Закінчення. Початок у №6/2015
М. Занько, канд. техн. наук, ст. наук. співробітник, завлабораторії наукових досліджень і випробування машин для збирання та первинної переробки врожаю, УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого
У зернових складах за зберігання зерна насипом (висота — не більше 15 м) для подавання повітря до зерна слугують напівкруглі вентиляційні канали AIR GIGANT (моделі К-30, К-40, К-50, К-60) та труби. Вентилювання потрібно для забезпечення зерна киснем і видалення вуглекислого газу, що утворюється під час дихання зерна у біологічній фазі достигання після збирання. Вентиляційні труби використовують для вентилювання всіх зернових культур і ріпаку. Найефективнішим є вентилювання за висоти насипу до 6 м. Труби мають телескопічну будову, тому їхня довжина може досягати від 4 до 20 м (табл. 4). Виготовляють їх із оцинкованої сталі. Для «формування» труби необхідної довжини може бути використано від 2 до 15 з’єднувальних елементів. Діаметр труб становить 300, 400, 500 та 600 мм з отворами для ріпаку, зерна і картоплі. Перед заповненням зерносховища зерном телескопічну трубу укладають на підлогу. Після цього з допомогою троса її розтягують до потрібної довжини. Для під’єднання вентилятора в місці виходу труби зі cтіни зерносховища використовують штатний перехідник діаметром 300 мм. Після цього у склад засипають зерно і до труби підключають вентилятор необхідної потужності. Для цього застосовують вентилятори JET WIND 1500 із продуктивністю подачі повітря від 4000 до
13 000 м3/год. Розрахунок кількості каналів проводять відповідно до площі зерносховища, де лежить зерно.
Перед вивантаженням зерна зі складу трубу без проблем витягують із бурта трактором зі сталевим тросом без будь-якого ризику пошкодити її. Перед посівною кампанією вентиляційні канали використовують для прогрівання насіннєвого матеріалу: вентилятори перемикають у режим нагнітання теплого сухого повітря із навколишнього середовища у внутрішні шари зерна. При цьому підвищується енергія проростання насіння зернових культур, що піддається активному вентилюванню.
Крім невеликої вартості, вентиляційні канали мають низку переваг: дуже прості в експлуатації, практично не потребують технічного обслуговування, мають низьке енергоспоживання. Їхній робочий ресурс досягає 25 років.
До складу системи вентиляції зернових культур також входять напівкруглі вентиляційні канали AIR GIGANT, виготовлені із перфорованих оцинкованих сталевих труб. Моделі К-30 та К-40 відповідають трубам діаметром 300 і 400 мм з необхідним розміром вентиляційних отворів — відповідно для ріпаку та зерна або картоплі. Канал має форму напівтруби і вкладається на пласку поверхню підлоги складу. Монтують його із секцій максимально просто — без застосування болтів і зварювальних робіт, що дає можливість легко збирати (розбирати) канал вручну в процесі завантаження (вивантаження) зерна зі складу. Його висота від поверхні підлоги зерноскладу становить 240 мм, ширина — 480 мм. Це простий та економний спосіб вентилювання зерна із висотою насипу до 15 м і самого зерносховища. Можливі варіанти моделей К-50 та К-60 до труб з діаметром 500 та 600 мм.
Для збирання та під’єднання вентиляційних систем до інших елементів системи передбачено широкий асортимент монтажних елементів: адаптери до вентилятора, металічні з’єднання-розгалуження типу «Х» та «Y», під кутом 90°.
Перфоровані канали аналогічного призначення виготовляє ПАТ «Завод ім. Фрунзе». Вентилювання потрібно, по-перше, для постачання зерна киснем і видалення вуглекислого газу, що утворюється внаслідок дихання зерна у його біологічній фазі дозрівання після збирання, по-друге, — для охолодження зерна в зимовий період задля кращого збереження. Вентилювання проводять шляхом нагнітання атмосферного повітря в канали, виготовлені з перфорованого металу і встановлені на підлогу складу або зерносховища. Канал, виконаний у формі напівтруби, збирається із секцій і встановлюється на пласку підлогу складу. Процес збирання/розбирання також максимально простий — без болтів і зварювальних робіт, що дає змогу легко розбирати канал вручну в процесі вивантаження зерна зі складу. У зв’язку з нерівностями підлоги складу конструкція забезпечує певну гнучкість у місцях з’єднання секцій і одночасно запобігає просипанню зерна всередину каналу. З цією метою виготовлено замки у вигляді П-подібного профілю напівкруглої форми, які скріплюють фланці секцій зверху. Днище секцій з’єднується внапуск з перекриттям 25 мм. Для цього з боку одного із фланців кожної секції днище довше від самої секції на 25 мм і має відштамповану «сходинку». ПАТ «Завод ім. Фрунзе» може виготовити перфоровані канали для активної вентиляції зерна залежно від характеристики культури і габаритних розмірів складу або зерносховища.
Технологічні вимоги, підходи та особливості підлогового зберігання зерна різних культур насипом. Під час зберігання зерна необхідно систематично контролювати його вологість та температуру, особливо — після закладання на зберігання, за різкої зміни погодних умов і температури навколишнього повітря. За будь-якого способу активного вентилювання висота насипу зернової маси має бути достатньою і однаковою. Під час зберігання зерна потрібно проводити його вентилювання повітрям із розрахунку 5–7 м3/год на 1 м3 зерна, що зберігається. Для охолодження зерна вентилюванням слід витратити 15–20 м3/год повітря на 1 м3 зерна, що зберігається. Під час сушіння зерна ці витрати значно збільшують, майже у шість разів, — до 80–120 м3/год повітря на 1 м3 зерна. Ефективність роботи вентиляційних установок залежить від правильної побудови всієї повітророзподільної мережі, розрахованої на створення у всіх її частинах потрібного тиску повітря. Інакше під час продування не забезпечуватиметься бажана рівномірність на всій площі насипу зерна. Внаслідок цього утворюватимуться застійні й слабовентильовані ділянки зернового насипу, що спричинить нерівномірне зволоження й охолодження зерна та утворення нових осередків його псування. Що більшою буде різниця між параметрами повітря і зернової маси, то швидше досягатиметься технологічний ефект вентилювання. Вентиляційну систему, всмоктувальний отвір вентилятора якої розміщений зовні, необхідно захищати від попадання крапель води та снігу. Для якісного зберігання зерно перед засипанням потрібно ретельно очистити від сторонніх домішок. Його вологість має становити не більше 18%. Температура зерна, що зберігається, має бути не більше ніж на 5...6°С вище за температуру повітря у складському приміщенні. Відносна вологість повітря — не більше 75%.
Підлогу варто розподілити на секції відповідно до марки та потужності колони або аератора та площі насипу зерна. Після цього встановити колони і списи та заповнити склад зерном.
Особливості реалізації технології підлогового зберігання зерна з використанням вентиляційних списів AIR WHISPER та AIR LANCE. Ці системи призначені для вентиляції зерна зернових культур, ріпаку і кукурудзи під час його зберігання в умовах зернового складу. За виявлення осередків самозігрівання зерна гвинтова частина вентиляційного списа загвинчується в зерно на необхідну глибину. Для цього не потрібно значних зусиль. За допомогою рукояток, розміщених на перехіднику у верхній частині списа, весь пристрій у вертикальному положенні легко та швидко заглиблюється в товщу зернового насипу. За потреби збільшити висоту списа та тим самим пристосувати його до необхідної висоти насипу можна шляхом використання подовжувальних насадок.
У верхній частині списа монтують вентилятор з електроприводом. У разі потреби встановлюють відповідний режим роботи: нагнітання повітря в зерно або його всмоктування. Проте слід пам’ятати, що залежно від прийнятого способу зберігання зерна, параметрів зернового складу та його конструкції можна використовувати різне складове обладнання системи вентилювання.
Особливості реалізації технології підлогового зберігання зерна з використанням вентиляторів AIR JET та напівкруглих вентиляційних каналів AIR GIGANT з отворами. У складському приміщенні через певну розрахункову відстань монтують вентиляційні канали з відведенням одного із кінців у вільний простір — за стіну зерноскладу для можливості під’єднання пересувних вентиляторів відповідної продуктивності. Зерновий склад заповнюють підготовленим для зберігання зерном прийнятної вологості. За потреби проводять вентилювання та дегазацію зерна шляхом подавання повітря та дегазаційних препаратів вентиляторами у вентиляційні канали.
Переваги нагнітального та всмоктувального режимів роботи системи вентилювання зерна. Під час нагнітання охолоджується на 20% більше зерна, ніж за всмоктування, що запобігає значному підвищенню температури зерна в глибших шарах насипу. Вентилювання можна починати у процесі завантаження, відразу після закриття перфорованої частини труб, що унеможливлює перенесення тепла від ще теплого зерна до вже охолодженого. Будь-яке зволоження зерна в зоні надходження до нього повітря відбувається на поверхні зернового шару, де його легше спостерігати й усунути. Вентилятори знижують відносну вологість повітря, зменшується ризик зволоження зерна. Охолодження ефективне й за нерівної поверхні зернового шару. Найтепліше зерно перебуває на поверхні шару і легко контролюється. Забезпечується низька ймовірність забивання зерном отворів напівканалів.
Результати експлуатаційної оцінки систем вентилювання зерна компанії Schmelzer. Для проведення оцінки в умовах господарств, які спеціалізовано займаються зберіганням зерна, в різних умовах експлуатації були використані вентилятор AIR JET моделі LC 5,5 з набором напівкруглих вентиляційних каналів та вентиляційний аератор AIR LANCE потужністю 2,2 кВт. Проводили вентилювання зерна ячменю та охолодження зерна кукурудзи (табл. 5). Зерно зберігалось у зерноскладі, на підлозі, з висотою насипу 2,5–5 м. Вологість зерна, що зберігалось, не перевищувала рекомендованих норм зберігання: не більше 18,0%.
Результати агротехнічної оцінки свідчать, що використання систем вентилювання сприяє довготривалому (понад 6 місяців) та, разом з тим, якісному збереженню зерна за підлогового способу зберігання. Робочі елементи системи вентилювання в процесі їхньої роботи практично не пошкоджують зерно. Втрат зерна шляхом його виносу вихідним повітряним потоком не спостерігається. Протягом усього часу використання вентиляційних систем у приміщенні зерноскладу створюється та підтримується відповідний температурний режим і тим самим забезпечується якісне збереження зерна (табл. 6). Зерно в процесі зберігання не набуває характеристик, за яких воно здатне втратити свої властивості та регламентовану якість, і не пошкоджується. І, що дуже важливо, — ця система вентилювання зерна дає змогу довготерміново зберігати зерно
без його сушіння іншими, простими, способами, наприклад шляхом просторового переміщення («перелопачування»), коли необхідне застосування інших засобів механізації,
таких як зернометач.
Експлуатаційно-технологічне оцінювання вентилятора AIR JET (тип LC 5,5) проводили у складі вентиляційного аератора AIR LANCE за короткочасного та цілеспрямованого охолодження осередків зерна з підвищеною температурою. Отримані показники наведено в табл. 7.
Енергетичне оцінювання систем вентиляції зерна компанії Schmelzer проведено під час виконання експлуатаційно-технологічної оцінки. Встановлено, що системи вентиляції зерна компанії Schmelzer цілком адаптовані до енергосистем України і потребують електроспоживання з електромереж загального використання 380/220 В з частотою струму 50 Гц. Потужностей електродвигунів, встановлених на обладнанні, достатньо для виконання технологічного процесу на встановлених режимах роботи. Коефіцієнти завантаженості двигунів становять 80 та 98% (табл. 8).
Результати оцінювання свідчать, що вентилятор AIR JET моделі LC 5,5 (із потужністю електродвигуна 5,5 кВт) у комплексі з напівкруглими вентиляційними каналами забезпечує вентилювання та тим самим — якісне зберігання зерна обсягом 2200 м3. Питомі витрати електроенергії за добу становлять 52,8 кВт-год.
Вентиляційний спис з вентилятором потужністю 1,5 кВт успішно виконує короткотривале цілеспрямоване охолодження осередків самозігрівання зерна обсягом до 8 м3. При цьому питомі витрати електроенергії за добу становлять 11,8 кВт-год.
Технологічне обслуговування систем вентилювання зерна компанії Schmelzer полягає в під’єднанні вихідного патрубка вентилятора до вхідного патрубка системи вентиляційних труб і проведенні замірів температури зерна, що перебуває на зберіганні. Визначення температури зерна проводять автоматизованими стаціонарними засобами або за допомогою спеціальних термометрів. Встановлено, що обслуговування проводити зручно, до органів і систем управління доступ задовільний. Системи вентилювання зерна компанії Schmelzer мають просте конструкційне виконання, що достатньою мірою адаптоване до технічного обслуговування, яке проводити нескладно та безпечно, без значних витрат.
Слід об’єктивно відмітити, що якість виготовлення систем вентилювання зерна компанії Schmelzer — застосована елементна база, марки матеріалів конструкційних елементів, конструкційно-технологічні рішення, якість зварювальних, монтажних та інших робіт — висока.
Вентиляційні системи компанії Schmelzer мають високий рівень технологічної надійності, що сприяє їхньому ефективному використанню. Відмов у роботі систем за весь час сезонного використання не відмічено. Трудомісткість щозмінного технічного обслуговування становить 0,03–0,05 люд.-год. Вони зручні для введення в експлуатацію, проведення монтажу, технічного та технологічного обслуговування. Завдяки цьому витрати на їхню експлуатацію фактично несуттєві.
У складі конструкції систем вентилювання зерна компанії Schmelzer для приводу вентиляторів застосовують електродвигуни. Тому оцінювання безпечності та ергономічності конструкції першочергово проведено на відповідність вимогам Технічного регламенту з безпеки низьковольтного електричного обладнання. За його результатами системи вентилювання зерна компанії Schmelzer (виробництва Ambros Schmelzer & Sohn GmbH & Co. KG, Німеччина) включені до Державного реєстру як нові зразки технічних засобів для агропромислового комплексу України.
Достатній технічний рівень, висока надійність, здатність високопродуктивно функціювати в різноманітних складах на різних культурах під час їхнього зберігання забезпечують системам вентиляції зерна компанії Schmelzer сталий попит на ринку і досить широке та ефективне використання у зерновиробництві України. Спеціалісти господарств, де вже застосовують ці системи, задоволені якістю та ефективністю їхньої роботи.