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Evaluation de différents procédés de séchage du foin Technique de séchage du foin – Consommation d‘énergie – Qualité du fourrage
Alfred Pöllinger et Reinhard Resch Institut für artgemäße Tierhaltung und Tiergesundheit Institut für Pflanzenbau und Kulturlandschaft
Formation continue en construction rurale Station de recherche Agroscope ART, 5 - 6 novembre, 2013
Sommaire
1. Séchage du foin au LFZ – contexte du projet 2. Installations (bâtiments, application technique) 3. Fonctionnements, pannes, particularités 4. Résultats – Consommation d‘énergie 5. Etudes autrichiennes - Resch 6. Résultats – Qualité du fourrage 7. Résumé
Contexte du projet Décennies de recherche dans le domaine de la conservation de l‘ensilage/de la qualité des fourrages au LFZ A partir 2000, prise en considération plus importante du séchage du foin et de la qualité des fourrages En 2009, un projet est planifié au LFZ avec affourragement de foin (entreprise SR-Reindl / ThermoDynamik) Installation d‘un déshumidificateur combiné avec un chauffage solaire sous la toiture au LFZ Installations déjà disponibles au LFZ: chauffage solaire sous la toiture et séchage à froid
Problématique du projet Comparaison de différents procédés de
conservation de fourrage grossier Séchage par déshumidification Séchage à froid Foin séché au sol Ensilage
Par rapport à la qualité du fourrage (composants, microbiologie), apport d‘énergie, consommation de fourrage, production laitière
Utilisation de l‘énergie solaire!?
Séchage à froid existant
Casier à foin Souffleuse
Installation de séchage du foin NOUVEAUTE!
Surface de base: 96 m2
Hauteur des grilles 60 cm (bord inférieur) Claies: 50x150 Bois ronds: intervalle 60 cm Armatures CQS 100 Couverture latérale 60 cm
Direction de la soufflerie
Ventilateur – SR 1000
Puissance nominale 22 kW
Type Année de construction Début PA
Puissance nominale PA Courant nominal V/Hz Cos Régime nominal
Moteur d‘entraînement
Ventilateur
Courant volumétrique – 1ère coupe 2011
Max. 0,13 m3/sec et m2 de surface du tas
Au moins encore 0,07 m3/sec.m2
Avec une consommation d‘énergie de 28 à 30 ampère seulement par le ventilateur !
Déshumidificateur Pompe à chaleur - Données
Type Année de construction Réfrigérant Quantité de réfrigérant Tensions Puissance connectée
Déshumidificateur – Pompe à chaleur
Capteur solaire au LFZ
Schéma du système Source: Sattler, 2012
760 (410) m2 surface nette– inclinaison du toit 20° Orientation Nord/Sud 4 fois la surface de toit par rapport à la surface des casiers. Avec 200 W/m2 (réduit côté nord.) – 130 (71) kW
Schéma d‘installation Gumpenstein
Ansaugbereich stirnseitig von Ost und/oder West zur Mitte
Süden NordenZubau-Dach
Klappe 1 Umluft
Tor 2 FrischluftWärmebildkamera - Oberflächentempertur möglich
Klappe 3 offen=reiner Solarbetrieb
offen Aufstieg u.Tür Abstieg
Bodenrost
1
2 2 2 2
Firstkappe
1/1Sammelkanal
1/5
1/6
4/2
4/1 4/3
3/1
5
4/4
4/5
2 2 2 2
3/2
6
78/1,2 8/3,4
2 2 2 2
Combinaison du réchauffement de l‘air par énergie solaire
et de la déshumidification
Commande – NOUVEAUTE!
Einstellungen
Fauche avec conditionneuse: - env. 10 kW de puissance en plus nécessaire (3 m LT) + 15 à 20 kWh/remplissage des casiers - env. 2-4 heures de séchage en moins dans le casier à foin – 60 – 120 kWh - Donne 45 à 100 kWh de potentiel d‘économie (12.000 kg MS = env. 5 ha de prairie
permanente)
Fanage avec un régime inférieur!?
Sec en surface – Risque de pertes par brisures – adapté le régime! Et encore humide en dessous – mauvaise répartition – Fourrage „entortillé“ – cf. photo régime trop faible!?
Que sont les pertes par brisure?
termination des pertes par brisure
Pertes par brisure et lors du ramassage Valeurs en kg MS/ha, prairie permanente 2012
Procédé de récolte 1ère coupe 2ème coupe 3ème coupe
Ensilage 92 157 135
Foin séchage avec
déshumidificateur 251 175 193
Foin séchage à froid 274 243 209
Foin séchage au sol 312 281 439
Projet foin, LFZ Raumberg-Gumpenstein, 2010 – 2013 DA Schrammel, J. et Klug, M., 2012
Pertes par brisure- Procédés de récolte
0
2
4
6
8
10
12
Ensilage Foin séché en grange Foin séché au sol
Valeurs en pourcentage de 2.870 kg MS/ha
100 kg MS/ha 7,5 %
11 %
Correspondent à 300 l de lait/ha
Gleichmäßige Einlagerung
Avec casiers surélevés
Approvisionnement régulier des casiers!!! Augmentation du rendement de déshumidification de 20 % grâce aux mouvements pendulaires cycliques „Casiers surélevés“ nécessaires – Problème des grandes halles de stockage du foin!
Pourquoi des casiers surélevés?
Rendement de déshumidification/ Humidité rel. de l‘air
Hum
idité
rela
tive
en %
Com
pteu
r d‘e
au e
n lit
res/
min
Humidité de l‘air au-dessus du foin
Humidité de l‘air dans la chambre à foin
Humidité extérieure
Humidité avant le déshumidificateur
Compteur d‘eau
Schnitt
Ausgangsdaten: Einheit Entf. Kaltbel.Entf. Praxis Entf. Kaltbel. Entf. Kaltbel.
Einfuhr FM kg 13.230 4.145 38.830 18.805 9.850 14.120 6.080 TM % 56,6% 66,1% 60,2% 62,4% 75,9% 65,2% 72,8%
TM i.d.Box kg 7.491 2.739 23.358 11.727 7.475 9.208 4.427 Heugewicht i.d.Box kg 8.465 3.095 26.395 13.251 8.447 10.405 5.002
Wasser abzutrockenen kg 4.620 997 11.982 5.326 1.258 3.536 992 Energieverbrauch:
pro Tonne TM kWh 87 66 146 140 25 306 111 pro Tonne Heu kWh 77 57 129 124 22 271 97
spez.Energiebed. Wasser W/kg 141 180 285 309 149 796 497 Energiekosten (18Cent/kWh)
pro kg TM Cent 1,6 1,2 2,6 2,5 0,5 5,5 2,0 pro kg Heu Cent 1,4 1,0 2,3 2,2 0,4 4,9 1,7
2. Schnitt 3. Schnitt1. Schnitt
Consommation d‘énergie/Coûts 2012
Remarque: la 3ème coupe n‘a pas eu lieu en 2012 à cause des innondations
Coupe 1ère coupe 2ème coupe 3ème coupe
Données initiales: Unité
Apport de MF MS
MS dans le casier Poids du foin dans le casier
Eau à extraire Consommation d‘énergie
Par tonne de MS Par tonne de foin
Besoin spéc. d‘énergie eau Coûts énergétiques
Par kg de MS Par kg de foin
19.04.2013 R. Resch
Cours de formation continue en construction rurale Station de recherche Agroscope ART
Gestion de la conservation et qualité du foin
Résultats des projets foin LK
Reinhard Resch
LFZ-Institut Pflanzenbau und Kulturlandschaft
19.04.2013 R. Resch
1ère coupe. 2ème c. 3ème c. Nombre d‘analyses de fourrage 460 381 157 Teneur - Moyenne 119,5 137,7 150,9 Teneur - Ecart-type 20,8 18,4 23,8 Teneur - Minimum 59 72 76 Teneur - Quartile inférieur (25 %) 95 120 134 Teneur - Quartile supérieur (75 %) 119 142 162 Teneur - Maximum 206 215 249 Facteur environnemental significatif Land 0,005 0,001 0,043 Pente 0,290 0,201 0,045 Altitude 0,000 0,957 0,389 Cendres brutes 0,002 0,057 0,639 Facteur de management significatif Mode économique 0,005 0,000 0,007 Faucheuse
0,047 0,809 0,971
Procédé de séchage 0,001 0,014 0,008 Date de récolte 0,000 Valeur de P à un niveau de confiance de 95 % < 0,01 très significatif, >0,05 significatif
Matière azotée
[g/kg TS] Composant
Valeur de P
Valeur de P
Teneur en matière azotée dans le fourrage grossier Rapport avec le procédé de séchage
Moyenne 1. 2. 3.+ Altitude [m] 898 856 689 Date de récolte 6.6. Cendres brutes [g] 89 108 118 R² 46,6 32,7 40,4 RSD 6,1 5,3 9,3
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
1. Aufwuchs 2. Aufwuchs 3. + Aufwuchs
Bodentrocknung
Kaltbelüftung
Warmbelüftung
Mat
ière
azo
tée
(g/k
g de
MS
)
1ère coupe 2ème coupe 3ème coupe
Séchage au sol
Séchage à froid
Séchage à chaud
19.04.2013 R. Resch
1. Aufw. 2. Aufw. 3. Aufw. +Anzahl Futteranalysen 459 381 157Gehaltswert - Mittelwert 5,64 5,58 5,65Gehaltswert - Standardabweichung 0,47 0,3 0,31Gehaltswert - Minimum 4,31 4,62 4,73Gehaltswert - unteres Quartil (25 %) 5,37 5,33 5,49Gehaltswert - oberes Quartil (75 %) 6,02 5,72 5,87Gehaltswert - Maximum 7,23 6,28 6,84Signifikanter Umweltfaktor
Jahr 0,000 0,250 0,555Bundesland 0,003 0,000 0,000Hangneigung 0,058 0,048 0,036Seehöhe 0,005 0,000 0,000Signifikanter Managementfaktor
Wirtschaftsweise 0,000 0,161 0,166Siloverzicht (HKT) 0,016 0,008 0,035Mähzeitpunkt 0,652 0,720 0,030Zetthäufigkeit 0,768 0,537 0,019Dauer der Feldphase 0,001 0,792 0,333Trocknungsverfahren 0,000 0,013 0,374Erntedatum 0,000P-Wert bei 95 % Konfidenzniveau: < 0,01 hoch signifikant, < 0,05 signifikant
EnergieNettoenergie-Laktation
[MJ/kg TM]
P-Wert
P-Wert
Teneur en énergie nette dans le fourrage grossier Rapport avec le procédé de séchage
Moyenne 1. 2. 3.+ Altitude [m] 898 854 689 Date de récolte 6.6. Cendres brutes [g] 89 108 118 R² 51,9 45,6 64,9 RSD 0,13 0,07 0,12
5
5,1
5,2
5,3
5,4
5,5
5,6
5,7
5,8
5,9
6
1. Aufwuchs 2. Aufwuchs 3. + Aufwuchs
Bodentrocknung
Kaltbelüftung
Warmbelüftung
NE
L (M
J/kg
de
MS
)
Séchage au sol Séchage à froid Séchage à chaud
Energie nette lactation (MJ/kg MS)
1ère coupe 2ème c. 3ème c.
Valeur de P à un niveau de confiance de 95 % < 0,01 très significatif, >0,05 significatif
1ère coupe 2ème coupe 3ème coupe
Nombre d‘analyses de fourrage Teneur - Moyenne
Teneur - Ecart-type Teneur - Minimum
Teneur - Quartile inférieur (25 %) Teneur - Quartile supérieur (75 %)
Teneur - Maximum Facteur environnemental significatif
Année Land
Pente Altitude
Facteur de management significatif Mode économique
Renoncement à l‘ensilage Date de fauche
Fréquence de fanage Durée de la phase au champ
Procédé de séchage Date de récolte
Valeur de P
Valeur de P
19.04.2013 R. Resch
Teneur en énergie nette dans le fourrage grossier Rapport avec la durée de séchage effective
Ener
gie
nette
lact
atio
n (N
EL)
(MJ/
kg M
S)
Durée du séchage (heures de temps de séchage effectif)
1ère coupe 2ème coupe
3ème coupe + coupes suivantes
Résumé
Sur toute la chaîne, il est possible/nécessaire d‘économiser de l‘énergie (procédés de fanage,..) La teneur du fourrage en énergie peut être augmentée (comparaison foin séché au sol) ou maintenue (comparaison ensilage, opportunité de récolte– MJ/NEL) Les pertes par brisure sont des pertes d‘énergie et peuvent être réduites – réglage des machines/régime à la prise de force 200 à 300 l de lait/coupe.ha – comparaison foin séché au sol
Résumé
Effets significatifs du management sur la qualité du fourrage grossier (Resch) Le réchauffement solaire sous la toiture continue à être prioritaire – important également pour l‘apport de chaleur avant le séchage par déshumidification Prévoir des réserves pour la déshumidification (mauvais temps, humidité résiduelle trop élevée) – 72 h! Les techniques de réglage et de commande modernes permettent de réaliser des économies sur les coûts d‘énergie