Harvesting Machines for Sugarcane : ऊस हे भारतातील महत्त्वाचे नगदी पीक आहे. त्याची कापणी प्रामुख्याने माणसांच्या साह्याने विविध प्रकारच्या कोयत्यांद्वारे केली जाते. कापणीनंतर पाला व वाढे काढून १० ते १२ उसाच्या मोळ्या बांधून त्या वाहनांवर उदा. बैलगाडी, ट्रॅक्टर ट्रेलर आणि ट्रक भरून साखर कारखान्याकडे पाठवला जातो.

त्यात प्रचंड मानवी आणि बैलगाडीद्वारे वाहतूक असल्यास बैलांच्या कष्टाचा समावेश असतो. मुळात, हिरव्या किंवा जळलेल्या उसाची कापणी करण्याची पद्धती जगभरात प्रचलित आहे. हिरव्या उसाच्या तोडणी पद्धतीतून साखर किंवा गुळाच्या निर्मितीसाठी उत्तम दर्जाचा रस, पशू चाऱ्यासाठी हिरवा शेंडा (वाढे) आणि जमिनीसाठी पाचट उपलब्ध होते.

दुसऱ्या पद्धतीमध्ये प्रथम उसाचे शेत जाळून तापमान आरामदायक पातळीपर्यंत पोचल्यानंतर ऊस तोडणी केली जाते. मात्र, भारतात साधारणपणे हिरव्या उसाला प्राधान्य दिले जाते. तोडणीसाठी मजुरांची उपलब्धता ही दर हंगामानुसार कमी अधिक राहते. परिणामी ऊस लागवड असूनही वेळेवर ऊस तोडणी न झाल्याने साखर उतारा कमी होतो, तर दुसऱ्या बाजूला उसाचे वजनही कमी होते. यामुळे अनेक कारखाने आता ऊस तोडणीसाठी यांत्रिकीकरणाकडे वळत आहेत.

ऊस तोडणीच्या आंशिक यांत्रिकीकरणाच्या दृष्टीने भारतात प्रथम प्रयत्न झाले. हे कापणी यंत्र मुळात ऊस कापणी व काही बाबतीत हिरवे वाढे काढण्यासाठी विकसित केले गेले. मात्र उर्वरित कामे उदा. पाचट साळणे, मोळ्या बांधणे आणि गाडी भरणे ही कामे माणसांद्वारे करावी लागतात. काही राज्यांनी संपूर्ण ऊस कापणी यंत्र आयात करून स्थानिक परिस्थितीसाठी मूल्यांकन सुरू केले आहे.

अर्थात, ते अद्यापही विकास आणि मूल्यमापनाच्या टप्प्यातच अडकले आहे. तमिळनाडू आणि महाराष्ट्रात काही ठिकाणी कंबाइन हार्वेस्टर आयात केले गेले. आता भारतातही एक दोन कंपन्यांनी त्याचे उत्पादन सुरू केले आहे. कंबाईन हार्वेस्टर हिरवा किंवा जळलेला ऊसही काढू शकतात, इतकेच नव्हे तर अधिक उत्पादनक्षम, खाली लोळणाऱ्या उसाचा प्रश्नही हाताळू शकतात. सामान्यतः संपूर्ण ऊस कापणी यंत्र हे उभ्या आणि मध्यम वजनाच्या ऊस पिकासाठी योग्य मानले जाते. आता थोडा तुलनात्मक विचार करू.

हाताने कापणी

आजही भारतात प्रामुख्याने ऊस कापणी पारंपरिक कापणी साधनांद्वारे हातांनी केली जाते. त्यासाठी योग्य आकार आणि वजनाचे धारदार कोयते वापरले जाते. या सुधारित अवजारांसोबत मजुरांचे कौशल्याची जोड मिळून एक माणूस सरासरी ०.८ ते १ टन ऊस कापू शकतो. या ऊस तोडीच्या व्यवसायावर राज्यातील दुष्काळी पट्ट्यातील मोठे मनुष्यबळ काम करते. मात्र एकूणच अधिक मानवी कष्ट, कापणीच्या हंगामात मजुरांची कमतरता यामुळे त्याला व्यवहार्य पर्याय शोधण्याची आवश्यकता अनेक कारखान्यांनी मान्य केली आहे.

यांत्रिक कापणी

संपूर्ण ऊस कापणी यंत्र आणि कंबाइन हार्वेस्टर (यात कांड्यांची यांत्रिक कापणी करणारे यंत्र) विकसित करण्यासाठी किंवा अन्य देशांत विकसित यंत्रणांचा वापर करण्यासाठी प्रयत्न सुरू झाले.

संपूर्ण ऊस तोडणी यंत्र

एक पॉवर टिलरचलित संपूर्ण ऊस तोडणी यंत्रामध्ये एक गोलाकार कटिंग ब्लेड असून, त्याद्वारे एका वेळी उसाची एक ओळ कापली जाते. यासाठी १२.५ एचपी क्षमतेच्या पॉवर टिलरच्या पुढील भागात शक्य तितक्या जवळ ऊस तोडण्याची आणि ओळीत टाकण्याची यंत्रणा बसवली आहे. तिला ऊर्जा पुरविण्यासाठी चेन आणि स्प्रॉकेट यंत्रणा वापरली आहे.

त्याच सर्व वजन हे चालकाजवळील पॉवर टिलरच्या हँडलवर संतुलित केले आहे. उसाच्या दांड्याची उंची नियंत्रित करण्यासाठी कटर ब्लेडच्या मागील बाजूस १५ सेंमी व्यासाचे ठोस रबरी चाक लावले असून, फुटवे धरण्यासाठी आणि नंतर कापलेल्या उसाला एका दिशेला ढकलण्यासाठी रक्षक दिलेले आहेत.

प्रक्षेत्र चाचणी दरम्यान, विंड्रोइंग सिस्टीम बऱ्यापैकी सरळ उभ्या असलेल्या ऊस पिकात चांगले काम करते. ओळीच्या दिशेने पडलेला ऊस यंत्रासमोर चालण्याच्या दिशेने पडला असल्याने, कापणीला अडथळा येऊन यंत्र समोरच्या बाजूने उचलले गेले. परिणामी कापतेवळी लांब खोडक्या सुटल्याचे दिसले. याशिवाय कापणीनंतर काही ऊस पॉवर टिलरच्या चाकासमोर पडल्याने यंत्राच्या हालचालीत अडथळा निर्माण झाला.

लखनौ (उत्तर प्रदेश) येथील भारतीय ऊस संशोधन संस्थेमध्ये ट्रॅक्टरचलित समोर बसवलेले ऊस तोडणी यंत्र आणि एक ट्रॅक्टरचलित साइड माऊंट केलेला संपूर्ण हार्वेस्टर उसाची एकच ओळ कापण्यासाठी विकसित केला आहे. ट्रॅक्टरच्या पीटीओमधून चेन स्प्रॉकेट आणि पीटीओ पुलीद्वारे कापणी यंत्रणेला शक्ती पुरवली जाते. त्याचे भाग साधारणपणे असे असतात.

अ) बोनल :

ऊस तोडणी यंत्रामध्ये समोर बसवलेले आणि तीन पॉइंट लिंक माउंट केलेले, साइड हार्वेस्टिंग कम विंड्रोइंग युनिट हे मानक ट्रॅक्टर चेसिसवर असते. खोडून काढलेले ऊस दुहेरी चकती ब्लेडने पायथ्याशी कापला जातो आणि गतीच्या दिशेने कन्व्हेयरच्या साहाय्याने वाकडा केला जाते.

ब) कॅरिब :

संपूर्ण देठ कापणी यंत्र हे मानक ट्रॅक्टरच्या पायावर एकच पंक्ती कापणी यंत्र असून, त्यात दोन सर्पिल स्क्रोल असतात. ते एकतर उभे केलेले किंवा वाकलेले असतात. बेस कटिंगसाठी कटिंग पंक्तीच्या मध्यभागी ऊस गोळा करतात.

क) बेस कटर :

हे दुहेरी ब्लेड कटर असून, जमिनीच्या चढउतारामध्येही एका स्थिर पातळीवर कट करण्यासाठी समायोजित करण्यायोग्य चाके बसवलेली असतात. कापलेल्या उसाचे देठ कापणी यंत्राच्या खाली गतीच्या दिशेने वळवले जातात, त्यामुळे कापणी केलेले ऊस एकमेकांवर आच्छादित होतात. बेस कटरची उंची हायड्रॉलिक पॉवरद्वारे समायोजित केली जाऊ शकते आणि ती नेहमी जमिनीकडे झुकलेली असते.

ड) कॅमेको :

संपूर्ण ऊस तोडणी यंत्र हे एका ओळीचे असून, उभ्या पिकांच्या लगतच्या ओळींमधून अडकलेले आणि अडकलेले उसाचे दांडे वेगळे करण्यासाठी डावीकडे एकच सर्पिल स्क्रोल असते.

इ) कन्व्हेअर :

रांगेत बेस कटिंगसाठी उभे उसाचे दांडे गोळा करण्यासाठी आणि पोहोचविण्यासाठी यात वरच्या आणि खालच्या बाजूला कन्व्हेअर आहेत. या कन्व्हेयर्सची उंची स्वतंत्रपणे समायोजित केली जाऊ शकते.

ई) विंड्रोइंग युनिट :

यामध्ये एक कन्व्हेअर असून, तो यंत्र चालण्याच्या दिशेला जास्तीत जास्त लंब असलेल्या कोणत्याही कोनात डिटॉप केलेले आणि बेस कट ऊस काढू शकतो.

फ) डी टॉपर :

हे अपरिपक्व हिरवे शेंडे आणि पाने काढून टाकतो आणि तुकडे करतो.

वरील सर्व कार्यात्मक घटक आणि उप-प्रणाली हायड्रॉलिकली चालतात. या ऊस तोडणी यंत्रामध्ये ट्रॅक्टरच्या समोर बसवलेले आणि तीन पॉइंट लिंकला जोडलेले, कापणी आणि ओळीत टाकणारी (विंड्रोइंग) यंत्रणा असते. दुहेरी चकतीच्या पात्याने ऊस तळाशी कापला जातो आणि गतीच्या दिशेने (वाहकाच्या) कन्व्हेअरच्या साहाय्याने ओळीत टाकला जातो.

काही कापणी यंत्रामध्ये दोन सर्पिल स्क्रू असतात जे एकतर उभे किंवा तिरपे असतात. ते कापणीसाठी मध्यभागी ऊस गोळा करतात. उभ्या पिकांच्या लगतच्या ओळींमध्ये किंवा एकमेकांमध्ये अडकलेले ऊस वेगळे करण्यासाठीही उपयोगी ठरतात. तसेच मध्ये शेतातील खाच-खळग्यांची काळजी घेण्यासाठी आणि कापणीची उंची स्थिर राखण्यासाठी समायोजित करण्यायोग्य (अॅडजस्टेबल) चाके असतात.

कापणी केलेले ऊस एकमेकांवर आच्छादित होतात. बेस कटरची उंची हायड्रॉलिक पॉवरद्वारे समायोजित केली जाऊ शकते आणि ती नेहमी जमिनीकडे झुकलेली असते. डी टॉपर अपरिपक्व हिरवे शेंडे (वाढे) आणि पाने काढून टाकतो. ही सामान्य प्रक्रिया असली तरी कंपनी आणि यंत्राच्या प्रकारानुसार काही बदल असू शकतात.

या यंत्राच्या मर्यादा

ऊस ४ मीटरपर्यंत वाढू शकतो. पर्यायाने तो वाकतो किंवा आडवा पडतो. अशा उसाची हाताळणी करणे आव्हानात्मक ठरते. लागवडीच्या विविध पद्धतीमुळे ओळीमध्ये कापणी करताना काही अडचणी येतात. त्यामुळे संपूर्ण ऊस कापणी यंत्रांसाठी अधिक उत्पादनक्षम ऊस पिकाची कापणी करताना खूपच मर्यादा येत असल्याचे अभ्यासात दिसून आले. एकल-पंक्ती आणि दोन-पंक्ती संपूर्ण ऊस कापणी यंत्रांसाठी उसाचे उत्पादन अनुक्रमे ५६ ते ७८ टन प्रति हेक्टरपर्यंत वाढते, त्यावेळी कापणी दर ३३% आणि १४% कमी होताना दिसतो.

चॉपर हार्वेस्टिंग

या हार्वेस्टरमध्ये उसाचे एकसमान आकाराचे तुकडे करण्याची यंत्रणा समाविष्ट असते. ही संकल्पना १९५५ मध्ये ऑस्ट्रेलियन अभियंता केन गाँट यांनी प्रस्तावित केली. त्यानंतर त्यांच्या नेतृत्वाखाली संशोधकांनी ऊस चॉपर कापणी यंत्र तयार केले. या पद्धतीमध्ये, उसाचे टॉपिंग (वाढे कापणे) आणि बेस कटिंग (तळाशी ऊस कापणी) या कामानंतर उसाचे ३० ते ४० सेंमी लांबीचे बिलेट्स (कांड्या, तुकडे) केले जातात. साधारणपणे, कापलेले तुकडे (बिलेट्स) कापणी यंत्राच्या बाजूने चालणाऱ्या ट्रॉलीमध्ये थेट भरले जातात. त्यामुळे संपूर्ण दांडे कापणी यंत्र वापरताना करावे लागणारे खाली पडलेले ऊस गोळा करण्याचे काम वाचते.

या यंत्राच्या मर्यादा

ऊस ४ मीटरपर्यंत वाढू शकतो. पर्यायाने तो वाकतो किंवा आडवा पडतो. अशा उसाची हाताळणी करणे आव्हानात्मक ठरते. लागवडीच्या विविध पद्धतीमुळे ओळीमध्ये कापणी करताना काही अडचणी येतात. त्यामुळे संपूर्ण ऊस कापणी यंत्रांसाठी अधिक उत्पादनक्षम ऊस पिकाची

कापणी करताना खूपच मर्यादा येत असल्याचे अभ्यासात दिसून आले. एकल-पंक्ती आणि दोन-पंक्ती संपूर्ण ऊस कापणी यंत्रांसाठी उसाचे उत्पादन अनुक्रमे ५६ ते ७८ टन प्रति हेक्टरपर्यंत वाढते, त्यावेळी कापणी दर ३३% आणि १४% कमी होताना दिसतो.

चॉपर हार्वेस्टिंग

या हार्वेस्टरमध्ये उसाचे एकसमान आकाराचे तुकडे करण्याची यंत्रणा समाविष्ट असते. ही संकल्पना १९५५ मध्ये ऑस्ट्रेलियन अभियंता केन गाँट यांनी प्रस्तावित केली. त्यानंतर त्यांच्या नेतृत्वाखाली संशोधकांनी ऊस चॉपर कापणी यंत्र तयार केले. या पद्धतीमध्ये, उसाचे टॉपिंग (वाढे कापणे) आणि बेस कटिंग (तळाशी ऊस कापणी) या कामानंतर उसाचे ३० ते ४० सेंमी लांबीचे बिलेट्स (कांड्या, तुकडे) केले जातात. साधारणपणे, कापलेले तुकडे (बिलेट्स) कापणी यंत्राच्या बाजूने चालणाऱ्या ट्रॉलीमध्ये थेट भरले जातात. त्यामुळे संपूर्ण दांडे कापणी यंत्र वापरताना करावे लागणारे खाली पडलेले ऊस गोळा करण्याचे काम वाचते.

या यंत्राच्या मर्यादा

हे कापलेले कांडे त्वरित (२४ तासाच्या आत) प्रक्रियेसाठी जाऊन गाळप करणे आवश्यक आहे. अन्यथा या कापलेल्या कांड्यांमध्ये जिवाणूंचा सहज प्रवेश होऊ शकतो. एकूणच रस खराब होऊ शकतो. काढणीनंतर सात दिवसांनी उसाच्या बिलेटचे वजन साधारणतः १९ टक्के कमी होते, तर संपूर्ण उसाचे वजन १४ टक्क्याने कमी होते. अशा बिलेट्समधील साखरेची आदर्श गुणवत्ता कापणीनंतर केवळ २४ तासांसाठी राखली जाऊ शकत असल्याचे एका अभ्यासात दिसले आहे. त्यामुळे ऊस वाहतूक

आणि वेळेमध्ये गाळप प्रक्रिया वेगवान करण्याचे आव्हान राहते. या व्यतिरिक्त, कापणी आणि तोडताना मोठ्या प्रमाणात रस कमी होतो. त्यामुळे साखरेचे उत्पादन कमी येऊ शकते. कामाचा खर्च वाढतो.

डॉ. सचिन नलावडे, ९४२२३८२०४९

(प्रमुख, कृषी यंत्रे आणि शक्ती विभाग, डॉ. अण्णासाहेब शिंदे कृषी अभियांत्रिकी आणि तंत्रज्ञान विद्यालय, महात्मा फुले कृषी विद्यापीठ, राहुरी.)