Спецвозможности
Техника и оборудование

Шахта - сушильный универсал-долгожитель

08.08.2017
341
Шахта - сушильный универсал-долгожитель фото, иллюстрация

На элеваторном комплексе сушка - одим из важнейших этапов доработки зерна и подготовки его к хранеию. Этот процесс определяет качество продукции и влияет на срок хранения зерновых.

 

 

 

Важ­но высу­ши­ть зер­но до оределенной в­лажности, но еще важнее — чтобы в про­цессе сушки о­но не утра­ти­ло своих по­каз­ателей качества. 

Для этого следует обеспечить равномерное высушивание всего объема зерна - без очагов с температурами значительно выше допустимых для конкретного вида зерна покеазателей. Процесс сушки требует зерносушилки, которая является самым дорогим элементом комплекса. Поэтому будущие владельцы этого технологического оборудования тщательно подходят к его выбору зерносушилки, ее типа, производителя. Это нужно учитывать, чтобы в течение всего срока эксплуатации минимизировать финансовые затраты и дополнительные вложения на ее содержание в работоспособном состоянии. Кроме того, следует принимать во внимание еще множество факторов, чтобы выбор зерносушильного оборудования максимально соответствовал потребностям хозяйства или элеватора и чтобы оно было экономичным и простым в эксплуатации.

Многолетняя практика эксплуатации зерносушилок в условиях Украины показывает, что лучшими являются шахтные сушилки, поэтому сегодня они являются самыми распространенными. Весомым аргументом в их пользу является то, что до 90% массы семян подсолнечника сушат именно в шахтных сушилках, хотя при этом наблюдается неравномерность нагрева (до 20°С) семян. Несмотря на это, шахтные сушилки в последнее время претерпели усовершенствования: короба заменили полукоробами, в результате чего расстояние от боковой стенки до коробов увеличилась с 4-6 до 10-11,5 см. Загрузочное устройство во избежание самосортирования семян переоборудовали: вместо одной струи ворох сыплется 4-6 струями.

По продолжительности эксплуатации шахтные сушилки - безусловные лидеры, можно сказать - долгожители.

Зерносушилки шахтного типа - это, как правило, сушильные конструкции большой производительности. Их используют в составе крупных зернохранилищ (элеваторов), где они эффективно работают практически непрерывно в течение года. Большинство производителей предлагают именно этот вариант для сушки сельскохозяйственных культур.

Шахтная зерносушилка состоит из одной или двух прямоугольных вертикальных камер - шахт, которые заполняют зерном по всей высоте. Верхняя часть шахты - сушильная камера, состоящая из одной или нескольких зон сушки, нижняя - камера охлаждения. Над шахтами смонтированы бункеры, в которых содержится запас зерна. Внутри вертикальной сушильной шахты горизонтальными рядами в шахматном порядке размещены открытые снизу металлические короба различных форм. Каждая шахта по высоте разделена на сушильную и охладительную камеры, и одновременно одна является продолжением другой. Зерносушилка установлена ​​на фундаменте, зерно в нее подается под действием силы тяжести. Снизу шахты специальной системой подается подогретый воздух, который сушит зерно.

Отличительной особенностью зерносушилки шахтного типа является универсальность назначения (сушка многих культур). Поэтому для сушки всех сыпучих культур в крупных и средних предприятий с большими объемами переработки зерна в наибольшей степени пригодны именно шахтные сушилки. Важным их преимуществом является также способность сушить продукт любой влажности, даже более 40%, обеспечивая при этом высокую равномерность сушки.

Отдельно стоит акцентировать внимание на рекуперации тепла - способность забора тепла от горячего зерна и возврата подогретого воздуха обратно в сушилку, что обеспечивает не только экономию топлива и электроэнергии, причем - что особенно важно в холодное время года - без снижения производительность оборудования.

При покупке сушилки особое внимание стоит обратить на ее производительность. С последней связаны, как правило, габариты зерносушилки: чем выше производительность, тем они больше. Поэтому шахтные сушилки имеют значительную высоту - до 20-25 м. Единственный весомый минус шахтных зерносушилок - значительные стартовые инвестиции для их приобретения. Хотя этот недостаток с лихвой окупается при выполнении сушилкой большого объема работ, поскольку операционные расходы во время работы шахтных сушилок низкие по сравнению с сушилками других типов.

Обобщенные требования, конструкционные и технологические особенности зерносушилки шахтного типа

При покупке зерносушилки определяющими факторами являются производительность сушилки, энергозатратность, надежность, срок службы и цена. Выбор производительности сушилки шахтного типа с запасом нецелесообразен, поскольку это ухудшает показатели ее экономичности при эксплуатации. Такие сушилки, в зависимости от производительности, могут быть большого объема (до 240 м3 зерна) и большой металлоемкости. Они требуют значительных капиталовложений, особенно в строительство мощного железобетонного фундамента и монтаж самой сушилки, - до 25% всей стоимости сушилки. В результате цена зерносушилок шахтного типа достаточно высока. Время их сборки монтажной бригадой из 3-4 человек составляет от 4 до 6 недель.

Газовий пальник має забезпечувати рівномірність нагрівання повітря

Следует также отметить, что независимо от конструкции сушилки каждый вид зерна для снижения влажности 1 т на 1% требует одинакового количества тепла. То есть, у сушилок различных типов задача одна - максимально эффективно донести полученное тепло от сжигания соответствующего энергоносителя к зерну и сделать это максимальнио эффективно, с минимальными затратами. Чем лучше решено это целевое задание, тем меньше эксплуатационные затраты на сушку. В связи с тем, что влажное зерно требует для нагрева (сушки) одинакового количества тепла, можно сделать вывод: сушилки всех типов с одинаковым объемом загруженного зерна (рабочим объемом) имеют примерно одинаковую производительность при условии, что количества подведенного тепла достаточно для испарения влаги из зерна.

Практика сушки зерна на украинских элеваторах свидетельствует, что именно зерносушилки шахтного типа, при всех прочих равных условиях - самые экономичные по сравнению с сушилками-аналогами других типов. Дело в том, что теплообмен происходит посредством подводящих и отводящих коробов, которые позволяют равномерно распределить общий объем теплоносителя в шахте зерносушилки при минимальном сопротивлении прохождению теплоносителя. Таким образом наиболее эффективно используется энергия. Кроме того, слой просушиваемого материала в шахтных конструкциях меньше, чем в других типах зерносушилок. Оценку экономичности сушилок различных типов проводят способом сравнения затрат энергоносителя (газа) на снижение влажности (сушку) 1 т зерна кукурузы на 1%. Результаты свидетельствуют, что шахтные сушилки тратят на 0,3-0,5 м3 газа меньше на каждый процент на 1 т.

Зерно во время сушки постоянно находится в сушилке. Поэтому технологическое исполнение сушилки, ее технологические потоки и принцип работы должны обеспечивать минимальный контакт зерна, движущегося шахтой в процессе сушки, с нагретыми металлическими элементами конструкции, чтобы не допустить контактного перегрева продукта, поскольку это снижает эффективность использования энергии теплоносителя, а соответственно - повышает расход топлива.

Одно из главных требований к сушильному агрегату - его способность обрабатывать широкий ассортимент зерновых продуктов с различными технологическими свойствами при высокой производительности и сравнительно низких энергозатратах, что, конечно, является сложным инженерно-техническим заданием.

 

Затраты энергии сушилок

Энергозатраты зерносушилки зависят от очень многих факторов: вида и качества топлива, вида и назначения просушиваемого материала и его начальных параметров (начальная влажность, засоренность), от воздействия окружающей среды. Производительность сушки (и, соответственно, уровень энергозатрат) определяется эффективностью технологического «сочетания» агента сушки (горячего воздуха) с каждым зернышком. Первостепенное значение при этом имеют тип выбранного топлива, система горелок, их конструктивное исполнение. Поскольку они в значительной степени определяют способность формировать эффективные потоки (с высоким КПД отдачи тепла зерну) теплого воздуха в шахте и предупредить возникновение застойных зон или локальных тепловых потоков для высушиваемого зерна.

Механизмы, которыми регулируется выход сухого зерна, установлены в шахтах (их называют выпускными или разгрузочными устройствами). В шахтных зерносушилках для этого применяют выпускные комбинированные, непрерывного и периодического действия технические устройства. Скорость разгрузки зерна рассчитывает компьютерная система управления на основе данных температуры и влажности просушенного зерна на выходе из сушилки.

Неписанные требования к конструкции

Существуют и неписаные требования к конструкции сушилки, знание которых позволяет выбрать среди имеющихся на рынке оптимальную конструкцию, которая лучше приспособлена к определенным условиям. Поэтому для оптимизации и удешевления процесса сушки зерна при выборе и установке новой сушилки следует обращать внимание на такие моменты:

- сушка зерна должна проходить бережно, без травмирования и перегрева, с минимальным количеством транспортных механизмов и устройств;

- сушилка должна работать при экономном режиме процесса сушки (уменьшение механических повреждений). Соответственно, зерно по возможности должно проходить через сушилку обычно только раз, на очень малой скорости и под действием силы давления собственного веса;

- горячая зона внутренней поверхности шахты и внешняя обшивка сушилки должны быть теплоизолированы. Это поможет существенно снизить расход тепла и, соответственно, топлива, что особенно важно при нашем климате;

- горелки и топливная автоматика должны быть качественными, что обеспечит поддержание температуры теплоносителя на установленном уровне в автоматическом режиме и вместе с тем способствовать экономии топлива;

- зерносушилка должна работать в автоматическом режиме и не зависеть от возможного негативного воздействия посторонних факторов и ошибок обслуживающего персонала. Поэтому она должна быть максимально автоматизирована, с соответствующими блокировками (пресловутая «защита от дурака»). Датчики температуры, входящие в состав автоматического управления сушилки, должны предотвращать недопустимое превышение температуры зерна и агента сушки.

Следует обратить внимание 

Сушилки, наряду с высокими энергетическими показателями, имеют серьезные проблемы с выбросами зерновой пыли, поскольку зерно во время своего течения по высокой шахте сверху вниз непрерывно сталкивается с поперечными металлическими коробами для подачи горячего агента сушки и охлаждающего воздуха, в результате чего испытывает сдавливание и частичного стирания оболочечного слоя. Если в сушилку попадет влажный неочищенный зерновой ворох, то он может легко застрять между воздухоподводящими (отводящими) коробами, что может привести к образованию локальных струйных течений, очаговому перегреву и наконец - к пожару. В ходе этого процесса образуется зерновая пыль, которая чрезвычайно взрывоопасна. Чтобы ее собрать и удалить из пространства сушилки и тем самым предотвратить выброс зерновой пыли в атмосферу, необходимы эффективные технические решения.

Обслуживание зерносушилки

Чем удобнее обслуживание сушилки, тем в более полной мере оно обеспечивается и качественнее проводится, а следовательно, оборудование продуктивнее и дольше служит. Непосредственно в процессе работы сушилка почти не требует обслуживания. Однако следует проводить ежедневную ее очистку, особенно перед переходом на сушку другого вида или другой партии зерна. Удобство очистки сушилки от остатков зерна и ее ремонта заключается в легком доступе в любую точку сушилки и внутрь нее. От возможности делать это удобно и безопасно зависит полнота и качество обслуживания оборудования. Желательно также, чтобы все устройства (горелки, вентиляторы, устройства отбора проб зерна) были размещены вне сушилки или, по крайней мере, у ее основания, и имели удовлетворительный и безопасный доступ. Вентиляторы вообще желательно, чтобы крепились на фундаментной плите. Тогда вибрация от них не будет передаваться металлоконструкции, расшатывая ее соединения.

Где строить зерносушилку? 

Формирование показателей эффективности зерносушилки начинается с выбора места ее монтажа. Конструкция сушилки должна в определенной степени обеспечивать независимость режима работы и производительности от направления господствующего ветра и быть приспособленной к размещению в оптимальном месте проектного участка и полностью вписываться в конструктивно-технологические решения предприятия по имеющемуся на этой площадке другому технологическому оборудованию - например, для очистки и хранения зерна - обязательному сопутствующему оборудованию, тесно связанному с сушкой.

Кроме того, конструкция сушилки должна быть надежной, долговечной, изготовленной из относительно недорогих, но добротных материалов, что обеспечит ее долговечность.

Много нюансов осталось вне этих замечаний. Ведь на эффективность использования сушилки влияют такие вещи, как способ продувки теплоносителя, особенности элементов конструкции сушилки, вид применяемого вентилятора и даже конструкция его рабочего колеса. Об этом все можно узнать у представителей фирм, которые предлагают свои сушилки. Однако они, называя определенные преимущества, онии зачастую сознательно не говорят или замалчивают о недостатках. В то же время в Украине уже есть много успешных элеваторов с проверенными временем системами сушки, на которые стоит посетить за опытом и полезными советами. Тогда ошибок будет меньше, а зерно сохранится лучше.

М. Зань­ко, канд. техн. на­ук, завла­бо­ра­тории уборки и пер­вичной пе­ре­работ­ки уро­жая,  

УкрНИИПВТ им. Л. По­горело­го

Интервью
Ольга Насонова, ресторанный эксперт, концептолог и аналитик
В Европе и Америке уже давно ценится все, что отличается от массового продукта в маркетах, так называемый hand made, к которому относятся в том числе и продукты, выращенные на частных фермерских
Осенью 2018-го гипермаркет «Ашан Украина» запускает проект «Фермерские товары» - на полках магазинов будут продаваться продукты, поставленные напрямую украинскими фермерами. О том, как будут выбирать

1
0