Зерносушарка своїми руками: досвід фермера з Київщини

Створивши теплогенератор, який працює на соломі, фермер Віталій Скиба разом зі своїм сином, також Віталієм, вирішили не зупинятися на досягнутому. І вже сьогодні мають у власному господарстві повноцінний функціональний зерносушильний комплекс, який повністю сконструйований і виготовлений власними руками за власними ж кресленнями.

Про ноу-хау — теплогенератор, який був сконструйований і виготовлений фермером із Київщини,  журнал «Пропозиція» розповідав у №4 за 2019 р. Проте вже тоді пан Віталій обмовився, що має намір на осінь поставити ще й власну зерносушарку. Адже заводська конструкція наявної на той час зерносушарки аграрія не влаштовувала.

Для початку слід сказати декілька слів про сам теплогенератор, який було зроблено власноруч після невдалого досвіду використання теплогенератора заводської конструкції. Нагадаємо, що основними завданнями, на досягнення яких були спрямовані конструкторські зусилля батька й сина під час створення джерела тепла, були: можливість виконання неперервного робочого процесу, простота завантаження та очищення, безпека експлуатації, надійність конструкції. І вже після двох сезонів експлуатації можна сказати, що фермерові це вдалося. Адже без жодних нарікань на роботу теплогенератора загалом за два сезони було висушено понад 33,5 тис. т кукурудзи.

ЗЕРНОСУШАРКА ВЛАСНОЇ РОЗ­РОБКИ

«Створивши теплогенератор, який минулого сезону ми успішно скомпонували із заводською зерносушаркою, ми відразу ж побачили всі її недоліки. Основні з них — її низька продуктивність і нерівномірність сушін­ня зерна в різних частинах зерносушарки. Якщо з першим недоліком можна боротися шляхом надбудови додаткових секцій, що, власне, ми спочатку й запланували, то побороти нерівномір­ність сушіння аж ніяк не вдавалося», — розповідає Віталій Скиба-молодший (на момент відвідування господарства батько від’їхав у справах, тому про особливості власного зерносушильного комплексу розповідав не менш технічно грамотний, ніж батько, його син).

Таким чином «погравшись» рік, було прийнято рішення про побудову зерносушарки під свій котел. Від ідеї доопрацювати заводську зерносушарку відмовилися. Адже, за словами молодого фермера, це був той випадок, коли зробити «з нуля» було дешевше.

«У конструкції власної зерносушарки ми втілили останні технічні надбання конструкторів, які створюють ці машини. Зокрема, використали зовсім інший принцип подавання повітря до зерносушарки, ніж це пропонують практично всі виробники зерносушильного обладнання. Оскільки в основі роботи нашого теплогенератора використано принцип обдування робочої зони та теплообмінника повітрям — не менше ніж 150 тис. м³ на годину, то, відповідно, зерносушарку потрібно також будувати за принципом дії нагнітання повітря в неї, а не всмоктування. Представлені ж на ринку сушарки працюють за принципом вакууму, що під час роботи в парі з нашим теплогенератором створювало б деякі проблеми (нині їх уже вирішено): ми не змогли б відключити вентилятори зерносушарки, бо ж порушується процес руху повітря зерносушаркою. А це, своєю чергою, призвело б до пригнічення роботи теплогенератора. Тому зміна принципу подавання теплоносія до зерносушарки була для нас головним завданням», — говорить Віталій Скиба.

До ноу-хау саморобної зерносушарки слід віднести і розділення її конструкції на три окремі зони, якими рухається зерно згори донизу, а саме: попереднього нагрівання зерна, сушін­ня та охолодження. Ніби нічого дивного, скажете ви, мовляв, усі зерносушарки працюють практично за таким самим принципом. Але в роботі зерносушарки фермерів із Київщини є свої особливості.

«Перше, на що потрібно вернути увагу, — це те, що зерносушарка має особливу конструкцію з нестандартними геометричними розмірами (її, до речі, вже запатентовано). Ця конструкція дає змогу рівномірно розподіляти гарячі потоки повітря та уникати зони перегрівання та недогрівання зерна. Наступною особливістю є система подавання повітря до зерносушарки. Окрім того, що воно подається шляхом нагнітання, його рух зерносушильними коробами організовано таким чином, що, залежно від потреби, ми можемо змінювати кількість його подавання та температуру до різних зон зерносушарки. Але головним залишається те, що весь об’єм теплового агента, навіть відпрацьованого, тобто після зони сушіння, подається у верхню частину зерносушарки, до зони нагрівання вологого зерна, і лише потім виводиться назовні, — пояснює Віталій. — Може скластися хибна думка, що випарувана вологість із зерна (відпрацьований агент із зони сушіння — Прим. ред.), яка міститься в повітрі, що подається в зону нагрівання, додатково зволожуватиме зерно. Проте цього явища не відбувається, а, навпаки, ми маємо інший, не менш важливий, позитивний ефект. Бо ж нагрівання вологого зерна є більш важливим показником для пришвидшення сушіння, ніж його початкова волога. Адже що тепліше зерно на момент подавання до сушильної зони, то швидше воно віддаватиме вологу. До того ж волога з відпрацьованого теплового агента — це, власне, зовнішня волога на зерні, яка відразу ж за потрапляння зернової маси в зону сушіння випаровується. Своєю чергою, та внутрішня волога зерна, яка нас і цікавить із погляду її видалення, теж швидше віддаватиметься підігрітим зерном у зоні сушіння. Адже потрібно менше часу та енергії для того, аби розігріти зерно до моменту, коли воно почне віддавати внутрішню вологу. Натомість у разі потрапляння холодного та вологого зерноматеріалу в зону сушіння, де відбувається різке підвищення температури, зерно кукурудзи покривається такою собі плівкою, яка згодом перешкоджає швидкому випаровуванню внутрішньої вологи. А от піді­гріте від початку вологим теплим пові­трям, зерно потім краще віддає вологу.

Можливо, з наукової точки зору я упустив деякі моменти або неправильно їх трактую, за що в науковців наперед прошу вибачення. Але говорю так, як зрозумів після вивчення доступних у Інтернеті джерел інформації», — говорить Віталій.

У фермерській зерносушарці «конструктори» батько та син передбачили можливість подавання різної температури повітря в різні зони зерносушарки. Так, наприклад, у верхню частину, де міститься вологе зерно, подається теплоагент із температурою не більше як 80°С (повністю відпрацьований агент, повітря із зони охолодження та частина повітря із теплогенератора), у той час як у зоні сушіння працює теплоагент із температурою 45–55°С (повітря із зони охолодження та з теплогенератора). За такого принципу роботи навіть сушіння кукурудзи з вологістю понад 30% відбувається за один прохід зерна зерносушаркою без його перегрівання та затримки в зоні сушіння. Тобто, завдяки принципу зміни потоків повітря, його температури та кількості подавання до різних зон, є можливість чітко контролювати весь процес сушіння й гріти лише там, де це потрібно.

«З котла виходить два короби, через які повітря подається до зерносушарки і в конструкції яких передбачено системи для можливості збільшення чи зменшення кількості подавання повітря та його температури (температура повітря на виході з теплогенератора є сталою і становить 120°С. Зміна температури відбувається шляхом його змішування з повітрям, яке забирається із зони охолодження, та, за потреби, з повітрям із навколишнього середовища — Прим. ред.). Тобто якщо початкове зерно в нас сухіше (16–17%), ми подаємо більше повітря із меншою температурою в зону розігріву, а в зону сушіння — меншу його кількість, адже за незначної вологості тепле зерно досить швидко віддає вологу. Коли ж зерно вологіше, ми, навпаки, подаємо достатньо-мінімальну кількість повітря в зону розігріву — для того, аби досягти необхідної температури зерна перед зоною сушіння, а в зону сушіння спрямовуємо максимально можливий обсяг повітря з максимально можливою температурою. Загалом повітря по зонах зерносушарки розподіляється десь у пропорції 70/30 (підігрів/сушіння)», — роз’яснює принцип роботи своєї зерносушарки пан Віталій.

Такі режими роботи зерносушарки встановлюють на основі показників початкової вологи зерна та бажаного показника кінцевої вологості. Спеціальних математичних розрахунків у господарстві не виконували. Пан Віталій говорить, що на це є відповідні наукові установи, то нехай вони й рахують. На власному ж зерносушильному комплексі робочі параметри зерносушарки, а саме кількість та температуру повітря, яку потрібно подавати до зон розігріву та сушіння зерна, залежно від початкової його вологості (цей показник контролюють вологоміром перед подаванням зерна в зерносушарку), у господарстві визначали та встановлювали експериментальним шляхом, так би мовити, «методом наукового тику». Всі ці показники фіксували й на сьогодні, залежно від початкової вологості зерна, господарі можуть швидко переналаштувати зерносушарку для отримання максимальної її продуктивності.

Звісно, на сьогодні все це робиться в ручному режимі, проте є можливість, яка буде згодом втілена, повної автоматизації робочого процесу з мінімальним впливом людини на його перебіг.

ПРОДУКТИВНІСТЬ І ЩЕ РАЗ ПРОДУКТИВНІСТЬ

Повне завантаження зерносушарки ФГ «Відродження» становить 65 т. І це найменша зерносушарка, яка може працювати з наявним теплогенератором. Тобто геометричні розміри зерносушарки є мінімально можливі, які дають змогу подавати ту кількість повітря, яка створюється вентиляторами теплогенератора й теплообмінника. Тобто, за словами фермера, меншу зерносушарку сюди ставити вже недоцільно. Адже її геометричні розміри не дадуть змоги продути ту кількість повітря, яку виробляють вентилятори. Своєю чергою, ставити менші вентилятори — теж недоцільно, адже порушиться тепловий режим роботи теплогенератора. Збільшувати ж геометричні розміри можна без проблем, проте потрібно прорахувати це в конструкції. Тобто поле для збільшення продуктивності — просто величезне. Але в господарстві цим не дуже переймаються, адже вже за наявних параметрів їхньої зерносушарки її продуктивність на сушінні кукурудзи з вологістю 21% становить 700 т/добу. Більшої продуктивності за такої вологості досягти не вдавалося. Проте коли вологість зерна була на рівні 17–18%, то продуктивність зерносушарки становила й 1000 т/добу. Стосовно геометричних розмірів: для того, аби зменшити собі обсяг робіт та не переробляти дозвільні документи на побудову нової зерносушарки, «конструктори» просто повинні були «вписати» власну зерносушарку в наявне від попередньої сушарки місце. Тобто фундамент і опори було використано старі.

ВАРТІСТЬ

За попередній рік за допомогою зерносушарки та теплогенератора власного виробництва в господарстві було пересушено близько 25 тис. т зерна. Переважно це було зерно кукурудзи: власне зерно — близько 4 тис. т, решта — зерно колег-фермерів із сусідніх господарств. При цьому потужності власного мініелеватора давали б змогу пересушити значно більше збіжжя, проте тогорічні погодні умови давали змогу фермерам збирати збіжжя практично з базовою вологою, тому більшість часу в сезон зерносушарка та теплогенератор просто простоювали без роботи.

«Прорахувавши всі затрати на організацію пресування соломи, доставку її в господарство, оплату праці обслуговуючого персоналу, собівартість зняття одного тонно-відсотка вологи становить 1,5 грн (саме так! І тут немає жодної обмовки — повторюю: одна гривня п’ятдесят копійок). Сушіння зерна для колег-фермерів ми виконуємо за ціною 35 грн/т/%, що є для них дуже вигідною пропозицією. Адже вартість сушіння зерна на елеваторі, зерносушарки якого працюють на газу, мінімум удвічі вища. І на сьогодні останні не створюють нам жодної конкуренції. Щоправда, у загальну нашу вартість потрібно додати вартість послуг із приймання, очищення та відвантаження, проте все одно вона значно нижча, ніж на елеваторах», — говорить пан Віталій.

Загалом термін окупності цього комплексу за умови сушіння не менше як 25 тис. т збіжжя на рік становить один сезон.

ОСНОВНА ПЕРЕВАГА — ЦЕ ВИКОРИСТАННЯ ДЕШЕВОГО ПАЛИВА

«Проблем із сушінням зерна тогоріч не було взагалі. Були проблеми з надходженням зерна з поля та його відвантаженням до портових елеваторів, які у пік сезону досить сильно знизили ціни, що змушувало нас і фермерів-колег притримувати зібране збіжжя», — говорить пан Віталій.

Проте часті зупинки зерносушильного комплексу, який працює на твердому паливі, не є проблемою. Адже зупинка та повторний вихід на робочі параметри займає не більше ніж 3–5 хв, що практично аналогічно відповідним параметрам за роботи зерносушарок, які працюють на газу. «Конструкція нашого теплогенератора та теплообмінника не має ніяких цегляних чи бетонних стінок, жодних енергоакумулюючих рідин тощо, що дає нам змогу швидко зупиняти та відновлювати роботу всього комплексу навіть у разі аварійних зупинок», — продовжує пан Віталій.

Принагідно молодий фермер відзначає, що максимальна потужність теплогенератора досягається практично «зі старту». «Під час роботи ми зовсім не шкодуємо паливо й постійно працюємо на повну потужність теплогенератора, тому точне дотримання параметрів сушіння гарантоване», — коментує фермер.

Протягом попереднього року у фермерському господарстві основним енергоносієм були стебла кукурудзи, які, зазвичай, через підвищену вологість не придатні для спалювання в котлах інших конструкцій та принципів дії. Для заготівлі паливоматеріалу (рослинних решток кукурудзи й соломи) фермер придбав б/в прес фірми Claas. Кількість спаленого за сезон матеріалу фермер точно назвати не може. Адже його ніхто не зважував. Проте все паливо було заготовлене власними силами з полів власного господарства, площа якого становить лише 600 га. Слід зауважити, що палива було заготовлено лише зі 120 га (40 га — пшениця, 70 га — кукурудза та 10 га — ріпаку). «Заготовляти кукурудзяні стебла для спалювання в генераторі ніхто не хоче. Адже ці рослинні рештки під час обмолоту, як правило, мають збільшену вологість. Проте для нашого теплогенератора невелика збільшена вологість вихідного палива не є проблемою. Хоча варто зауважити, що останніми роками погода дарує нам “вікна” для заготівлі паливного матеріалу в сухому вигляді навіть кукурудзяних решток, тож цим гріх не скористатися. Тому левову частину кукурудзяних стеблових часток ми заготовили практично за сприятливих умов. Хоча були й дні, коли ми заготовляли паливоматеріал і за сирої погоди, в період сильних туманів. Думали, що ця маса гірше горітиме й негативно впливатиме на роботу теплогенератора. Проте вологе паливо горіло не гірше від сухого. Крім того, плюсом спалювання кукурудзяних часток є утворення меншої кількості твердих шлаків, які характерні для спалювання пшеничної соломи, коли утворюється склоподібний шлак», — говорить фермер.

Після двох сезонів роботи теплогенератора на кукурудзяних рештках фермер дійшов практичного висновку, що пропорція матеріалу, потрібного для сушіння зерна, становить 1:10. Тобто для сушіння кукурудзи зі 100 га потріб­но зібрати рослинних решток із 10 га. Тому ніякої шкоди для ґрунту в плані того, що забирається солома та поживні речовини, немає. Адже ситуацію можна поправити подальшим висіванням сидератів і дотриманням сівозміни.

На всякий випадок у конструкції теплогенератора передбачено протипожежну систему, яка забезпечує безпеч­ність функціонування комплексу. Наприклад, для гасіння осередків загорання соломи, які можуть виникнути за сушіння зерна з вологістю 16–17%, коли подавальна стрічка має мінімальну швидкість руху й вогонь може переходити на лежачі на стрічці тюки. Або ж коли частини спресованого тюка, знову ж таки через мінімальну швидкість руху подавальної стрічки, відпадають у зону горіння й виникає свого роду спалах. Проте сприятливі тогорічні погодні умови довели доцільність наявності бочки з водою й для інших цілей, а саме для зволоження тюків перед камерою згорання. «Щодо вологості палива для нашого теплогенератора та використання “вологих” кукурудзяних стеблочасток: під час сушіння зерна за температури навколишнього середовища 25°С та незначної вологості зерна кукурудзи подача тюків такого палива була мінімальна й доводилося їх навіть частково поливати, аби процес горіння розпочинався дещо далі в камері згорання», — коментує Віталій.

НЕВЕЛИЧКІ ПІДСУМКИ

Робота теплогенератора, зерносушарки та їхня окупність

Загалом пан Віталій-старший разом зі своїм сином, звісно, не без допомоги працівників господарства, побудували три теплогенератори. Перший був збудований для власного господарства нашвидкуруч із доступних матеріалів. Він справно відпрацював сезон і сьогодні перебуває в повністю робочому стані, проте показувати його людям як приклад не можна. Адже його зовніш­ній вигляд не приваблює покупців, а, навпаки, відштовхує. «“Кустарщина”, “кулібінство” — саме так його називали, коли бачили. І, звісно ж, довіри у людей він не викликав. Адже людина першочергово оцінює та “купує” очима, і ніякі доводи, що “воно працює” — її не переконають. Ніхто не вірить у котли, які в якості палива використовують альтернативні джерела і мають у своїй конструкції повітряні теплообмінники. Люди віддають превагу будь-чому іншому: олива, вода, але тільки не пові­трю. І це не дивно. Адже на ринку немає теплогенеруючої установки, яка реально працює на соломі, точно дотримує параметри робочої температури й не потребує тривалих зупинок для обслуговування, не використовує вартісних теплообмінників тощо. А хто хотів “погратися” з повітряним теплообмінником, отримавши гіркий досвід, уже не хоче про нього навіть і слухати. Тому роботоздатність, надійність, продуктивність наших теплогенераторів нам доводиться демонструвати виключно на практичному застосуванні. Я впевнений, що ці технології спалювання та сушіння є майбутнім для сільського господарства. І через один-два сезони, коли ми матимемо більші досвід і результати напрацювання, люди вже по-іншому дивитимуться на них. Для себе ж відзначу, що цей теплогенератор і сушарка, завдяки використанню дешевого палива, для нас уже окупилися й дали змогу досить пристойно заробити. Сьогодні вони перебувають у повністю справному стані. Тому навіть якби щось пішло не так, сміливо можна закачувати рукави й будувати таку саму установку на наступний сезон й гарантовано заробляти», — упевнено говорить Віталій.

Третій теплогенератор уже другий сезон працює в сусідньому господарстві (був виготовлений на замовлення), і на сьогодні з ним немає жодних проблем.

Обслуговування та додаткові переваги.

Для обслуговування/очищення теплогенератор достатньо зупиняти один раз на тиждень. Проте ми вже знаємо, що для зупинки та запуску його в дію потрібно не більше як 10 хв. Тому для профілактики та спрощення очищення фермер рекомендує зупиняти його один раз на два дні.

Окремо від теплогенератора прокладено короб для подавання тепла в пункт керування теплогенератором. Тобто для обігріву свого роду «битовки» для обслуговуючого персоналу не потрібно використовувати додаткових приладів та пристосувань.

А. Сухина

a.sukhina@univest-media.com

журнал «Пропозиція», №1, 2020 р.