Нові можливості підлогового зберігання зерна: технічне забезпечення
На неспеціалізованих складах та складських приміщеннях ангарного типу в Україні нині зберігається близько 35% валового збору врожаю. Аналіз умов, за яких там зберігають зерно, свідчить: вони далекі від ідеальних, адже зерно в цих складах зберігається насипом!
Не дошукуватимемось причини десь «вгорі»: в повітряному складському просторі, насиченому вологою, чи під покрівлею, де вільно почувають себе не тільки зграї голубів, синиць і горобців, а й дощові каплі, конденсат вологи і таке інше. «Зануримось» у товщу насипу зерна і поцікавимось, як почувається наш майбутній хліб та зелені посіви нового виробничого сезону.
Активне вентилювання зерна
Для успішного зберігання зерна — без втрат його кількості та показників якості — щодо прийнятого зерна проводять різні заходи, серед яких важливу роль відіграє активне вентилювання зернової маси атмосферним, підігрітим або штучно охолодженим повітрям. Такий спосіб обробки зерна дає змогу запобігати його самозігріванню або ліквідувати це явище в певних осередках охолодженням збіжжя до температури, яка забезпечує тривале зберігання зернового врожаю.
Вентилювання для сушіння зерна та насіння набуло значного поширення у складах, обладнаних вентиляційними установками, та у вентильованих бункерах насінницьких підприємств.
Залежно від призначення зерна встановлюють різні режими вентилювання, обумовлені різною інтенсивністю подавання повітря, його температурою і вологістю, тривалістю продування партій, висотою (товщиною) зернового шару і т. п.
Профілактичне вентилювання застосовують для запобігання виникненню самозігрівання зерна, тобто для пригнічення розвитку та життєдіяльності його шкідливої мікрофлори, насамперед плісняви; зменшення енергії дихання зернового насипу; вирівнювання температури і вологості зерна, підданого повітряному продуванню; ліквідації застояного амбарного запаху; збереження життєздатності насіння і т. п. Профілактичне вентилювання зернових насипів проводять періодично, визначаючи можливість і необхідність його проведення з урахуванням особливостей оброблюваної культури і клімату певної зони. Для проведення профілактичного вентилювання обирають переважно нічний час доби і період тимчасового похолодання.
Вентилювання з метою охолодження зерна проводять для зниження температури насипів, доводячи її до прийнятної — в межах від +10 до 0°С. За цієї температури сильно загальмовуються всі фізіологічні і мікробіологічні процеси в насипах. Насип із такою температурою прийнято вважати охолодженим, з підвищеною стійкістю під час зберігання. Переведення зернових партій в охолоджений стан забезпечує створення несприятливих умов для розвитку і життєдіяльності зернових шкідників, які у зазначеному вище діапазоні температур практично припиняють процеси свого живлення і розмноження та впадають в анабіозний стан.
Тривалість висушування й ефект вологовіддачі залежать як від самого об’єкта сушіння (насіння тієї чи іншої культури, його вологості і т. д.), так і від стану та властивостей агента сушіння — того середовища, яке має значну вологоємність. Вологовіддача насіння різних культур неоднакова і залежить не тільки від розмірів їхнього зерна/насіння, а й від їхніх анатомічних особливостей. Наприклад, за всіх рівних умов зерно гречки має більшу здатність щодо вологовіддачі, ніж зерно пшениці, яке, своєю чергою, легше віддає вологу, ніж зерно кукурудзи. Тобто що щільніша і менш пориста оболонка та інші частини зернівки або насіння, то менша їхня здатність віддавати вологу.
Активне вентилювання зерна — це примусове продування зернової маси повітрям без її переміщення. Вентилювання проводять шляхом нагнітання атмосферного повітря в канали, виготовлені з перфорованого металу і змонтовані на підлозі складу або зерносховища. Для вентилювання зерна у типових складах із горизонтальними підлогами останнім часом широко використовують підлогово-переносні установки, які мають систему переносних повітророзподільних каналів, які монтують у потрібному місці на підлозі складу чи майданчика. Такі установки зазвичай застосовують у складах і на майданчиках із підлогами, які раніше не були обладнані вентиляційними каналами. Повітря також може нагнітатися у зернову масу системою каналів чи труб, установлених у товщу зернового насипу вертикально до площини його основи — у такому разі повітря пронизує зернову товщу в різних напрямках. Використовуючи холодне повітря, можна за кілька годин охолодити всю зернову масу і таким чином її «консервувати». Такий рух холодного повітря важливий, коли потрібно ліквідувати самозігрівання зерна. За малої вологості повітря складу можна знизити відносну вологість повітря міжзернового простору і навіть підсушити зернову масу, що також обумовить зниження її фізіологічної активності.
Активне вентилювання економічно вигідне. Воно не потребує перемішування маси зерна і значно скорочує потребу в робочій силі. Тривалий час для активного вентилювання можна використовували лише атмосферне повітря у його природному стані. Хоча сьогодні широко застосовують й активне вентилювання підігрітим повітрям, що дає змогу значно підсушити зернову масу без її переміщення у сховищі
чи на майданчиках.
Ефективність вентилювання залежить від температури і вологості застосовуваного повітря, вологості зерна і його температури. Найважливіше значення має загальна кількість повітря, що нагнітається у зернову масу, та її обсяг за певний час. Зернова маса із високою вологістю, яка перебуває у стані самозігрівання, буде охолоджена навіть насиченим вологою холодним повітрям. Питома кількість подаваного повітря, норма його витрати на вентилювання 1 т зерна, залежно від особливостей культури і вологості зернової маси, становить від 30 до200 м3/год за висоти насипу від 1,5 до 3,5 м.
Спостереження за зерном, що зберігається, та рекомендації із застосування вентилювальних установок. Під час зберігання зерна виникатимуть несприятливі умови, викликані певним поєднанням температури та вологості збіжжя і повітря. Тому слід мати чітку організацію контролю за станом зернової маси. Для здійснення ефективного контролю над зерном слід дотримуватись плану проведення контролю окремих зерносховищ, які розбивають на секції площею100 м2. Контроль проводять згідно з інструкцією за такими показниками: колір, запах, температура, зараженість, вологість, наявність пошкоджених, зіпсованих і пророслих зерен. Вологість і температура — найважливіші показники контролю збіжжя під час його зберігання. Збільшення вологості призводить до самозігрівання. Вологість контролюють залежно від стану зерна: сухе, середньої сухості й охолоджене — раз на місяць, і навіть після кожного переміщення. Температуру контролюють і реєструють за секціями пошарово. Якщо висота насипу менша ніж 1,5 м, визначення температури ведуть у верхньому і нижньому шарах, у решті випадків — пошарово у трьох точках. Вимірюють температуру у верхньому шарі на глибині 30–50 см від поверхні.
За висоти насипу зерна 1,5 м проби відбирають із трьох шарів, а за меншого ніж 1,5 м, — із двох шарів (верхнього і нижнього).
Перед вентилюванням зерно потрібно розрівняти, щоб повітря рівномірніше проходило через його товщу. Вибір способу вентилювання залежить від погоди, тобто від вологості і температури повітря. Необхідно брати до уваги і такі фактори: розміщення осередку (шару) самозігрівання у насипі, мета вентилювання та особливості оброблюваної зернової культури. Вентилювання нагнітанням рекомендується для охолодження зернових мас та ліквідації самозігрівання у верхньому шарі насипу. Охолодження нагнітанням повітря забезпечує найнижчу температуру нижніх шарів насипів. Його обов’язково слід застосовувати для вентилювання дрібнонасінних культур: проса, льону тощо. Вентилювання відсмоктуванням повітря доцільне тоді, коли охолодження відбувається в результаті проникнення повітря через поверхню насипів, що сприяє рівномірнішій зміні температури і вологості.
Вентилювання для ліквідації самозігрівання спрямоване на швидке охолодження зерна. Його проводять у будь-який час доби незалежно від погодних умов, але з урахуванням виду самозігрівання оброблюваної культури — гніздового, шарового або суцільного, конструкції зерносховища, вентиляційного пристрою і т. д. Активне вентилювання теплим зовнішнім або підігрітим повітрям прискорює цей процес і підвищує його ефективність.
Технічні рішення для вентилювання зерна
Розрізняють установки для складів із горизонтальними і похилими підлогами, для майданчиків, навісів і елеваторних силосів. За сучасною класифікацією їх поділяють також на стаціонарні, підлогово-переносні (пересувні) і пересувні трубні. Розглянемо системи вентиляції відомої компанії-виробника Ambros Schmelzer & Sohn GmbH & Co. KG (Німеччина), які на ринку України представляють системи вентиляції для збіжжя зернових культур і ріпаку під час їхнього зберігання в умовах зернового складу, та оцінимо їхню роботу під час практичних випробувань у господарствах України.
Системи вентиляції зерна компанії Schmelzer підлогово-переносного типу і включають технологічне спеціальне обладнання, яке використовується в різних технологіях сушіння та зберігання сільськогосподарської продукції, зокрема зерна. Це модельний ряд вентиляторів AIR JET (LC 1,1; LC 2,2; LC 3,0; LC 4,0; LC 5,5; LC 7,5) та JET WIND, вентиляційні колони типу AIR-PILAR, вентиляційні списи-аератори AIR WHISPER та AIR LANCE, напівкруглі вентиляційні канали AIR GIGANT та модельний ряд перфорованих телескопічних вентиляційних труб AIR TELESCOP.
Вентилятор JET WIND 1500
— це спеціалізована система, в складі якої — нагнітальний вентилятор з електроприводом, система керування та колісний механізм для переміщення. Вона призначена для створення та подавання цілеспрямованого потоку повітря в зерно згідно з прийнятою технологією вентилювання.
Як правило, такий вентилятор має один вихідний потік повітря, який і спрямовується у вентильований канал у сховищі. Але продування зерна через канали здійснюється непостійно, то чому б не замінити два або три вентилятори одним? Компанія Schmelzer передбачила таке рішення: вентилятори з перехідниками на два-три повітряні потоки. Вся раціоналізаторська система включає пересувний вентилятор плюс три гофрованих перехідники та один сталевий «трійник». Під час вентилювання двох сховищ під'єднуються дві гофри до виходів вентильованих каналів і включається режим продування. Через деякий час ця сама операція повторюється для інших пар сховищ. Потужність вентилятора залежить від довжини труб і товщини шару зерна. Наприклад, для двох 30-метрових труб за висоти зерна 4 м потрібен вентилятор потужністю 7,5 кВт. Час вентиляції таким вентилятором залежить від вологості зерна і погоди. Він характеризується рівномірним розподіленням повітря, витрата якого залежить від особливостей технологічної культури,
підданої вентилюванню.
Мобільні вентилятори AIR JET
- монтуються у верхній частині вентиляційної колони або списа-аератора (табл. 1).
Їхні технічні особливості:
- діаметр випускного отвору для повітря — відповідно до діаметра
- труби колони;
- металевий корпус має цинкове покриття, чим забезпечується його високоякісний антикорозійний захист;
- основна «деталь» вентилятора — турбіна має конструкцію та режим роботи, які забезпечують безперервний і разом з тим — інтенсивний потік повітря та оптимальний процес вентилювання;
- конструкційне виконання дає змогу використовувати вентилятор у різних положеннях (вертикальне, горизонтальне) щодо приймального отвору колони та обраного методу вентилювання, що робить його в умовах експлуатації більш універсальним;
- наявне в конструкції вентилятора шасі забезпечує достатню мобільність під час переміщення територією складу.
Фактично ідентичну зі стаціонарним вентилятором будову мають і вентилятори JET WIND 1500. Таке технічне рішення призначене для короткотермінового та цілеспрямованого використання у складі колон або аератора за виникнення локальних осередків перегрівання зерна, за недостатньої його вентиляції та вентиляції повітря в заповненому зерносховищі.
Вентилювання за допомогою вертикальних колон.
Вентиляційні колони призначені для:
- консервації свіжозібраного та просушеного зерна в процесі зберігання його на зерноскладі шляхом охолодження і підсушування актив ним вентилюванням;
- забезпечення оптимальної постійної вологості значної кількості зерна під час його зберігання на складі;
- прогрівання насіннєвого зерна перед початком посівної кампанії (температура в складі — стійка, плюсова, вологість повітря — низька).
Принцип дії вентиляційних колон достатньо простий: потік повітря внаслідок створюваного електровентилятором надлишкового тиску виштовхується назовні із колони згори вниз. Потім повітря проходить, починаючи від основи вентиляційної колони, через перфоровану трубу і зерно. Вентилюючи зерновий шар, повітря відбирає від зерна вологу і виходить у повітряний простір складу, звідки знову ж таки внаслідок вищого тиску повітря виштовхується назовні. Такий спосіб вентиляції забезпечує якісне зберігання зерна без потреби його переміщення за тривалого перебування збіжжя на складі.
До складу вентиляційної колони входять аераційна труба і вентилятор високого тиску. Поставляють колони з різними варіантами виконання вентиляційних труб.
Стаціонарний варіант — вентиляційні колони, що являють собою полегшені труби завдовжки до 6 м. Колони встановлюють у шаховому порядку на підлозі зерноскладу і засипають (до висоти розміщення електровентилятора) зерном, що надходить на склад. Додатково виробник може поставляти шафу управління на п’ять колон і допоміжний ключ для зручнішого вгвинчування колони у насип. Один вентилятор зазвичай поставляють у комплекті з двома колонами. Тому вентилятор почергово монтують на колони залежно від того, де виник осередок самозігрівання зерна та наскільки він великий. Але все-таки рекомендується на кожну колону мати окремий вентилятор — це не тільки забезпечує швидше отримання бажаного результату, а ще й додає господарям зернового складу впевненості у системі щодо належної якості зберігання зерна.
Вентиляційні колони AIR-PILAR моделей 150 і 200 призначені для рівномірної вентиляції збіжжя, що зберігається у зерноскладі на підлозі насипом. Вентиляційна колона — це циліндрична труба зі змінним діаметром, яка в нижній частині опирається на спеціальну підставку, далі має перфоровану (А) та телескопічні (В, С) частини (табл. 2). Вертикальні колони можуть працювати в режимі нагнітання (вихідний повітряний потік) або всмоктування повітря (спадний повітряний потік), можуть бути мобільними або стаціонарними. Капітальні витрати за їхнього використання менші, ніж за експлуатації горизонтальних каналів.
І що особливо важливо — практично немає ризику пошкодження їх під час вивантаження зерна.
За застосування AIR-PILAR повітря рівномірно всмоктується вентиляційною трубою через товщу зерна: швидкість потоку повітря, який проникає через зернову масу із її глибини, становить 0,2–0,4 см/с і залежить від виду зерна, що зберігається. Витрати повітря також значною мірою обумовлюються видом зерна. Наприклад, за зберігання ячменю, вівса або ріпаку витрати повітря вентилятором становлять 1500 м3/год. Досвід позитивного використання систем вентиляції свідчить, що потреба мінімальної вентиляції повітря складу для тепловідведення має забезпечуватись певною кратністю обміну одного кубічного метра повітря складу. За вентилювання методом відсмоктування повітря рухається до перфорованої частини, а не від нього.
У разі проведення боротьби зі шкідниками запасів колони мають працювати у режимі активного вентилювання для створення протягу в зерновій масі низькою температурою повітряного потоку.
Оточувати вентиляційними колонами осередок самозігрівання не потрібно — прилад слід занурювати тільки в сам осередок. У цьому полягає одна з основних переваг методу відсмоктування повітря, оскільки меншим числом вентиляційних колон можна обробляти великі обсяги зерна. Як нагнітальна, так і відсмоктувальна вентиляційні колони будуть ефективними за правильного управління ними.
Монтаж вентиляційних колон та їхня установка починаються із встановлення основи колони з підставкою у призначеному для них місці. Потім насаджується всмоктувальна труба з вентилятором. Висота системи на цьому етапі — 1,3 м. Оптимальна відстань між колонами, що встановлені в зерні, становитиме: для типу колони 150 — 5–6 м, для типу 200 — 10 м. Робочий процес — заповнення складу зерном — може здійснюватися за допомогою стаціонарного або пересувного зернонавантажувача. Рекомендується заповнювати склад приблизно наполовину, рівномірно, щоб забезпечити вертикальне положення труби колони. Слід стежити, щоб зерно не потрапило всередину труби, оскільки це може призвести до зниження витрати повітря і внаслідок цього — погіршення впливу вентилювання. За висоти засипання зерна понад 3 м слід використовувати подовжувальну трубу. Вибір необхідної моделі колони визначають за вірогідною висотою насипу зерна у складі та технічними параметрами колон (табл. 2). Нескладні маніпуляції дають змогу швидко та оперативно встановити колони, а завдяки телескопічній будові — відрегулювати їхню робочу висоту. Монтаж або демонтаж вентиляційної системи потребує максимум 15 хв роботи.
Одним із позитивних технічних рішень, які запобігають утворенню конденсату вологи на вентиляційній колоні і його подальшому потраплянню в зерно, є виконання верхньої її частини у вигляді зчленованих телескопічних кілець-труб. Їхній монтаж у складі колони допомагає швидко адаптувати її до висоти насипу і тим самим істотно зменшити ймовірність утворення конденсату. Ще одна перевага застосування таких різних за висотою стаціонарних колон полягає у тому, що відпадає потреба вирівнювати зерновий шар у складі.
Мобільний варіант — так званий вентиляційний спис-аератор. Це нерозбірна труба з шнековою навивкою для вкручування у насип зерна. Довжина труби — 2,5 м. Такий вентиляційний спис легко переміщується з місця на місце. Навіть невеликою кількістю списів можна швидко та ефективно обробляти значну кількість зерна. Один спис AIR LANCE дає змогу вентилювати понад 30 м3 зерна за висоти бурта 5 м, забезпечуючи просте, надійне та економічно вигідне збереження зерна.
Недостатня вентиляція у заповненому зерносховищі може обумовити появу локальних осередків перегрівання зерна. Для оперативного та цілеспрямованого усунення цієї проблеми в найкоротші терміни шляхом відсмоктування теплого повітря або обдування зерна використовують так звані вентиляційні списи-аератори AIR WHISPER та AIR LANCE. Вони призначені для активної вентиляції зерна зернових, олійних, бобових культур, що зберігаються у складах і на відкритих токах насипом, ліквідації осередків самозігрівання зерна, його сушіння, для боротьби зі шкідниками зернових запасів. Тобто за призначення вони виконують ту саму функцію, що і вентиляційні колони, але менш потужні (табл. 3). Вентиляційний спис являє собою трубу, нижня частина якої має загострену гвинтоподібну перфоровану частину. На верхню частину списа з допомогою затискного кільця встановлюють знімний вентилятор
з електроприводом.
Вентиляційні списи (аератори) належать до сегмента мобільного вентиляційного обладнання, оскільки менш потужні, разом з тим — зручніші для швидкого переміщення у складі. Вони прості у використанні, завдяки виткам легко вгвинчуються в зернову масу, транспортабельні. Моделі списів відрізняються потужністю і режимами роботи вентилятора. Пристосувати вентиляційний спис до висоти засипаного зерна у сховищі можна за допомогою подовжувальних насадок, які є в його комплекті.
Вентиляція за допомогою телескопічної труби — найшвидший, до того ж зручний і легкий у користуванні спосіб вентиляції зерноскладу.
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.
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%.
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.
М. Занько, канд. техн. наук, ст. наук. співробітник, завлабораторії наукових досліджень і випробування машин для збирання та первинної переробки врожаю, УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого