Maaidorsers – meer automatisering en IT-toepassingen
prof. agr. Thomas Rademacher, Life Sciences and Engineering, Technische Universiteit in Bingen, Duitsland
(DLG). De fabrikanten van technologieën voor het dorsen van gewassen hebben voornamelijk innovaties van Agritechnica ingediend voor een prijs op het gebied van automatisering en IT-toepassingen. Om maaidorsers aan de economische en/of technische prestatiegrens te gebruiken, zullen verdere technische oplossingen voor het kalibreren van het verliessensorsysteem worden gepresenteerd. De focus ligt ook op maaidorserseries die nog consistenter dan voorheen volgens het modulaire principe worden vervaardigd, waardoor een breed productportfolio kan worden aangeboden. Een volledig nieuw ontwerp van de maaidorser opent nieuwe prestatiedimensies.
Doorgaande trend naar bandsnijsystemen en detailoplossingen
De huidige algemene omstandigheden dwingen boeren om gewassen uit meer zuidelijke regio's te telen in meer diverse vruchtwisselingen. De ontwerpers van gespecialiseerde bedrijven van maaidorsers en fabrikanten van maaidorsers spelen hierop in met aangepaste ontwerpen. Bandsnijsystemen winnen steeds meer marktaandeel, omdat ze zijn uitgerust met flexibele maaibalken en zich ook aanpassen aan ongelijke grond met gesegmenteerde frames in een rechte hoek ten opzichte van de rijrichting. Dit vermindert pick-upverliezen, vooral bij grote werkbreedtes en in gecultiveerd terrein. Om dit voordeel intensiever te benutten, worden extra tastwielen gebruikt om zich in de rijrichting aan de bodem aan te passen. De hellingshoek van het bandensnijsysteem wordt daarom tijdens het oogsten automatisch aangepast aan de bedrijfsomstandigheden.
Hoewel er steeds minder grootgroeiende lijnkoolzaadrassen worden geteeld, varieert de aard van koolzaad sterk, afhankelijk van het seizoensweer, zodat er nog steeds oogstverliezen kunnen optreden. Ontwerpers gaan dit tegen met gedetailleerde oplossingen zoals geleide- en drukschroeven, maar ook geprofileerde dwarstransportbanden en bandgeleiders in dichte geleiderails.
Detailverbeteringen aan het maaisysteem zijn vereist bij maaien dicht bij de grond. Net als het glijvlak van een oorheffer boven de grond, zijn ook de maaivingers aan de onderzijde afgeschuind om met zo min mogelijk verstopping en bij hogere oogstsnelheden te kunnen maaien met een aangepast snijsysteem in de rijrichting. Speciale maaivingers zijn zelfs zonder punt verstelbaar in twee delen tegen de maaimessen om de scheerbeurt te maximaliseren.
Trends in dorsen en scheiden
Op de laatste Agritechnica werden door verschillende fabrikanten nieuwe maaidorsers in de hoogste prestatieklassen met verbeterde dorsprestaties gepresenteerd. Een verdere verhoging van het dorsvermogen vereist een extreem hoge ontwerpinspanning, omdat het bouwvolume de groei in omvang beperkt. Dan neemt ook het machinegewicht toe, want een hoger rendement van dors- en scheidingstechnieken vraagt natuurlijk om meer motorvermogen en dus robuustere aandrijflijnen. Topmodellen met een motorvermogen van bijna 800 pk bereiken een leeggewicht van meer dan 20 ton zonder het oogsthulpstuk. Bodembeschermende brede of dubbele wielen en halve rupsen zijn dan ook een “must” voor deze machines. De trend naar grotere dorstrommel- en axiale rotordiameters zet door. Kleine dorstrommels met een diameter kleiner dan 60 cm worden steeds vaker verlaten voor meer slikcapaciteit. Zelfs bij maaidorsers met dubbele axiale rotoren is hun diameter tot meer dan 60 cm. Om een hoog dorsvermogen te bereiken, zijn ook de axiale dors- en afscheiderrotoren uitgebreid.
Een nieuwe ontwikkeling is een axiale rotormaaidorser met een tegengesteld draaiende axiale dors- en scheidingsrotor. De gewasstroom wordt tangentieel naar de rotor gevoerd, die deze aan beide zijden verdeelt. Dit bespaart aandrijfkracht, omdat het gewas niet door het vijzelvormige invoergebied en de overeenkomstig gevormde behuizing in de axiale gewasstroom hoeft te worden geleid, zoals bij conventionele axiale rotormaaidorsers. Het ontwerp maakt een toename van de technische dorsprestaties mogelijk buiten de bekende afmetingen. Deze maaidorser is extreem kort en dwars gemonteerd in een draagvoertuig dat tijdens het transport in de lengterichting rijdt. Het draagvoertuig is consequent ontworpen voor gecontroleerde verkeerslandbouw met een bedmaat van 12 meter. Het is ook consequent ontworpen voor alternatieve aandrijftechnologieën en volautomatische werking. Als gevolg hiervan kan het totaalconcept als hulpbronnenbesparend worden beoordeeld.
Trends in informatie- en besturingstechnologieën
De informatie- en besturingstechnologieën voor het dorsen van gewassen en het oogsten worden steeds complexer. Enerzijds wordt de machine-gebaseerde intelligentie verder ontwikkeld in de vorm van besturingstechnologieën. Deze omvatten voor het eerst een automatische hakselaar en een automatische hakselaar. In de automatische snij-inrichtingen worden de juiste haspelpositie en snijtafellengte ingesteld om een zo gelijkmatig mogelijke gewasstroom in het snijsysteem te creëren, wat vervolgens een positief effect heeft op de dorsprestaties. Een scanner registreert de geometrie van het gedorste gewas om de haspel correct te positioneren. Ook detecteert de laagdiktesensor voor de volgregelaar oneffenheden in de gewasstroom. Wanneer de laagdikte van de gewasstroom het meest uniform is, is de lengte van de snijtafel geschikt.
De dwarsverdeling van het gehakselde materiaal over de gehele werkbreedte wordt nu ook direct door lasersensoren gemeten. Komt de verdeling van het hakselmateriaal niet overeen met de ingestelde waarde, dan wordt de werpsnelheid van de verdeelrotoren aan beide zijden onafhankelijk van elkaar aangepast totdat het hakselgoed weer gelijkmatig is verdeeld.
De vele benaderingen voor het meten van graanverliezen zijn lovenswaardig. Vooral bij grote maaidorsers is kalibratie van de verliessensoren in toenemende mate noodzakelijk om ervoor te zorgen dat de automatische regelaars werken volgens het ontwerp. Bovendien is oogsten bij de agronomisch gedefinieerde of technisch of economisch bepaalde prestatiegrens bijzonder belangrijk bij deze maaidorsers, omdat de werkelijke graanverliezen van maaidorsers met grote werkbreedten meestal worden overschat. En dit vermindert de economische efficiëntie van de maaidorser.
Naast de gebruikelijke bekistingssystemen zijn er ook beeldverwerkingstechnieken ontwikkeld voor eenvoudige bepaling van korrelverlies. De op de grond liggende verlieskorrels worden gefotografeerd, de beeldverwerkingstechnologie herkent het aantal korrels per oppervlakte-eenheid en de bijbehorende app berekent de hoeveelheid graanverlies na invoer van de technische gegevens van de maaidorser en de opbrengst. Deze techniek belooft in ieder geval een hogere nauwkeurigheid dan het gebruikelijke vrijblazen en inschatten van graanverliezen. Of deze digitale methoden voor het bepalen van graanverlies zich in de markt zullen vestigen, hangt af van hun meetnauwkeurigheid, vooral in het veldhakselaarbedrijf. Het gescande gebied, dat te klein is voor nauwkeurige metingen, kan worden gecompenseerd door meervoudig te scannen. Digitale methoden voor het bepalen van graanverliezen tijdens het dorsen van maaidorsers zijn in dezelfde mate gebruiksvriendelijk als die voor het bepalen van de dwarsverdeling tijdens het kunstmeststrooien en vergen zeer weinig inspanning - de kans op implementatie is daarom groot.
Ook op smartphones gebaseerde systemen spelen in op het veranderde informatievergaringsgedrag van mensen. Als er problemen optreden tijdens het bedienen of afstellen van de maaidorser, kan de relevante informatie worden gedownload van het scherm van de bedieningsterminal door de QR-code te scannen. Deze methode, die in principe niet nieuw, maar gebruiksvriendelijk is, wordt gebruikt om snel hulp te krijgen van de fabrikant voor het juiste gebruik van de maaidorser.
Trends in het beheer van strokaf
Het gebruik van grote maaidorsers met werkbreedtes van meer dan 10 meter gaat vaak gepaard met ontwerpuitdagingen bij de constructie van haksel- en verspreidingstechnieken. Hier hebben de zogenaamde radiale verdelers hun intrede gedaan, maar niet wereldwijd, omdat de vereisten voor het hakken en verdelen sterk variëren, afhankelijk van de teeltmethode en het gedorste gewas.
In dorre gebieden met veel herbicideresistent onkruid, worden korenmolens op maaidorsers gebouwd om het reinigingswater en daarmee de onkruidzaden te vernietigen. Dergelijke zaadvernietigers zijn in feite hamermolens met een hoog aandrijfvermogen, die al op de Agritechnica werden gepresenteerd. Nieuwe ontwerpbenaderingen zijn vooral gericht op een lager energieverbruik en een compacte constructie waardoor alle functies van de maaidorser behouden blijven, evenals de koppeling van een snijsysteemwagen. In het buitenland kunnen deze technieken ongeveer 80% van de wietzaden vernietigen.
Onder Midden-Europese oogstomstandigheden is echter al ongeveer 80 % van de graszaden (vossenstaart, windstengel) uitgevallen tegen de tijd dat het gedorste gewas wordt geoogst. Daarnaast worden er hogere stromassa's geoogst met hogere watergehaltes, waardoor ook onkruidzaden nog in het stro blijven zitten. De natuurlijke omstandigheden voor een technologie voor mechanische vernietiging van onkruidzaden zijn dan ook totaal anders dan die in het buitenland. Dit betekent dat het rendement van een dergelijk systeem met een benodigd aandrijfvermogen van ca. 70 tot 130 kW is onvoldoende.
Trends voor alle aspecten van maaidorsers
Met toenemende vermogens van maaidorsers spelen de instellingsoptimalisatie en de aanpassing van de sensortechnologie een steeds belangrijkere rol, omdat onjuiste instellingen op grote machines verhoudingsgewijs meer economische schade veroorzaken dan op kleine machines. Daarom blijven fabrikanten hun afstel- en andere besturingstechnologieën verder ontwikkelen. Naast dorsprestaties speelt de kwaliteit van het werk een steeds grotere rol. Zo lag in de droge jaren van 2018 tot 2020 de focus op het kraken van graan. Axiale rotormaaidorsers met een systeemgerelateerd lager risico op graanscheuren worden door de marketingafdelingen van de fabrikanten gepromoot als bijzonder superieur aan maaidorsers met tangentiële dorseenheden.
Bij de beoordeling van werkkwaliteiten moet echter niet alleen rekening worden gehouden met de aftreklijsten van de land- bouwhandelaren en hun steekproefanalysetechnieken. Ook de gewasstromen binnen een maaidorser moeten objectief worden beoordeeld. Het aandeel gebroken graan in de graanverliezen wordt vaak volledig overschat. Niet elke app geeft precies weer wat er in en rond de maaidorser gebeurt. In de toekomst zal hier rekening worden gehouden met verdere wetenschappelijke bevindingen. Feit is en blijft: elk dors- en scheidingssysteem heeft specifieke voor- en nadelen en elke fabrikant biedt passende uitrustingsmogelijkheden en intelligente besturingstechnieken voor de verschillende markten. Anders zouden niet alle maaidorsers geschikt zijn voor wereldwijd gebruik en bijgevolg verkoopbaar.
Samenvatting: De fabrikanten van technologieën voor het oogsten van dorsgewassen hebben een groot aantal innovaties ingediend in het segment van het oogsten van dorsgewassen. De wereldwijde trend naar bandsnijsystemen en technieken voor het aanpassen van maaiborden aan een breed scala aan omstandigheden zet door. De bandsnijsystemen van de fabrikanten die hun producten internationaal op de markt brengen, worden steeds meer geeuropeaniseerd. Hierdoor wordt de keuze voor agrariërs en loonwerkers steeds groter.
Dit geldt ook voor maaidorserseries, die steeds consequenter volgens het modulaire principe worden vervaardigd en daardoor een zeer groot aantal uitrustingsopties mogelijk maken, dwz een breed productassortiment bieden. Ondanks de beperking van de bouwvolumes zitten de dorsopbrengsten in de lift. Controletechnieken, nu ook op maaiborden, verbeteren de uniformiteit van de gewasstroom, waardoor de oogstprestaties toenemen. De exacte dwarsverdeling van gehakseld stro wordt als belangrijke bouwsteen in het gewasproductieproces direct gemeten en aangepast aan de externe omstandigheden.
Een nieuw ontworpen maaidorser in een draagvoertuig opent een volgende stap naar hogere dorsprestaties en tegelijkertijd een hogere energie-efficiëntie. Dit totaalconcept, ontworpen voor toekomstige procestechnologieën en alternatieve energieën, die zowel handmatig als autonoom kunnen worden bediend, vertegenwoordigt een paradigmaverschuiving op het hele gebied van de landbouwprocestechnologie.
Conclusie
De innovaties vertegenwoordigen huidige en langetermijntrends met veel innovaties rond de maaidorser – dus het blijft spannend. De huidige markt- en prijssituatie voor de belangrijkste dorsgewassen betekent dat er nog steeds hoge inkomsten kunnen worden verwacht, maar de prijssituatie voor landbouwinputs en hun beschikbaarheid zullen een intensiever effect hebben op de bereidheid van boeren en loonwerkers om te investeren dan het productassortiment dat wordt aangeboden door de machinefabrikanten.