Možnosti zpracování a využití slámy

Nesystematickým nakládáním se slámou dochází ke ztrátám. Možnosti zpracování a využití slámy v zemědělské výrobě, v energetice i průmyslové výrobě jsou široké, současný stav v této oblasti lze však v celorepublikovém měřítku označit za nekoncepční a málo efektivní.

Není výjimkou situace, kdy je realizován projekt zařízení (například velkokapacitní výkrmna nebo spalovací zařízení na výrobu elektřiny a tepla) a potřebná vstupní surovina, často sláma, je dopravována z velikých vzdáleností, protože v blízkosti nelze slámu za přijatelných podmínek sehnat.
Důvodem může být špatné smluvní zabezpečení nebo neakceptovatelné finanční požadavky dodavatelů. Často však je důvodem nevhodné technologické řešení zpracování slámy ze strany potenciálních dodavatelů, které neumožňuje přímé využití suroviny bez nutnosti dodatečných investic. Tak je často vlivem nepromyšleného rozhodnutí při volbě technologie sklizně a zpracování diskvalifikována možnost spolupráce, která by byla výhodná pro dodavatele i odběratele.
Výnos slámy se u konvenčních plodin, v závislosti na druhu a odrůdě, obvykle pohybuje na úrovni 0,6 až 1,5násobku výnosu zrna, může však být i vyšší. Získané množství slámy závisí na více faktorech. Vedle rozlohy osetých ploch je důležitým faktorem druh či odrůda pěstované plodiny. S rozšířením a vývojem sklízecích mlátiček ve druhé polovině 20. století byl nastolen trend snižování podílu slámy na celkové hmotě rostlin z důvodu usnadnění průchodu materiálu mláticím ústrojím a s cílem zvýšení kvality výmlatu a výkonnosti sklízecích mlátiček. Od devadesátých let byl tento trend ještě podpořen snižováním stavu skotu a postupným rozšiřováním bezstelivových technologií v živočišné výrobě.

Technologické postupy

Ke sklizni slámy jsou k dispozici různé postupy. Technologické postupy, které jsou standardně využívány v rostlinné výrobě v podmínkách České republiky, vyžadují zpracování slámy zbývající z porostu po sklizni zrna.
V praxi je využíváno několik alternativ zpracování slámy. V případech, kdy je slámy málo nebo pro ni není vhodné využití, je nejčastěji rozdružena a rozmetána po poli pomocí drtiče integrovaného ke sklízecí mlátičce. Tento způsob zpracování slámy je výhodný zejména proto, že jej lze realizovat v rámci jedné operace společně se sklizní zrna, nevyžaduje samostatnou technologickou operaci spojenou s pořízením a provozem samostatného stroje a s přejezdy po pozemku. Oblíbenost tohoto způsobu zpracování v našich podmínkách roste.
V případech, kdy je pro slámu k dispozici vhodné využití, je její zpracování zaměřeno na efektivní sklizeň, transformaci do požadovaného stavu a racionální dopravu do místa skladování.
V takovém případě jsou téměř výhradně využívány technologie sklizně s využitím sklízecího lisu nebo sklízecí řezačky. Tyto způsoby v celorepublikovém měřítku téměř vytlačily v minulosti hojně využívaný systém sběru a dopravy pomocí sběracích vozů.
Při sklizni pomocí sklízecí řezačky lze materiál sbírat ze řádku nebo sklízet nastojato pomocí žacích adaptérů. Výstupní materiál je od řezačky dopravován pomocí velkoobjemových dopravních prostředků ve formě řezanky na místo skladování. Vzhledem k nízké objemové hmotnosti vniklé řezanky je tento způsob sklizně akceptovatelný pouze při dopravě materiálu na krátké vzdálenosti. Při skladování zabere řezanka v porovnání se slámou slisovanou do balíků dvakrát až třikrát větší objem.

Nejpoužívanější způsob

Pro sklizeň slámy je v podmínkách českého zemědělství nejčastěji aplikována alternativa s využitím sklízecích lisů na hranolové, případně válcové balíky ve druhé fázi sklizně.
V první fázi sklizně jsou oddělena semena nebo celé vrchní části rostlin. První fáze sklizně je zpravidla provedena sklízecí mlátičkou. Lis následně sbírá materiál ze řádku. Operaci lze zefektivnit předchozím shrnutím řádků.
Jak již bylo zmíněno, tento způsob sklizně stále ve větší míře nahrazuje ještě v nedávné minulosti častěji využívané alternativy sklizně s využitím sběracího vozu.
Hlavním důvodem je fakt, že přeprava volně ložené slámy je méně efektivní a nákladnější, protože velikost ložného prostoru dopravních prostředků je omezena předpisy o provozu na pozemních komunikacích. Dopravní prostředky jezdí při dopravě stébelnatých materiálů vytíženy na 20 až 50 %. Doprava zhutněných materiálů je vzhledem k vyšší objemové hmotnosti efektivnější.
V případě využití sklízecích lisů má výstupní materiál nejčastěji formu velkoobjemových balíků. Lisované balíky padají na pozemek, odkud jsou pak pomocí nakladače, manipulátoru nebo hydraulické ruky naloženy na dopravní prostředek a odvezeny na místo skladování.
Méně využívané jsou lisy, které slámu lisují do formy malých balíků, paketů, briket nebo pelet.
Moderní sklízecí lis musí být podle definice v odborné literatuře schopen plynule sebrat z řádků suchý nebo zvadlý stébelnatý materiál a slisovat jej, případně svázat do stejných výlisků při seřiditelné velikosti a slisovanosti. Výlisky, nejčastěji balíky, jsou buď umístěny na strniště, nebo naloženy na dopravní prostředky. V současnosti jsou používány lisy, které lisují sebrané suroviny do následujících forem balíků:
a) malé, hranolové o hmotnosti 20 až 35 kg, umožňující ruční manipulaci,
b) velké, válcové, kruhového průřezu o hmotnosti 190 až 500 kg,
c) případně obří hranolové čtvercového průřezu o hmotnosti 380 až 600 kg.
K balíkování jsou používány svinovací lisy (ty lze podle konstrukčního řešení rozdělit na lisy s pevnou komorou a lisy s variabilní komorou, které mohou při stejné slisovanosti produkovat balíky o různé velikosti), pístové lisy a v malé míře i lisy šnekové.
Manipulace s velkými balíky vyžaduje použití mechanizačních prostředků. Objemová hmotnost balíků suché slámy je 50 až 250 kg/m3. Objemová hmotnost se zvýší dezintegrací před vstupem do lisu. V současnosti je dezintegrace u některých lisů řešena včleněním řezacího zařízení mezi sběrací ústrojí a vstup do lisovací komory.
Po slisování nebo během lisování na předepsanou slisovanost se balík převazuje provázkem nebo sítí.

Výběr lisu

Při výběru lisu je nutné zvážit více kritérií. Výhody a nevýhody sklizně s využitím sklízecích lisů jsou zřejmé. V případě, kdy je rozhodnuto, že technologie sklizně slámy lisováním je ta nejoptimálnější varianta zpracování slámy v daném zemědělském podniku, objeví se nutně další otázka. Jaký lis je ten pravý? Kritérií, kterými je nutné nebo vhodné se řídit, je hned několik. Důležitým kritériem je například množství suroviny, které je nutné během sezóny slisovat. Výkonnost lisu musí zaručit, že potřebné množství suroviny bude slisováno v přiměřeně dlouhém časovém úseku, který přibližně odpovídá délce sklizně hlavní plodiny na inkriminované výměře. Do výpočtu je samozřejmě nutné zakalkulovat přiměřenou rezervu na údržbu, opravy, či nepřízeň počasí. Na paměti je nutné mít fakt, že (pokud se nejedná o samojízdný lis) lis je nutné agregovat s traktorem o potřebném výkonu, který je vybaven všemi druhy energetických, případně datových výstupů potřebných pro provoz lisu. Veškeré parametry, včetně kalkulace nákladů, je pak nutné rozpočítávat na kompletní soupravu.
Dalším důležitým kritériem je volba vhodného typu balíků. V podmínkách menších farem dosud přetrvává technologie lisování do malých hranolových balíků. Výhoda této technologie je v možnosti ruční manipulace s balíky a relativně nízká pořizovací cena. Jako pohonná jednotka může sloužit traktor nižší výkonové třídy. Pochopitelnou nevýhodou je nízká výkonnost lisování i následujících operací.
Nejčastěji používané jsou v podmínkách českého zemědělství svinovací lisy na válcové balíky. Jejich výhodou je vysoká výkonnost a možnost utužení, které nouzově dovoluje venkovní skladování balíků bez nutnosti používat speciální mechanizaci na jejich ukládání do stohů. Válcový tvar je mírnou nevýhodou při dopravě, manipulaci a skladování z hlediska efektivity využití prostoru. Zvýšené nároky jsou rovněž kladeny na rozdružení válcových balíků, zejména při průmyslovém a energetickém využití a jsou-li baleny v síti.
Lisy na hranolové balíky mají nezastupitelnou úlohu v oblasti energetického a průmyslového využití slámy, neboť naprostá většina zpracovatelských technologií je konstrukčně uzpůsobena právě pro příjem hranolových balíků. Nevýhodou lisů na hranolové balíky je vyšší pořizovací cena.
Při volbě zařízení je vhodné přihlédnout též k požadavkům případných odběratelů.
Z hlediska provozních vlastností lisů jsou nejdůležitější:
- velikost balíku
- požadavky na traktor
-– doporučený výkon
-– otáčky vývodového hřídele
-– způsob ochrany pohonu
-– potřebné hydraulické okruhy 
- sběrací ústrojí
-– šířka
-– řešení sběracího ústrojí
-– způsob ochrany pohonu sběracího ústrojí
-– způsob zvedání
- vkládací ústrojí
-– typ vkládacího ústrojí
-– šířka vkládacího ústrojí
- řezací ústrojí
-– počet nožů
-– způsob aktivace nožů
-– způsob jištění nožů 
- způsob lisování
-– typ lisovacího ústrojí a systém lisování
- regulace hustoty balíku
-– způsob regulace
- vázací systém
-– způsob řízení vázání
-– vázací materiál (provázek/ síť)
-– počet ovinutí balíku 
- rozměry lisu
-– celková délka
-– celková výška
-– celková šířka
-– hmotnost 
- pneumatiky
-– typ a rozměry
- ostatní příslušenství,
například:
-– automatické mazání řetězů
-– osvětlení
-– balíková rampa
-– vzduchové brzdy
-– hydraulická reverzace vkládacího ústrojí
-– řízená náprava
-– manipulační vozík

Komplexní řešení

Sklizeň slámy je nutné řešit komplexně.
Ve sklizňové lince následuje po lisování doprava balíků ze sklízeného pozemku do místa skladování a související manipulace. Řešení celé linky od momentu sklizně až po fázi skladování musí být komplexní a musí umožňovat plynulé vzájemné navazování jednotlivých operací. To je další kritérium při volbě sklízecího lisu. V případě, že nový lis bude součástí stávající technologické linky, je nutné, aby objem, hmotnost a tvar balíků odpovídal možnostem stávající linky. Další alternativa řešení je kompletní výměna linky včetně systému dopravy a manipulace. Při volbě nového zařízení je nutné obě alternativy důkladně zvážit, včetně úvahy, zda nebude efektivnější řešit sklizeň slámy formou externích služeb.

Systémy dopravy

Systémů dopravy balíkované slámy existuje víc.
Aby bylo využití dopravního prostředku co nejvyšší, musí být vybrán nejvhodnější typ a provedení dopravního prostředku z hlediska agregace s tažným prostředkem a jeho povolené rychlosti. V úvahu je nutné vzít možnosti využití automobilní techniky. Významným kritériem výběru je i možnost a způsob případné výměny mezi taženým dopravním prostředkem při pohybu v terénu a na krátké vzdálenosti a dopravním prostředkem určeným pro silniční dopravu na delší vzdálenosti. S ohledem na převažující podíl jízd po zpevněných komunikacích a měnící se dopravní vzdálenosti podle místa pracovního nasazení je vhodné, aby přípojná vozidla disponovala povolenou rychlostí nejméně 40 km/h.
V případě využití velkoobjemové nástavby musí být v její konstrukci zohledněny vlastnosti přepravovaných balíků. Z hlediska vyprazdňování musí být zase zohledněn způsob následné manipulace s materiálem. V provozu je pak třeba zohlednit, zda se jedná o vykládání na volné ploše, které je v podstatě bez omezení, či pod střechou, kde je třeba ověřit výškový i průjezdný profil. Provozně jednodušším řešením je průjezdné uspořádání hal, které minimalizuje manévrování soupravy uvnitř a odstraňuje kolizní situace. Zkracuje rovněž čas vykládky.
S rozšiřováním metody sklizně slámy s využitím lisů se rozvíjí skupina speciálních přípojných vozidel na přepravu balíkovaných velkoobjemových hmot. Jejich provedení je přívěsové nebo návěsové. Z hlediska manipulace s balíky existuje ve spojení s dopravním prostředkem několik konstrukčních řešení:
- plošinové traktorové přívěsy s nakládkou mobilním nakladačem na poli nebo na překladišti,
- traktorové návěsy vybavené vlastním nakládacím zařízením,
- speciální traktorové návěsy vybavené automatizovaným nakládáním a stohováním.
Příkladem jsou typy balíkových přívěsů s užitečným zatížením 7,3 až 14 t a kapacitou 30 až 44 kusů válcových nebo hranolových balíků. Ložná plocha má délku 7,6 nebo 11,8 m při výšce nad zemí 1,1 m. Provedení podvozku je dvou- nebo třínápravové. Na trhu v ČR jsou k dispozici přívěsy na přepravu balíků s kapacitou zpravidla 21 velkých hranolových balíků nebo 26 válcových balíků o průměru do 1,5 m. Vyrábí se variantně s nápravami pro rychlost 40 nebo 80 km/h, pérováním parabolickými pružinami nebo vzduchovými vlnovci.
Tato vozidla se využívají vesměs na svoz balíků z pole do zemědělského závodu na kratší dopravní vzdálenosti (5 až 6 km). Nakládku i vykládku zajišťují zpravidla samojízdné nakladače.
S variantou přívěsu pro vyšší přepravní rychlost než 40 km/h lze uvažovat i o agregaci s nákladním automobilem na větší dopravní vzdálenosti (nad 20 km).
Návěsy s vlastním nakládacím zařízením sbírají válcové balíky po poli, přemístí je na návěs, vytvoří obyčejně dvojici (dva balíky vedle sebe nebo na sobě), odsunou je pomocí podlahového dopravníku směrem dozadu, a tak postupně naplní celý návěs. Balíky jsou vykládány směrem vzad, na zem, opět pohybem podlahového dopravníku. Takto řešené stroje mají nejčastěji ložnou kapacitu 14 válcových balíků ukládaných po dvou na sebe. Typ o největší ložné kapacitě dokáže naložit 32 balíků.
Samočinné nakládání balíků do přepravníku zajišťuje obdobně další skupina strojů, která je však navíc vybavena sklápěním dozadu celého ložního prostoru, takže náklad „postaví“ za sebe a vytváří tak postupně „stoh“ z balíků.
Vytváření stohu balíků např. na okraji pole lze také využít pro variantu odvozu balíků na větší vzdálenost, kdy se balíky teleskopickým nakladačem ze stohu přeloží na soupravu.
V obchodním styku by mělo být součástí dopravního cyklu vážení na mostové váze a dohoda dodavatele s odběratelem o uznání navážených hodnot. Alternativní variantou je vážení náprav na tenzometrických přejezdových vahách.
Součástí podnikové strategie je optimalizace dopravní vzdálenosti a způsob dopravy, neboť náklady na dopravu tvoří stále významnější podíl logistických nákladů. Tento fakt je důsledkem nezanedbatelné ceny pohonných hmot, zavádění zpoplatnění dálnic a silnic pro nákladní vozidla (mýtné) a v neposlední řadě i rostoucích osobních nákladů při obsluze a údržbě dopravních prostředků. Dopravní vzdálenost bezprostředně ovlivňuje i spotřebu času vynakládaného na dopravu.

Skladování slámy má svá pravidla

Skladování slámy k energetickým a průmyslovým účelům se řídí stejnými zásadami jako při využití ke stelivovým nebo krmivářským účelům. Hlavním parametrem je udržení obsahu vody na nízkých hodnotách (do 17 %), které minimalizují riziko napadení plísněmi, hnilobou, houbami nebo jinými škodlivými činiteli.
V případě zvýšeného obsahu vody je třeba materiál dosušit. Při využití sklízecích lisů je nejefektivnější dosušit materiál na požadovanou vlhkost v řádcích na pozemku před lisováním. Dostatečně slisované balíky pak navlhají pouze na povrchu a do vnitřních vrstev voda neproniká. To je výhodou při nutnosti venkovního skladování. Zároveň tento fakt přináší nevýhodu, že v případě slisování mokrého materiálu nadměrnou vlhkost z vnitřních vrstev balíku prakticky nelze odstranit.
Obsah vody v materiálu je jedním z nejdůležitějších kvalitativních parametrů slámy v obchodním styku. Zvýšený obsah vody znamená zpravidla nižší výkupní cenu suroviny. Přesnou kontrolu je nutné provést stanovením obsahu sušiny v laboratoři. Pro orientační měření jsou na trhu k dispozici zapichovací vlhkoměry. Zkušení pracovníci poznají zpravidla zvýšený obsah vlhkosti i podle vyšší hmotnosti balíků. Hmotnost balíku je ovšem vedle obsahu vody v surovině ovlivněna rovněž slisovaností balíku a druhem slámy.
Pro účely skladování lze i při energetickém nebo průmyslovém využití slámy použít standardní zařízení pro skladování zemědělských produktů, např. zastřešené zpevněné plochy, seníky atd. Výhodná je možnost skladování s možností aktivního provzdušňování, kdy lze slámu se zvýšeným obsahem vody dosoušet i v průběhu skladování. Nouzově lze využít i venkovní skladování.

Závěr

Z hlediska využití slámy jako paliva je nevýhodou potřeba manipulace s velkými objemy biomasy na jednotku energie. Často využívanou formou úpravy je proto lisování. Zhutnění je prostředkem k usnadnění manipulace, dopravy, skladování i finálního využití. Navíc představuje cestu produkce surovin s jednotnými vlastnostmi. To je příznivé pro dodržení potřebné kvality. V praxi je většina energetických a průmyslových zařízení určena pro zpracování hranolových balíků, avšak v zemědělské praxi má nesporné výhody i technologie s využitím balíků válcového tvaru. Technické a logistické přednosti lisovaných materiálů jsou zřejmé, jejich výroba je ale spojena se zvýšenými energetickými a materiálovými vklady. Orientační hodnoty parametrů operací lisování slámy a souvisejících operací lze orientačně stanovit v expertním systému volně přístupném na webových stránkách Výzkumného ústavu zemědělské techniky, v. v. i.

Příspěvek vznikl v rámci řešení výzkumného záměru MZE 0002703102 „Výzkum efektivního využití technologických systémů pro setrvalé hospodaření a využívání přírodních zdrojů ve specifických podmínkách českého zemědělství“.

Klíčové informace

- Lisování slámy je momentálně nejpoužívanějším způsobem její sklizně. 
- Při sklizni pro všechny způsoby využití slámy lze při vhodném řešení navazující technologie uplatnit sklízecí lisy.
- Lisování je prostředkem k usnadnění manipulace, dopravy, skladování i finálního využití. Navíc představuje cestu produkce surovin s jednotnými vlastnostmi a to je příznivé pro dodržení potřebné kvality. 
- Sklízecí lisy zaujímají z hlediska technického zabezpečení chodu moderního zemědělského podniku stále významnější roli.

Ing. Jiří Souček, Ph.D.
Výzkumný ústav zemědělské techniky, v. v. i., Praha-Ruzyně