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Einleitung
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Von Menschen für private oder kommerzielle Nutzung gehaltene Pferde werden überwiegend mit Heu gefüttert, gerade während der Zeiten in denen frisches Gras nur begrenzt zur Verfügung steht, z.B. im Winter. Im Gegensatz zu frischem Gras ergeben sich durch die Lagerung des ausschließlich während der Sommermonate geschnittenen Heus Probleme:
- Es bilden sich bereits während kurzer Lagerzeiten verschiedene Arten von Schimmel sowie Kolonien von Lagermilben.
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Beim Verzehr des Heus werden die aus den Schimmelsporen sowie verschiedenen Ausscheidungen der Milben (Kotfragmente, Exuvien) gebildeten organischen Stäube vom Pferd eingeatmet und führen zu Husten und Bronchialproblemen ähnlich einer Farmerlunge beim Menschen. Um diese organischen Stäube, die im Atemtrakt des Pferdes allergene Wirkung zeigen, zu binden wird Heu u.a. vor dem Verfüttern bedampft.
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Stand der Technik
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Marktübliche Heubedampfer bestehen im wesentlichen aus einer Kiste aus Kunststoff mit verschließbarem Deckel, in die, über verschiedene Konstruktionen, über einen Zeitraum von ca. 75-90 Minuten Wasserdampf aus einem externen Dampferzeuger eingebracht wird. Standardmäßig werden dazu Geräte verwandt, die normalerweise der Dampferzeugung für das Ablösen von Tapeten dienen.
Um die Verteilung des Dampfes im Heu zu optimieren wird je nach Hersteller der Dampf über ein ringförmiges Rohr mit Löchern an der Oberseite, auf dem das Heu aufliegt, bzw. über ein System von kurzen Zapfen, die in das Heu reichen, geblasen. (HeuMaster, bzw. Haygain)
Zusätzlich zu diesen beiden kommerziell vertriebenen Heubedampfern existieren zahlreiche Eigenkonstruktionen am Markt die den Dampf ohne besondere Konstruktion oben oder unterhalb eines Auflagegitters knapp über dem Boden einleiten.
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Problemstellung
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Die Einleitung von Dampf direkt am oder ins Heu ist problematisch, da das um die Auslassöffnungen befindliche Heu viel zu nass wird - gerade in der Anfangsphase in der sowohl die Dampfzuleitung als auch die verschiedenen Konstruktionen zur Verteilung des Dampfs noch kalt sind, und der Dampf auf dem Weg ins Heu bereits an diesen Teilen teilweise auskondensiert. Nasses Heu aber bietet einen idealen Nährboden für viele Mikroorganismen, so daß das Heu bereits wenige Stunden nach dem Bedampfen verdirbt und von den Pferden nicht mehr gefressen wird, nicht zuletzt wegen des, sich bei der Verderbnis entwickelnden, Geruchs.
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Heubedampfer, in denen der Dampf nicht direkt in oder auf das Heu geblasen wird, sind nur geringfügig besser, was sehr leicht an der dunklen Verfärbung von feuchtem Heu erkennbar ist.
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Ähnlich problembehaftet verhält es sich mit der Temperaturverteilung innerhalb des Heus, da sich bei allen Geräten auf den Transport des Dampfes durch das Heu durch natürliche Konvektion verlassen wird.
Es stellt sich in Inneren des Bedampfers ein Temperaturgefälle von oben nach unten ein, sowie eine Feuchtigkeitsverteilung die genau entgegengesetzt verläuft (unten nass, oben fast trocken).
Da aber nur die Kombination aus genügend Hitze und ausreichend Feuchtigkeit die erwünschte Bindungswirkung auf die organischen Stäube erzielt, sind alle oben beschriebenen Variationen verbesserungsbedürftig.
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Zielsetzung
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Die sich aus den beschriebenen Problemen ergebende Zielsetzung muss also sein, die sich durch physikalische Gesetzmäßigkeiten von selbst einstellende Feuchtigkeits- und Temperaturverteilung mittels geeigneter Maßnahmen so zu beeinflussen, daß der Dampf möglichst gleichmäßig im Heu verteilt wird, um die entstehenden Feuchtigkeits- und Temperaturgefälle auszugleichen oder wenigstens so weit zu nivellieren, daß die beschriebenen negativen Effekte minimiert werden und alle Bereiche im Heu zufriedenstellend mit Dampf durchströmt werden. Dies soll erreicht werden durch herstellen einer steten Luftströmung durch das Heu, die den Dampf bzw. das Luft-Dampf-Gemisch tief in das Heu einträgt und so verhindert, dass der Großteil des Dampfs bereits auf oder dicht unter der Oberfläche des eingelegten Heus auskondensiert.
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Umsetzung
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Beschrieben werden sollen hier die Umsetzung anhand eines Bedampfers für Kleinballen mit den Abmessungen:
- Länge: 70-90 cm
- Breite: 45-50 cm
- Höhe: ca. 35 cm
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Die spezifischen Anpassungen für die Bedampfung von locker eingelegtem Heu, sowie eines deutlich größeren Rundballens werden gesondert in Anschluss beschrieben.
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In einer Kiste aus Kunststoff oder anderem geeigneten Material (z.B. Edelstahl) mit einem aufklappbaren Deckel, mit den Innenmaßen 105x60x60 cm (Länge mal Breite mal Höhe) werden an den Stirnseiten Trennwände parallel zu den Stirnwänden eingesetzt, mit einem Abstand von der Außenwand von ca. 4 cm, so daß auf den beiden kurzen, gegenüberliegenden Wänden je eine Doppelwand entsteht. Diese Trennwände sind seitlich auf ganzer Höhe luftdicht mit der Kiste verbunden, jedoch oben und unten jeweils ca. 4 cm verkürzt, so daß zwei Luftschächte mit breiten schlitzförmigen Öffnungen in Richtung Innenraum entstehen.
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Diese Luftschächte sind nach oben offen, jedoch werden diese Öffnungen beim Schließen des Deckels auf die beschriebenen, ca. 4 cm hohen Schlitze Richtung Innenraum reduziert. Beim Herstellen der Kiste (z.B. im Spritzgußverfahren) können diese Schächte bereits vorgeformt werden.
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Des weiteren wird ein horizontaler Zwischenboden eingebracht, mit den Abmessungen der Bodenplatte (innen) abzüglich der beiden Luftschächte, der mit den Seitenwänden der Kiste bündig abschließt. Idealerweise sorgt eine umlaufende Dichtung für die notwendige Abdichtung, bei ausreichend kleinem Spalt zwischen Zwischenboden und Kistenwänden (<= 0,1 cm) kann darauf verzichtet werden.
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Dieser Zwischenboden besitzt auf einer langen Kante ein Scharnier, das das Aufklappen zur Reinigung und Wartung ermöglicht. Idealerweise ist dieses Scharnier auf der selben Seite angebracht wie das Scharnier des Kistendeckels. Gegenüber dem Scharnier befindet sich ein einfacher Griff aus Metalldraht auf der Oberseite des Zwischenbodens, der sich umklappen (auf den Zwischenboden auflegen) lässt.
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Des weiteren sind auf der Unterseite in regelmäßigen Abständen kurze, ca. 8-10 cm lange Stützbeine angebracht, um das darüber liegende Gewicht aufnehmen zu können. Dabei ist darauf zu achten, daß die Stützen genügend Abstand vom Rand der Zwischenbodens haben, um das Aufklappen nicht zu behindern.
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In der Mitte (von oben gesehen) des Zwischenboden befinden sich zwei kreisförmige Öffnungen mit einem Durchmesser von ca. 20 cm, deren Mittelpunkte mit der Mittellinie des Zwischenbodens (Parallele zur langen Kante) zusammenfallen. Der Mittelpunkt einer (gedachten) Linie zwischen den beiden Kreismittelpunkten fällt mit dem Mittelpunkt des Zwischenbodens zusammen. Der Abstand der beiden Öffnungen sollte wenigstens 2 cm, höchstens jedoch 6 cm betragen. Die beiden kreisförmigen Öffnungen sind mit einem starken Drahtgitter bespannt (Durchmesser Drahtstärke 3 mm, Maschenweite 2 cm) das zur Aufnahme des aufliegenden Gewichts dient und direkt darunterliegend mit einem feinen Drahtgitter (Maschenweite <= 0,3 cm) das ein Durchrutschen von Heu verhindert.
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Unterhalb der Öffnungen befindet sich jeweils ein Axialventilator, dessen Gehäusemanschette mit dem Rand der Öffnung bündig luftdicht abschließt, die Drehachse der Ventilatoren weist senkrecht nach oben. Die Ventilatoren werden von Elektromotoren von je min. 30 Watt Leistung angetrieben, die Drehrichtung ist so gewählt, daß ein Luftstrom von oben nach unten (in den Zwischenraum unter dem Zwischenboden gerichtet) entsteht. Die Bauform der Ventilatoren ist so gewählt, daß auf der Unterseite wenigstens 4 cm freier Raum für die aus dem Ventilatorgehäuse ausströmende Luft verbleibt. Die Elektromotoren der Ventilatoren sind wenigstens gegen Spritzwasser und Eintreten von Dampf geschützt, besser jedoch vollständig wasserdicht ausgeführt, da sich kleine Mengen auskondensierten Wassers am Boden der Kiste sammeln können.
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An der hinteren (Scharnierseite des Kistendeckels) Wand mittig, unterhalb des Zwischenbodens, befindet sich eine Öffnung für die Verkabelung der Elektromotoren. Eine weitere Öffnung an der gleichen Stelle besitzt außen eine Anschlußmöglichkeit (z.B. einen Stutzen) für die externe Dampfquelle, auf der Innenseite wird der Dampf über einen kurzen Schlauch an eine Stelle unterhalb des Zwischenraums zwischen den beiden Ventilatoren geleitet. Dieser Schlauch ist am Ende verschlossen und besitzt mehrere kleine Löcher auf beiden Seiten an denen der Dampf schließlich möglichst gleichmäßig auf beiden Seiten austritt.
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Werden die Ventilatoren in Drehung versetzt entsteht ein Luftkreislauf im Inneren der Kiste. Die Luft wird aus dem Inneren der Kiste oberhalb des Zwischenbodens (bzw. aus dem eingelegten Heuballen) nach unten in den Zwischenboden abgesaugt, dort mit von außen eingespeistem Dampf angereichert und zieht weiter durch die unteren Schlitze in den Doppelwänden, dann in den Doppelwänden nach oben, wo die Luft direkt unterhalb des geschlossenen Deckels durch die oberen
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Schlitze wieder austritt und von dort zurück durch das Heu nach unten Richtung Ventilatoren zieht.
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Dieser Kreislauf sorgt für gleichmäßige Verteilung des Dampfes und somit in Folge für gleichmäßige Verteilung von Hitze und Feuchtigkeit.
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Nach erfolgter Bedampfung wird der Ventilator, der gleichzeitig mit Inbetriebnahme der Dampfquelle eingeschaltet wird, bei geöffnetem Deckel noch etwa 5-10 Minuten weiter betrieben, damit die im Heu verbliebene Restfeuchte über den Ventilator und die Luftschächte nach oben abgeführt wird, während (vergleichsweise trockene) Umgebungsluft von oben durch das Heu nachströmt.
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Modifikationen der Umsetzung für Rundballen
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Die Bedampfung eines (wesentlich größeren) Rundballens erfordert die im folgenden beschriebenen Modifikationen. Es wird von folgenden Abmessungen ausgegangen:
- Breite: ca. 120 cm
- Durchmesser: 120-150 cm
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Der Rundballen wird für die Bedampfung auf die (nicht gekrümmte) Seitenfläche gelegt. Die Innenabmessungen der Kiste für einen Großballen betragen entsprechend 170x170x150 cm (Länge mal Breite mal Höhe). Die Luftschächte werden hier nicht von den Seitenwänden abgeteilt, sondern befinden sich in den Ecken der Kiste, so daß vier Luftschächte entstehen, deren Querschnitt ein gleichschenkliges-rechtwinkliges Dreieck mit einer Schenkellänge (Katheten) von 50 cm darstellt, wobei die eingebrachte Trennwand die Hypotenuse bildet. Der Zwischenboden, dessen Form und Maße sich nach dem verbleibenden Innenraum richten, hat hier die Form eines Achtecks.
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Der Zwischenboden ist entsprechend verstärkt und besitzt nur eine (mittige) Öffnung mit einem Durchmesser von ca. 80 cm. Der darunterliegende Ventilator ist entsprechend größer und wird mit einem Elektromotor von min. 180 Watt Leistung betrieben. Der freie Raum unterhalb des Ventilators muss hier wenigstens 12 cm betragen.
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Modifikationen der Umsetzung für loses Heu
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Bei der Bedampfung von losem Heu, das z.B. von einem Großballen abgeteilt wird, kommt ein zusätzliches Gitter zum Einsatz, das parallel zum Zwischenboden eingelegt wird. Dieses Gitter besteht aus dem selben oder ähnlich grobmaschigen Gitter wie das Gitter am Ventilator (Durchmesser Drahtstärke 3 mm, Maschenweite 2 cm), und ist mit einem Rahmen aus umlaufenden Metallleisten eingefasst und mit 2 zusätzlichen Querverstrebungen aus den selben Leisten verstärkt. Die Abmessungen des Gitters sind geringfügig (bis zu 1 cm) kleiner als die des Zwischenbodens, und richten sich auch nach den Innenmaßen der Kisten abzüglich des durch die Luftschächte belegten Raums.
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Das Gitter ist als ganzes herausnehmbar und sitzt mit ca. 5 cm langen Stützbeinen auf dem Zwischenboden auf, wobei darauf zu achten ist das keine Stützen direkt auf die im darunterliegenden Zwischenboden befindlichen Ventilatoren zu liegen kommen.
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Ergebnis
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Das auf diese Weise bedampfte Heu bleibt wesentlich länger haltbar (mehrere Tage anstatt 6-12 Stunden), da keine stark feuchten Bereiche mehr entstehen. Dies ist auch ohne Hilfsmittel sehr leicht an der dunkleren Färbung von feuchten Heu im Vergleich zu trockenem Heu festzustellen.
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Durch das an die Bedampfung anschließende Ausblasen der noch warmen Restfeuchte wird der Feuchtigkeitsgehalt zusätzlich reduziert, so daß ein (erneuter) Befall durch Schimmel und Milben verhindert oder wenigstens stark verzögert wird.
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Die organischen Stäube werden durch die gleichmäßige Dampfverteilung insgesamt besser gebunden, was eine reduzierte Belastung des Bronchialsystems zur Folge hat.
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Durch die längere Lagerfähigkeit können mehrere Ballen auf Vorrat bedampft werden, so daß nicht mehr täglich bedampft werden muss. Des weiteren kann auf die Anschaffung eines Zweitgerätes für Pferde auf Reisen verzichtet werden, da das mitgeführte Heu bereits vor Antritt der Reise für mehrere Tage vorbereitet werden kann.
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Nicht zuletzt ist auch die, von vielen Pferden abgelehnte, Restmenge an Heu geringer, so daß sich die Futterkosten insgesamt reduzieren. Es konnte zudem beobachtet werden, daß Pferde eine Vorliebe für auf diese Weise bedampftes Heu entwickeln, da das Bedampfen das Heu offenbar schmackhafter macht, was, begründet durch die eingangs beschriebenen Probleme, bei marktüblicher Bedampfung offenbar nicht erzielt werden kann.
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Mit ausreichender Wärmedämmung der Kiste werden im gesamten zu bedampfenden Heu Temperaturen von >95° Celsius erreicht die ausreichend sind um Fortpflanzungsstadien von Endoparasiten (z.B. Wurmeier) abzutöten. Diese Temperaturen werden von herkömmlichen Heubedampfern laut eigenen Angaben der Hersteller nicht oder nur im oberen Drittel des eingelegten Heus erreicht.