängden med i genomsnitt 20 mm.

Halmhackens tvärlist ökade intensiteten i bearbetningen. I stort var skillnaden mellan inkopplad/frånkopplad list densamma som att justera motknivarnas ingrepp ett steg.

Det genomsnittliga specifika energibehovet uppgick under 2014 till 2,4 kWh per ton halm d.v.s. väsentligt högre än vid äldre mätningar som ofta legat kring 1,5 kWh/ton. Detta kan förklaras av moderna halmhackars mer omfattande sönderdelning men även ändrade egenskaper hos grödorna.

Genom att minska motknivarnas ingrepp reducerades skördetröskans bränsleförbrukning med cirka 6 %
Sammantaget visade undersökningen att effektuttaget vid halmhackning kan reduceras väsentligt genom att utnyttja halmhackens inställningsmöjligheter. Detta utan att sönderdelningsförmågan dramatiskt försämras. Bränsleförbrukningen kan härvid reduceras alternativt att den frigjorda motoreffekten utnyttjas för att öka skördetröskans kapacitet.

 

Antal träffar i projektbanken: 1676

Förbättrad utvärdering av officiella fältförsök genom bildanalys av drönarfoton med maskininlärning
Aakash Chawade

Projektnummer: O-20-23-462 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

Crop production
Energy and biomass

The goal of the project is to digitize the data from the Swedish official field trials through automated estimates of important traits such as germination, growth, resistance, maturity and the effect of plant protection products. The purpose is to streamline and improve scoring of both diseases but …

Läs mer

Fullständiga växthusgasbudgetar för odlade mulljordar skapar underlag för klimatsmarta åtgärder
Achim Grelle

Projektnummer: O-18-23-169 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

Växtodling
Energi & biomassa
Kött
Mjölk

Conventional technology is virtually unable to measure complete GHG budgets of drained organic soils, which may provide misleading results. So, global estimates of GHG emissions are based on coarse assumptions that don’t take into account the complexity of agroecosystems. Better data are needed for …

Läs mer

Mjölkfettsyror - verktyg för att hitta kor med ökad risk för ämnesomsättningssjukdomar och reproduktionsstörningar
Kjell Holtenius

Projektnummer: O-19-20-306 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Milk

The overall objective of this project is to create milk biomarkers based on specific milk fatty acids for identification of cows with reproductive disorders and metabolic disturbances. Milk will be analysed by Fourier-transform mid-infrared technology. An important value of this project for the …

Läs mer

Vattenstress och sensorstyrd kvävegödsling: utveckling av beslutsstöd för bättre synergier mellan vatten- och kvävestatus
Bo Stenberg

Projektnummer: O-19-20-319 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Crop production
Energy and biomass

This project aims to modify existing sensor systems for adapted nitrogen fertilization to consider water stress at
supplementary fertilization in cereals. Different approaches to consider sensor data and soil information will be tested
in field trials. Current commercial systems interpret water …

Läs mer

Utveckling av den didaktiska processen i ridundervisning (Delstudie 3: Ridlärare-Häst)
Charlotte Lundgren, Linköpings universtitet

Projektnummer: H-17-47-278 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2017

'Work Package 3: Riding Instructor-Horse' is the final part of the project 'Improving Teaching Methods in Riding Education: the Interplay between Rider, Riding Instructor and Horse'. In this project, the Swedish-Norwegian Foundation for Equine Research has previously funded the first two work …

Läs mer

Validering av prebiotiska och antioxidanta effekter av vetekli hemicellulosor i bakprodukter
Francisco Vilaplana

Projektnummer: O-17-20-962 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2017

Socker

Wheat bran is the largest by-product of wheat flour production with approximately 300,000 tonnes in Sweden. Bran is mainly used in animal feed, as human digestion is not fully able to absorb it. Wheat bran contains valuable biomolecules, such as dietary fiber (arabinoxylans, AX) and phenolic …

Läs mer

Säkrad mikrobiell kvalitet hos grovfoder och mjölkråvara för lönsam produktion av långlagrad ost
Åse Lundh

Projektnummer: O-16-20-764 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2016

Mjölk

Increased production and export of products with high added values, e.g. long-ripened hard cheeses, are considered important steps for a positive development of the Swedish dairy sector. Increased investment in Swedish premium cheese will, however, require increased volumes of high quality raw milk …

Läs mer

Tidiga larm om produktionsstörningar för snabbare åtgärd och minskade förluster i grisföretag
Fernanda Cetrangolo Dórea

Projektnummer: O-17-20-978 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2017

Kött

Disease and production disturbances in a herd are often silent, and may cause major losses if they remain undetected. Continuous analysis and monitoring of data already recorded at the farm level can improve profitability. This project will develop methods for monitoring trends in production and …

Läs mer

Individuellt anpassad laktationslängd för lönsam och hållbar mjölkproduktion
Kjell Holtenius

Projektnummer: O-17-20-957 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2017

Mjölk

The aim of the project is to develop tools which can be used for individually adapted lactation lengths based on the biological conditions of the cow. Today a one year calving interval and a short lactation period, is recommended. The recommendations are based on 30 years old information and do not …

Läs mer

Ursprungs- och artbestämning av kött – en ny snabbmetod för att upptäcka matfusk
Alastair Ross

Projektnummer: O-18-20-174 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

Matfågel
Kött

A cornerstone of the Swedish Food Strategy is trust in Swedish food production. Yet each year Swedish farmers and food processors lose both money and trust due to food fraud, especially for non-Swedish meat relabelled as Swedish. Most fraud remains undetected. A recent analytical development, Rapid …

Läs mer
Prenumerera på vårt nyhetsbrev