Ринок шахтних зерносушарок в Україні
Сьогодні на ринку України набули значного поширення зерносушарки виробництва Grain Handler (США), Bonfanti (Італія), Tornum (Швеція), Kepler Weber (Бразилія), Ingenieria Mega (Аргентина), Monsun Lachenmeier (Данія), Strahl (Італія), Stela Laxhuber GMBH, Riela, Neuero (Німеччина), ВАТ «Карлівський машинобудівний завод» (Україна) та ін. Узагальнені технічні характеристики сушарок цих компаній (таблиця) не дають детальної інформації про особливості їхньої конструкції і завдяки чому досягають великої продуктивності. Разом з тим, кожна із них має суто свої, характерні для неї, особливості конструкції та технологічного принципу роботи, які і визначають продуктивність обладнання. Тому з огляду на це доцільно їх детально розглянути та максимально оцінити.
Зерносушарки Tornum
Зерносушарки Tornum характеризуються унікальними технічними рішеннями, використаними в їхній конструкції. Сушильна шахта установлена на опори і являє собою сталеву конструкцію, в яку паралельними рядами вмонтовано короби. Короби мають оцинковані впускні і випускні повітропроводи конічної форми, які розміщені у шаховому порядку. За висотою шахта розділена на дві зони: нагрівання і охолодження. У верхній частині шахти розміщено надсушильний бункер, обладнаний завантажувальним пристроєм і датчиками рівня зерна. У нижній частині встановлено розвантажувальний механізм із роликовим або електроімпульсним клапаном (для розвантаження сухого зерна із шахти). Швидкість розвантаження зерна розраховується комп’ютерною системою управління на основі даних температури і вологості просушеного зерна.
Усі сушарки створено за модульною системою. Тому під час побудови нової моделі незалежно від її розміру використовують одні й ті самі конструкційні елементи. І якщо вимоги з часом зміняться, тобто за потреби сушити більші об’єми зерна, модульна конструкція сушарки дає змогу збільшити її розмір із внесенням мінімальних змін.
Жорсткість вимог держави до всіх сторін та аспектів промислового виробництва обумовили своє відображення і до конструкції зерносушарок. Захист довкілля від побічних продуктів, що утворюються у процесі роботи сушарок Tornum, грунтується на використанні найсучасніших технологій для дотримання екологічних норм у виробничих приміщеннях і на прилеглих територіях. Усі добре знають, що утворення пилу є проблемою під час сушіння зерна. Що більше пилу потрапляє в сушарку під час завантаження зерна, то більше пилових викидів з’являтиметься у повітрі в процесі сушіння, забруднюючи територію навколо сушарки та довкілля.
Для контролю чистоти повітря ці сушарки комплектують високоефективними вентиляторами, на які на вимогу замовника може бути встановлена система пилоуловлювання. Блок контролю чистоти повітря Tornum постачається із вентилятором для забезпечення максимального потоку повітря за мінімального шумового рівня. Вбудована система видалення пилу затримує до 95% пилу та легких домішок. На бажання замовника нові сушарки можуть бути обладнані системою автоматичного перекриття потоку повітря під час вивантаження зерна. Цей засіб, разом із розширеним каналом вологого повітря, значно зменшує обсяги викиду пилу із сушарки у навколишнє середовище і допомагає звести їх до мінімуму. Для оптимального зниження звукового тиску в конструкції сушарки виробник опційно надає різні типи глушників.
Якщо підрахувати витрати протягом усього часу експлуатації сушарки кожного типу, то витрати на енергію, що необхідна для її роботи, набагато перевищать її вартість. На їхнє зменшення спрямована конструкція сушарок серії «ТК», яка дає змогу підвищити ефективність процесу сушіння за низького енергоспоживання: потужність газового пальника можна легко відрегулювати у діапазоні від 10 до 100%. Для сушарок використовують усі найпоширеніші джерела тепла: газ, нафту, біопаливо та радіатори гарячої води. Залежно від моделі, у сушарках Tornum використовують системи прямого та непрямого нагрівання зерна. Для прямого нагрівання застосовують газові пальники — це забезпечує оптимальне використання енергії: пальник, що працює на газу або рідкому пальному, подає тепло у сушарку через спеціально сконструйовану камеру для проходження гарячого повітря.
На бажання замовника виробник може встановити системи непрямого нагрівання, у яких використовують топки для спалювання рідкого пального, та теплообмінники — кілька радіаторів для гарячої води або пари. Для цього компанія Tornum розробила та застосовує спеціальні радіатори. Пальники забезпечують роботу в автономному режимі (їхню потужність і робочу температуру теплоносія задає оператор, надалі ці параметри підтримуються автоматично відповідно до заданої програми). В усіх моделях сушарок застосовано високоефективний принцип змішаного потоку для забезпечення поступового та рівномірного сушіння зерна. Споживання енергії зменшено на 30% порівняно зі стандартними сушарками безперервного змішаного потоку.
Система пожежної сигналізації на всіх сушарках із рекуперацією тепла стандартна — вона відключає всі функції сушарки та активує сигналізацію у випадку загрози пожежі.
Зерносушарки Grain Handler (США)
Зерносушарки Grain Handler (США) поширені в якості двох типів: типу Cross-Flow — коли в процесі сушіння тепле повітря проходить перпендикулярно через рухоме зерно, і Mix-Flow — тепле повітря проходить у поздовжньому напрямку через рухому товщу зернового стовпа. У США тип сушарки Cross-Flow використовують у сушарках компаній Delxe, GSI, Brock, MC, Sukup. У споживачів із країн колишнього Радянського Союзу зерносушарки, що працюють за принципом Cross-Flow, асоціюють із поняттям «американські зерносушарки». Інша важлива особливість зерносушарок Grain Handler — у них можна сушити будь-який вид зерна — починаючи від маку та гірчиці і закінчуючи квасолею, рисом і соняшниковим насінням — без заміни пористого сита. Широкий діапазон температур і точні температурні режими — до 0,5°С забезпечують якісне сушіння не тільки зерна, але й насіннєвого матеріалу із продуктивністю від 10 до 190 т/год залежно від вихідних показників вологості та виду продукції. Значна висота сушарки обумовлює рух зерна в її просторі та тим самим — нагрівання і сушіння впродовж тривалого часу, а це, своєю чергою, — щадний режим сушіння. Як результат — зменшується показник розтріскування зерна під впливом температури. У процесі сушіння зерно рухається коробами, розміщеними у вигляді сот, скидається каскадом і бережно перемішується. Завдяки особливому плануванню повітряних каналів забезпечується рівномірне і щадне просушування кожного зернятка. Цьому значною мірою сприяє конструкційне влаштування пальника у сушарці Grain Handler, яке спрямоване на запобігання появі локальних осередків із холодним повітрям, що може призвести до нерівномірного висушування зерна. Система пальників забезпечує не тільки максимально ефективне використання палива (газ природного походження, бутан або пропан), але й пристосована, за потреби, до перемикання із режиму використання природного газу на бутан або пропан без додаткової модернізації.
Система автоматичного управління сушаркою забезпечує контроль пальників, захисних електроланок, зернового потоку, газової системи та швидкості зернового потоку. За допомогою системи автоматизації можна легко змінювати температуру зерносушарки аж до мінімальних коливань — до 0,5% незалежно від температури навколишнього середовища. За допомогою автоматизованого пульта управління можна контролювати всю роботу і, що дуже важливо, у разі аварійної ситуації — повністю відключити сушарку. Система контролю газової системи спроектована спеціально для роботи за низького тиску. Крім того, газова система безпечна: як тільки виникає неполадка, відбувається автоматичне завершення роботи. На зерносушарках Grain Handler встановлено відцентрові вентилятори із низькими обертами, що, порівняно з іншими сушарками, дало змогу вдвічі знизити витрату повітря та рівень шуму під час виробничого процесу. Вентилятори розміщені збоку та знизу сушарки.
По всій довжині зернова шахта має дверцята, які дають операторові зручний доступ для переналаштування або очищення конструкції для сушіння іншого виду зернових, щоб уникнути змішування культур.
Модельний ряд Grain Handler включає 80 зерносушарок місткістю від 19,3 до 336 м3. Конструкційно всі моделі — закритого типу, що унеможливлює у разі випадання атмосферних опадів потрапляння вологи у сушарку. Продуктивність сушарок, наприклад на сушінні пшениці із пониженням вологості на 5%, становить від 11,4 до 197,2 т/год.
Зерносушарки Bonfanti (Італія)
Зерносушарки Bonfanti (Італія) від своїх аналогів відрізняються тим, що запросто працюють як у звичайних, так і в досить складних умовах. Такими можна вважати, наприклад, необхідність сушіння зерна вологістю від 35% і вищою, досить сильні пориви вітру, значна вологість зовнішнього середовища і холодне повітря. Це — закономірний результат концепції компанії IM.AG.IN. solutions srl., успішно розробленої з урахуванням усіх особливостей процесу сушіння із застосуванням передових науково-технічних розробок і методологій. Для цього використовуються установки різного конструкційного виконання, які грунтуються на використанні найкращих сучасних технічних рішень. Це дає змогу швидко, економно, зі збереженням екології навколишнього середовища отримувати висушене зерно високої якості. Ось деякі технологічні та конструктивні особливості сушарок шахтного типу Bonfanti.
Як енергоносій для отримання тепла від спалювання у них застосовують газ. Економічність процесу сушіння досягається завдяки застосуванню рекуперації тепла. Відомо, що нагрівання повітря, яке спрямовується на зерно у шахті для його сушіння, відбувається шляхом утворення тепла, що виділяється від спалювання у теплогенераторі застосовуваного енергоносія (газ, дизельне паливо, електроенергія). Ясна річ, що продуктивність сушарок різко падає за настання холодної погоди. Пояснюється це тим, що все тепло, яке виділяється під час спалювання енергоносія, йде на підігрівання холодного повітря (тобто відбувається різке збільшення витрати тепла). Принцип рекуперації тепла передбачає попереднє нагрівання повітря, що надходить в основну зону сушарки, і подавання його для сушіння в інші технологічні зони сушарки. При цьому зовнішнє холодне повітря спочатку проходить через нижню зону сушарки, де відбувається охолодження гарячого висушеного зерна. Під час проходження через таке зерно холодне повітря нагрівається до температури порядка 100°С (для зерна різних культур — це буде різна температура). І тільки після цього воно подається фактично підготовленим до пальника теплогенератора, де продовжує нагріватись до температури близько 300°С. Аналогічна ситуація повторюється також під час роботи сушарки холодної пори року(навіть за мінусової температури). Звичайно, для того щоб підігріти вже достатньо тепле повітря до температури, за якої перебігає процес сушіння зерна, потрібно менше тепла, тобто палива. Рекуперація тепла відбувається постійно протягом роботи зерносушарки. Як результат — економія до 30% палива порівняно із сушарками без рекуперації тепла. Що важливо: такі робочі умови забезпечують не тільки малу витрату палива, але й високу швидкість сушіння. Також зерносушарки Bonfanti оснащені спеціальним вентилятором, який подає до пальника завжди тепле повітря, завдяки цьому — ще плюс 35% економії палива порівняно із сушарками без теплової рекуперації.
Попередження розтріскування зерна у сушарці Bonfanti
Ця вада сушильного процесу є, як не прикро, характерним та майже обов’язковим наслідком сушіння гарячим повітрям зерна у зерносушарках. Сире і холодне зерно, потрапляючи у гарячий повітряний потік, може розтріскуватися. Якість зерна при цьому, особливо насіннєвого, значно погіршується. Наприкінці сушіння, коли гаряче зерно різко знижує свою температуру під впливом охолодженого повітря, також спостерігається мікропошкодження зерна. Розроблені технологічні рішення, які значно зменшують прояв такого явища або й зовсім запобігають йому, вже впроваджено у сушарках шахтного типу. Зокрема, у сушарках Bonfanti для попередження розтріскування зерна застосовують теплову систему «антишок». Відповідно до неї перед початком сушіння зерно піддається поступовому підігріванню не гарячим, а теплим повітрям. Підготовка гарячого зерна (після сушіння) до охолодження передбачає поступове зменшення його температури завдяки дії на нього теплого, а не холодного повітря. Корисність системи «антишок» переоцінити важко, тому що якість зерна при цьому на порядок вища. Застосування цієї системи дає змогу отримати висушене зерно із відповідними органолептичними показниками: кольором, станом зовнішньої оболонки зернини, характерним природним блиском зерна, — тому така зернова маса оцінюється значно вище.
Тепловий режим сушіння зерна у сушарках Bonfanti спроектовано таким чином, що зерно починає віддавати вологу(починається процес сушіння) уже в середній частині сушильної колони. Тобто на цьому технологічному етапі руху зерна в шахті відбувається інтенсивний вихід вологи зсередини зерна і конденсація її на його поверхні. Зерно, потрапляючи на останній етап сушіння, перебуває у стані, який забезпезпечує легке знімання вологи із його поверхні, а не зсередини зернини. Диференціація температур сушіння за висотою сушильної колони відбувається за допомогою спеціальних заслінок-змішувачів, які у заданому режимі розподіляють підігріте повітря. Таким чином процес підігрівання зерна перебігає у щадному режимі і сприяє його подальшій дегідратації (зневодненню, тобто сушінню), уникаючи термічного шоку. Такий режим сушіння забезпечує інтенсифікацію процесу сушіння.
Інтенсифікації сушіння сприяє також рециркуляція теплого повітря. У нижню зону сушарки надходить гаряче та вже певною мірою підсушене зерно. Повітря, підігріте пальником сушарки, проходить через зернову масу (що має ще достатньо високу температуру), нагрівається і набуває здатності поглинати вологу. Після цього воно спрямовується у верхню зону сушарки, куди тільки що надійшло сире зерно. Наскільки ефективна рециркуляційна система? Приклад: щоб випарувати 1 кг вільної води (з поверхні водойми), треба затратити близько 2,7 МДж тепла, а для випаровування такої самої кількості вологи, що міститься у зв’язаному стані, із насіння соняшнику — понад 6 МДж у шахтних та близько 4 МДж — у шахтних сушарках із рециркуляційною системою.
Зменшення енерговитрат сушарки можливе шляхом зниження рівня непродуктивної тепловіддачі із її поверхні за застосування теплоізоляції. Для цього на всіх гарячих зонах сушарки із внутрішньої, гарячої, сторони забезпечують теплоізоляцію — утеплюють спеціальними теплоізоляційними матами із технічної тканини — меламін Fonitek®. Ззовні сушарку додатково закривають листами з оцинкованої сталі. Це дає змогу зменшити витрати тепла на нагрівання металевих конструкцій сушарки та запобігає непродуктивним втратам палива внаслідок зовнішнього теплового випромінювання і заощадити значну кількість енернергії, що й було перевірено на працюючих сушарках. Особливо актуальне використання таких сушарок в умовах України, зважаючи на її кліматичні умови у період зерновиробництва.
Застосовані у сушарках форсунки із повітряним дуттям не потребують камер згоряння. Вони мають особливий принцип розподілення полум’я і дають змогу мати у розпорядженні велику кількість повітря для змішування, не використовуючи при цьому камеру згоряння. Встановлені в сушарках Bonfanti пальники можуть працювати на будь-якому газу, добре придатні для використання саме у зерносушарках і здатні виробляти велику кількість теплого повітря. Система пересічного потоку повітря робить використання сушарки гнучким: дає змогу сушити зерно дуже вологе (40%, кукурудза), із середньою вологістю (20%; зернові культури), забезпечує велику регенерацію тепла, а також дає можливість зменшити витрати палива і споживання теплової потужності. Їхня особливість полягає у тому, що, на відміну від пальників, у яких полум’я зосереджене в одному місці у вигляді факела, що утворюється на виході палива із форсунки з круглим отвором, у сушарках Bonfanti воно рівномірно розподіляється за всією шириною пальника. Тому газ згорає швидко й ефективно віддає своє тепло великій кількості повітря, що надходить від вентиляторів. Одночасно із цим полум’я такої форми добре очищає повітря від вогненебезпечних часток, що містяться у ньому, оскільки вони швидко, практично миттєво, згорають, забезпечуючи тим самим високу пожежобезпечність сушарки.
Вентилятори та надійність конструкції сушарки Bonfanti
Основні та базові складові процесу сушіння зерна у шахті — спрямований і встановленої потужності потік повітря через зерно та виведення вологи назовні — забезпечують осьові вентилятори. Вони також призначені для переміщення повітря та інших газо-пилових сумішей, агресивність яких щодо вуглецевих сталей звичайної якості не перевищує агресивності повітря із вмістом пилу та інших твердих домішок 0,01 г/м3. Тому вони є важливою і невід’ємною складовою конструкції зерносушарок. Саме від цих вентиляторів залежить рух повітря через оброблюване зерно і подальше винесення вологи із сушарки назовні. Аналіз конструкцій сушарок свідчить, що зазвичай вентилятори встановлюють угорі сушарки або рівномірно за висотою сушильної колони. Залежно від продуктивності шахтної сушарки (читай — її висоти) їхня кількість може бути значною. Поряд із корисною роботою — створення цілеспрямованого потоку повітря, — вентилятори виконують і негативну функцію. По-перше, вони є джерелом вібрацій. Установка їх безпосередньо на корпусі сушарки і значною мірою дисбалансна робота призводять до вібрації всієї конструкції сушарки і втрату внаслідок цього жорсткості конструкції корпуса через ослаблення кріпильних деталей та елементів — аж до появи тріщин і щілин. Це призводить до прямих неефективних втрат тепла. Відцентрові вентилятори характеризуються високою продуктивністю подавання повітря у зону сушіння і водночас мають низький рівень вібрації та шуму. Такі вентилятори встановлюють на «тілі» зерносушарки, працюють вони, як правило, у режимі витяжки відпрацьованого повітря (такі сушарки іноді називають вакуумними).
Система пиловідокремлення зерносушарки Bonfanti
Допустиму норму вмісту пилу в повітрі, що видаляється із сушарки, встановлено на рівні менше ніж 15 мг/м3. У шахтних сушарках продумана конструкція та використані технічні рішення забезпечують рівень пилу, що значно менший від допустимого. Завдяки чому досягнуто такого показника? Це забезпечується шляхом продуманої аеродинаміки потоку повітря у сушарці. Повітря від головного пальника йде до верхньої зони звуженим каналом, який переходить у широкий канал. Під час такого переходу (з одного, меншого, просторового об’єму в більший) повітряний потік завихрюється, унаслідок чого незернове сміття, яке було в цьому потоці повітря, осідає у спеціальних «кишенях» перед верхньою зоною. Такі самі «кишені» є також у каналі виходу відпрацьованого повітря. Знову ж таки, аналогічно до попередньо наведеного прикладу, повітря зазнає завихрення, а сміття осідає у «кишені». Відпрацьоване повітря виходить назовні сушарки фактично чистим.
Нині важко уявити сушильну установку без системи аспірації. Адже під час сушіння, особливо соняшнику, в сушарці будь-якого типу можуть виникати невеликі осередки самозаймання зерна, що усувається зазвичай шляхом зливання збіжжя з аварійних секцій сушарки та загалом з елеватора. Причому з баштової сушарки можна злити зерно з однієї секції, а щодо шахтної або модульної — тут справа значно складніша.
Нині для запобігання цим небажаним явищам просто встановлюють системи аспірації. Таку систему, як правило, виробники пропонують не у базовій комплектації, а як опцію.
Усі процеси сушіння мають бути автоматизовані та контрольовані, що знижує вірогідність і ризик поломки сушарки у разі неправильної експлуатації. Для котролю режимів виходу сушарки на встановлений режим сушіння та її роботи у повністю автоматичному режимі (із контролем теплового процесу, пальників, всіх робочих модулів і захистом від перевантажень та пожежонебезпечної ситуації) передбачено систему автоматизації. Її пульт управління має загальний секційний вимикач, аварійну кнопку, ключ блокування ввімкнення сушарки, а також оснащений звуковими і світловими сигналізаторами. Якщо температура у сушарці стає менш безпечною, процес сушіння автоматично зупиняється (насамперед зупиняються вентилятори і пальники), активуються акустичні та світлові сигналізатори. До цього слід додати, що температура і вологість зерна, яке виходить із сушарки, в автоматичному режимі контролюються, ці дані відображаються на моніторі цілодобово.
Робоча поверхня сушарки впродовж усього терміну служби контактує зі значною вологістю і перебуває у різних режимах температур. Унаслідок цього її поверхня старіє, а це може спричинити досить небажані наслідки: корозія безжально нищить метал, і одного дня сушарка може просто «розвалиться», як то кажуть, на очах. Щоб цього не трапилось, металеві деталі сушарки слід захистити від впливу корозії. Донедавна застосовували простий метод цинкування. Але часи змінюються, а разом з ними створюються нові технічні рішення у вирішенні цієї проблеми. Щоб сушарка ефективно працювала протягом багатьох років, робочі поверхні її корпуса виконано з оцинкованої сталі з алюмінієвим покриттям. Поєднання алюмінію з цинком забезпечує значно вищу стійкість покривного матеріалу до корозії порівняно із тільки оцинкованими матеріалами. За використання панелей із оцинкованого алюмінію (сплав алюмінію і цинку у пропорції: 55% алюмінію, 16 — кремнію, 47,4% цинку) після 10 років служби сушарки має ступінь корозії оцинкованої сталі на рівні 25 мк, тоді як у оцинкованого алюмінію — 5 мк. Тобто підвищення ступеня захисту металевих деталей сушарки у п’ять разів обумовлює їхню стійкість до впливу несприятливих зовнішніх факторів та сприяє збільшенню терміну її служби.
Зернові сушарки шахтного типу Mega моделі серії «Т» (Аргентина)
Зернові сушарки шахтного типу Mega моделі серії «Т» (Аргентина) завдяки установці кожного модуля на індивідуальну раму мають надміцну модульну структуру.
Шахтна сушарка жалюзійного типу, що поєднує у собі переваги колонкової і шахтної систем. Має комбіновану систему сушіння. Основний робочий режим — сушіння тільки за нагрівання. Другий, додатковий, режим — сушіння нагріванням із подальшим охолодженням. Застосування певного режиму залежить від стану зерна залежно від вологості, пори року і погодних умов. Сушарка адаптована також для роботи на біопаливі. Тому вона, поряд із газовим пальником, має піч для спалювання дров. Пальник Mega створює суцільну широку зону полум’я, яке займає всю ширину сушарки. Вивантаження зерна також має свою особливість: розвантажувальний механізм маятникового типу.
Сушіння зерна із застосуванням таких режимів дає змогу:
— досягти економічності та високої продуктивності процесу сушіння. Завдяки цьому на елеваторах для зберігання зерна і портових елеваторах (де сушать і зберігають кукурудзу, пшеницю, сою, ячмінь тощо) під час сушіння, наприклад, кукурудзи вдається за один прохід знизити її вологість від 28 до 13%, і при цьому зерно залишається непошкодженим;
— використовувати обладнання меншої потужності для завантаження та розвантаження;
— економити час на заповнення шахти;
— знизити рівень спрацювання обладнання;
— зменшити поточні витрати;
— зекономити на капіталовкладенні порівняно із сушарками аналогічної потужності.
Переваги:
— маятниковий тип розвантажувального механізму дає можливість чергувати вивантаження зерна, тим самим сприяти його кращому та інтенсивнішому охолодженню;
— система вивантаження гарантує рівномірне розвантаження зерна за будь-якої швидкості висушуваного зернопотоку, що попереджує руйнування зернин;
— надійна система самоочищення запобігає забиванню сміттям і тим самим перешкоджає виникненню осередків загоряння;
— система циклічного регулювання поліпшує міграцію (видалення та рух) вологи до зовнішнього шару зерна;
— газові пальники Mega дають змогу досягати однорідного розподілення температури, усуваючи тим самим потоки холодного повітря;
— жалюзійний тип шахтної сушарки обумовлює зигзагоподібний рух зернової маси шахтою (за обертального руху зерна його огортає однорідний потік сухого теплого повітря, що підсилює передачу енергії швидше поглинання вологості);
— можливість працювати в режимі тільки нагрівання із подальшим охолодженням.
Зерносушарка шахтного типу Riela (Німеччина)
Зерносушарка шахтного типу Riela (Німеччина) має модульну конструкцію. Це дає змогу нарощувати її висоту і таким чином збільшувати продуктивність сушіння. Сушарки постачають у варіантах — з одним із трьох видів теплогенераторів:
— теплогенератор потужністю 1000/2000 кВт (перемикається на роботу із/без застосування теплообмінника), пальник — для дизпалива. Продуктивність сушіння: кукурудзи (за зниження вологості від 30 до 15%) — 4,5–14,2 т/год;
— теплогенератор — 2000 кВт (із теплообмінником), пальник — для дизпалива. Продуктивність сушіння кукурудзи (від 30 до 15%) — 8,2 т/год;
— теплогенератор — 2050 кВт (без теплообмінника), пальник — для газу. Теплогенератор може працювати на біопаливі (дрова, солома тощо). Продуктивність сушіння кукурудзи (від 30 до 15%) — 9,0 т/год. Сушарку виготовлено шляхом поєднання двох матеріалів — оцинкованої сталі та алюмінію, що робить її більш довговічною та економічною. Алюміній, з якого зроблені короби, має велику тепловіддачу, тому сушіння відбувається ефективніше і швидше. Економії також сприяє вбудований у шахту зерносушарки теплогенератор, що не допускає тепловтрат у процесі передавання тепла.
Зерносушарки шахтного типу Monsun (Данія)
Зерносушарки шахтного типу Monsun (Данія) мають конструкційне виконання, яке забезпечує як швидкісні, так і щадні режими сушіння зернових культур. Проектна продуктивність сушіння зерна досягає 200 т/год. За один прохід зерносушарка здатна знизити вологість зерна кукурудзи від 40 до 15%. Поряд із сушінням традиційних видів зерна і насіння, забезпечує високотехнологічну та разом з тим безпечну доробку насіння олійних культур — ріпаку та соняшнику.
Шахта сушарки і її секції виготовлено з оцинкованої сталі, що забезпечує їм високу корозійну стійкість. Сушильні секції складаються із каналів конічної форми. Їхню конструкцію розроблено таким чином, щоб максимально забезпечити рівномірний процес сушіння, зберігаючи хлібопекарську і кормову цінність зерна, а також насіннєву схожість. Секції охолодження мають конструкцію, що ідентична сушильним блокам. Спеціальні заслінки дають змогу легко трансформувати зони, використовуючи їх для сушіння або охолодження залежно від поточного завдання. Для швидкого вивантаження сировини у разі непередбаченої ситуації у нижній частині зерносушарки є навісні двері. Зона вивантаження також обладнана оглядовими отворами для ведення постійного контролю та зручного очищення сушарки. Роликовий випускний конвеєр забезпечує безперервну роботу завдяки змінній швидкості вивантаження зерна. Тим самим попереджується застій сировини всередині зерносушарки і мінімізується ризик загоряння зернової маси. Також конвеєр обладнано системою пружинних утримувачів, яка демпфує і запобігає виходу із ладу роликового механізму в разі потрапляння в нього сторонніх предметів. Сепаратори пилу забезпечують постійний рівень пиловидалення на рівні не менше ніж 98%.
У зерносушарках Monsun реалізовано ефективні протипожежні технічні рішення. Так, повітропровід, яким рухається теплоносій, має форму петлі, що гарантує повне гасіння іскор у спеціальній зоні, що безпечно віддалена від сушильної шахти. Вентилятори оснащені термодатчиками для відстеження підвищення температури — за досягнення температурою критичних верхніх значень робота зерносушарки зупиняється. Як опції доступна протипожежна сигналізація і запобіжний механізм у сушильній зоні. Контрольні функції за роботою сушарки забезпечує цифровий програмно-апаратний комплекс, управління яким здійснюється за допомогою сенсорної панелі. Він може брати на себе автоматизований контроль над процесом сушіння або ж надавати оператору можливість проводити управління (коригування) у ручному режимі. Показники роботи зерносушарки виводяться у вигляді інформативних графіків та зберігаються в архіві. Також можлива робота і моніторинг процесу в онлайн-режимі.
Зерносушарка Monsun комплектується різними типами генераторів тепла. Система прямого нагрівання може працювати на природному або зрідженому газі. Можливе обладнання зерносушарки піччю прямого нагрівання. Вона може працювати як на дизельному, так і на газовому паливі. Також у якості теплогенератора можна застосовувати піч непрямого нагрівання, яка працює на газі або мазуті. Крім цього, можливе використання різних радіаторів гарячого повітря, з тепловим джерелом різних типів: нагрітої води, пари або електричної енергії. Для економії енергоресурсів передбачено схему повернення теплоносія із сушильної зони назад у піч. Такий метод дає змогу економити до 10% енергії.
Зерносушарки Kepler Weber (Бразилія)
Зерносушарки Kepler Weber (Бразилія) — шахтного типу. Кожна шахта являє собою конструкцію з модульних панелей із оцинкованої сталі, щільність якої становить 275 г/м2. Сушильна колона може складатися із козирків або жолобків, перпендикулярних потоку зерна. Сушарки комплектують: газовими пальниками (працюють із використанням природного або скрапленого газу), паровими теплообмінниками, дизельними пальниками із теплообмінником; теплогенераторами для спалювання біопалива: дров, пелет, брикетів, соломи, лушпиння. Залежно від продуктивності сушарки діляться на три ряди: малої продуктивності — від 10 до 30 т/год (KW 10 ADS — KW 30 ADS), призначені для фермерських господарств; середньої продуктивності — 40–100 т/год (моделі KW 40 ADS — KW 100 ADS), із двома типами сушильної шахти — з жолобками або з козирком, а також сушіння з охолодженням або без нього та сушіння у шахті із повною рекуперацією. Цей тип сушарок розроблено для господарств середнього розміру. Зерносушарки високої продуктивності забезпечують потужність 100–200 т/год (моделі KW 100 ADS — KW 200 ADS). Працюють за принципом використання повітряного потоку із подвійною рециркуляцією повітря. Сушіння відбувається у двох секціях із різними температурами і з однією секцією охолодження. Цей тип сушарок призначений для використання у господарствах великих товаровиробників.
Зерносушарки для рису спеціально розроблені, щоб протистояти спрацюванню конструкції у результаті тертя цього продукту. В них завантажувальна лійка виконана із листів металу високої міцності.
Сучасний підхід до процесу сушіння — із застосуванням теплогенератора на дровах. Усі зерносушарки на дровах можуть бути оснащені одночасно і газовим (дизельним) пальником, і теплогенератором на дровах. Починаючи із моделі ADS 40R, зерносушарки на дровах уже в базовому виконанні оснащують цикловентиляторами для утилізації пилу і сміття, що утворюється у процесі сушіння, шляхом видалення їх повітрям. Слід зазначити, що зерносушарка на дровах за нинішніх складних умов в Україні щодо забезпечення енергоресурсами найбільшою мірою відповідає
сучасним тенденціям до використання альтернативних джерел. Собівартість сушіння зерна дровами, за даними компанії-виробника, становить 2 грн/т⋅%.
Сушарки обладнані високопродуктивними осьовими вентиляторами із можливістю зміни положення лопатей із литого алюмінію, що дає змогу регулювати потужність усмоктування і викиду твердих часток за низького рівня шуму.
Електронна система моніторингу допомагає контролювати температуру повітря сушіння та потоку вивантаження зерна. Просте управління оптимізує і забезпечує надійну безпечну роботу.
Система вивантаження грунтується на використанні похилих лопаток. Її приводять у дію мотор-редуктори із регуляторами частот та амплітуди руху лопаток на виході зерна із шахти. Досягається достатньо точне налаштування вивантаження відповідно до виду сухого зерна. Система може працювати навіть за високого рівня забруднення продукту.
Пневматичне вивантаження. Процес контролюється за допомогою таймера, який приводить у дію пневматичний поршень, випускаючи продукт партіями і забезпечуючи рівномірне очищення козирків. Таке вивантаження застосовують для лінії сушарок із козирками.
Сушарка може мати додатковий технічний комплект для сушіння зерна у незаповненій шахті. З установкою цього комплекту в шахті із козирками можна проводити сушіння невеликих обсягів зерна — за заповнення шахти продуктом тільки на третину її об’єму.
Зерносушарки МЕРU Oy (Фінляндія)
Фінська компанія МЕРU Oy має давні традиції в частині сушіння та зберігання зерна. Адже хто, як не фіни, з їх суворим кліматом, знають толк у сушінні зерна? Понад 70 моделей зерносушарок, мобільних і стаціонарних, різної продуктивності — від 2 до 150 т/год, на різних теплоносіях (дизпаливо, газ, тверде паливо) випускає ця компанія з невеликого міста Юлайне, що на південному заході Фінляндії.
Фінські зерносушарки виготовлені з високоякісного оцинкованого металу (вміст цинку — до 450 г/м2) та обладнані пальниками Oilon (Фінляндія).
Опційно можуть бути забезпечені системами рекуперації. Шахтні зерносушарки можуть бути як циклічного, так і проточного типу. Всі вони обладнані теплообмінниками. Підігріте повітря може як нагнітатися, так і «всмоктуватися» (вакуумна схема) в зону сушіння зерносушарки.
Останнє покоління зерносушарок MEPU — серія М, побудовані за модульним принципом, зі збільшенням їхньої місткості і продуктивності. У 2011 р. завод увійшов до складу концерну AGI (Канада), найбільшого в Північній Америці виробника силосів, транспортерів та іншого обладнання для зберігання зерна. Таким чином, покупець може отримати повний цикл обладнання для сушіння та зберігання зерна!
Кілька років тому фірма MEPU заявила про себе як про виробника зерносушарок на різних видах біопалива. Для фінів це не в дивину — адже країна практично не споживає російський газ. Нещодавно, на виставці «ІнтерАгро-2014», дилер MEPU Oy — ПП «САМПО» представив подвійну зерносушарку вакуумного типу DCR-400 із загальним теплогенератором на дерев’яній трісці та пелетах. Встановлена у 2012 р. у с. Любарці, що в Бориспільському районі на Київщині, вона показала за цей час прекрасні результати.
Відразу скажемо, що собівартість тонно-відсотка сушіння у ній у 3–4 рази нижче, ніж у зерносушарках такої самої продуктивності, що використовують як теплоносії газ або дизпаливо! Звичайно, вартість самого устаткування вище порівняно з традиційним. Однак можна знаходити і компроміси, комплектуючи зерносушарки на вибір вітчизняними, польськими або білоруськими теплогенераторами на біопаливі. Такий вихід дещо здешевить ваше обладнання.
Зерносушарку в Любарцях запустили практично без периферійного обладнання, розвантажували і завантажували зерно прямо «з коліс». При цьому використовували для завантаження навіть пилосос (!). Наступного сезону власник за рахунок прибутку доукомплектував зерносушарку завальною ямою, очищувачем (зауважимо, що додатковим пристроєм попереднього очищення комплектуються всі фінські зерносушарки), оперативним силосом для вологого зерна і т. п.
Працює цей комплекс в автоматичному режимі, ним керує один оператор. Також передбачена циклічна схема сушіння, що дає змогу сушити і насіннєве зерно, без перепалювання і травмування.
Зерносушарки шахтного типу Neuero (Німеччина)
Зерносушарки шахтного типу Neuero (Німеччина) призначені для сушіння всіх видів зернових культур, ріпаку, насіння соняшнику і бобових. Основними складовими зерносушарки є: сушильна шахта, завантажувальний та розвантажувальний механізми, вентилятор, теплогенератор, камера нагрітого повітря і випускна камера, прилади контролю, шафа управління. Сушильна шахта установлена на опори, вона являє собою сталеву конструкцію, у яку паралельними рядами вмонтовано короби. За висотою шахта розділена на сушильну (верхню) і охолоджувальну (нижню) зони. Завантажувальна секція розміщена у верхній частині зерносушарки (над сушильними відділеннями) і обладнана завантажувальним пристроєм та датчиками рівня зерна. У нижній частині зерносушарки (під зоною охолодження) установлено розвантажувальний механізм. Теплогенератор установлено поруч із шахтою, він може працювати на дизельному паливі або на газі. Теплогенератор подає нагріте повітря безпосередньо у зону сушіння або через теплообмінник. Управління роботою зерносушарки здійснює оператор із центрального пульта управління.
Широкий діапазон продуктивності забезпечують зерносушарки шахтного типу NDT-B Neuero — від 8 до 200 т/год. Цей модельний ряд сушарок є модифікацією сушарки NDT із більшою шириною сушильної колони. Сушарки модельного ряду NDT-B дають змогу зняти 20% вологи (наприклад, під час сушіння кукурудзи) за один прохід. При цьому здійснюється не тільки сушіння, але й охолодження зерна, що дає змогу зекономити значні кошти. Всі сушарки оснащено спеціальною тепловою ізоляцією: ізоляційним ковпаком і сушильною колоною із високоякісних «сендвіч»-елементів. Це мінімізує втрати тепла і запобігає закупорюванню сушильної колони через виділення конденсату. Конструкція сушарки і пристрій вивантаження виконані таким чином, що зерно проходить рівномірно всією площею сушильної колони, завдяки чому не утворюються осередки перегрівання зерна, що сприяє максимально ефективному використанню тепла.
Сушарки Strahl (Італія)
Сушарки Strahl (Італія) призначені для сушіння зерна та насіння зернових, бобових та олійних культур. В основу енергоощадного принципу сушіння покладено принцип рекуперації зерна — отримання додаткової енергії для сушіння із тепла, утвореного по завершенні перебігу процесу сушіння. Така технологія дає змогу зекономити близько 20% енергоресурсів і витрачати електроенергії на 30% менше, ніж у стандартній шахтній проточній зерносушарці. Цикловентилятори оснащені поглиначами шуму, які попереджують попадання пилу і сміття в атмосферу. Зерносушильна колона повністю утеплена (зимовий варіант) і виготовлена зі стійкого до агресивного середовища матеріалу Aluzink (алюміній — цинк). Витяжні тунелі верхньої частини сушарки виготовлено із нержавіючої сталі.
Головна особливість сушарок Strahl — це здатність ефективно працювати не тільки за звичайних, але й складних умов, тобто у разі потреби сушити зерно із високою (35% і більше) вологістю за несприятливих погодних умов (холодне повітря, висока вогкість, вітер). Для цього у сушарці виробник впровадив власну концепцію сушіння зерна із використанням сучасних технічних рішень, що дає швидко, економно і без забруднення навколишнього середовища отримувати висушене зерно високої якості. Зерносушарки Strahl у базовій комплектації оснащені сучасними системами: рекуперації тепла, що дає змогу використовувати енергію відпрацьованого теплого повітря; перманентного пиловидалення (до 80%) завдяки застосуванню підвентиляторних жалюзі, що автоматично закриваються під час вивантаження зерна; комп’ютерного управління, що забезпечує повністю автоматичний режим сушіння у потоці зі стабілізацією вологості зерна на виході. Зерносушильна колона повністю утеплена та оцинкована. Внутрішня частина повітропроводів виготовлена зі стійкого до дії агресивного теплого вологого середовища матеріалу, виготовленого на основі поєднання алюміній — цинк, і нержавіючої сталі. На верхніх вентиляторах встановлено поглиначі шуму. Цикловентилятори запобігають потраплянню пилу і сміття в атмосферу. Зерносушарки Strahl конструктивно адаптовані до роботи із теплогенераторами, у яких використовується природний та зріджений газ і біопаливо (відходи сільськогосподарського виробництва).
Висновки
Під час вибору сушарки для господарства до уваги беруть різні критерії. Але найголовніші із них — продуктивність, універсальність, тобто придатність до сушіння широкої гами зерна та насіння, ощадність і економічність процесів сушіння та адаптація до сушіння із використанням біопалива. Останнім (але не менш важливим) аргументом для прийняття остаточного рішення є ціна сушарки. Тільки після цього можна достовірно й об’єктивно оцінити у довгостроковій перспективі економічну ефективність сушарки.
М. Занько, канд. техн. наук, завлабораторії збирання та первинної переробки урожаю, УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого
Інформація для цитування
Вітчизняний ринок: шахта на вибір / М. Занько // Пропозиція. Спецвипуск. Сучасні техніка та технології зберігання зерна — 2015. — С. 12-21