Коли стикаєшся з терміном «зерносушильний комплекс», в уяві постає потужне нагромадження технологічних комплектуючих: «армади» зернових силосів із «завислими» у повітрі галереями між ними, «задимлені» вологим паром декілька багатомодульних сушарок із обов’язковим супровідним «атрибутом» — піднятими на висоту сучасними зерноочисними машинами, біля яких велично та гордо височіють вентиляційні бункери і норії. Краса і могуть!

М. Занько, канд. техн. наук, ст. наук. співробітник, завлабораторії наукових досліджень, УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого

 

                                                                                                                                                                                         

kzs1

 

Такі технологічні комплекси характерні для потужних підприємств, які комплексно підходять не тільки до питання виробництва зерна, але й до оптимальних термінів його реалізації. Розумна альтернативапритриматисвійурожай принаймні кілька місяців і продати тоді, коли ціни будуть не лише вищі, а й стабільніші. Великі агропідприємства, які акумулювали чи залучили позиковік ошти,вже вирішили це технологічне питання й збудували для себе сушильно-очисні зернові комплекси. Їхня потужність, особливо зі зберігання, розрахована із запасом, і тому вони із задоволенням (звісно, поєднаним із вигодою для себе) приймають зерно від середніх і малих господарств, очищують, висушують та закладають на зберігання. Звісно, можна скористатися такими послугами. Недолік такого підходу полягає у витратах на логістику, сушіння та зберігання врожаю «настороні», до того ж у такому разі не варто сподіватися на отримання назад саме свого, «рідного», зерна, яке було, можливо, вищої якості.

Та вартість таких послуг часто не по кишені невеликим та середнім агрогосподарствам. Тому вони потребують дешевших варіантів виходу із такої ситуації. Одним із таких може бути застосування невеликих малопотужних зернових комплексів. Але і тут «підводних каменів» вистачає. Зазвичай такі комплекси створюються на базі індивідуальних проектів. Але для цього потрібні спеціалісти, оптимальний набір машин та обладнання, як правило, різних фірм та продуктивності, кваліфіковане їхнє ув’язування між собою та загалом у комплекс, високо- професіональне виконання значного обсягу конструкторських та будівель- но-монтажних робіт, розробка та адаптація комплексу в цілому і кожної машини зокрема, налагодження системи автоматизації всіх процесів комплексу. І для цього всього також необхідні чималі кошти. Але де гарантія, що взяті у наш час кредити в банку вдасться ефективно та без ризику «довести» до того дня, коли ви закладете на зберігання у сховище сухе зерно? І коли всі ці питання фермер зважено, крок за кроком, «прокручує» у своїй голові — він уже не хоче ні землі, ні грошей, ні бізнесу… Де ж вихід із такої ситуації? Здається, глухий кут. Та все ж вихід є: потрібно звести невеликий зерносушильний комплекс малої продуктивності, наприклад КЗС-10. Зерносушильний комплекс КЗС-10 розробив та виготовляє ПАТ «Кіровоградський завод дозувальних автоматів». На ринку України він з’явився у 2013 році, звідтоді розпочалось його серійне виробництво. Вже реалізовано понад десять комплексів, які ефективно сушать зерно в господарствах України. За цей дуже короткий час вони здобули «авторитет» та заслужили схвальні відгуки користувачів.

Але розуміючи важливість сторонньої, об’єктивної і неупередженої, оцінки, ПАТ «Кіровоградський завод дозувальних автоматів» 2015 року пройшов у державній системі випробувань сільськогосподарської техніки, головною організацією якої є УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого, державні приймальні випробування комплексу як нового зразка технічних засобів для АПК. Мета випробувань — визначення експлуатаційних показників зернокомплексу та оцінка ефективності використання за при значенням — сушіння зерна у малих господарствах.


Таблиця 1. Показники призначення зерносушильного комплексу

Показники призначення

Значення показника

за даними випробувань

Габаритні розміри, м, не більше
 - довжина  11,2
 - ширина  8,20
 - висота (за норією сушарки)  15
  Технологічний склад комплексу:
 - зерносушарка, шт.  1
 - теплогенератор, шт.  1
 - вертикальні транспортери (норії), шт.  3
 - вентиляційний бункер, шт.  1
Загальна потужність встановлених електродвигунів, кВт, не  більше  40


 

Таблиця 2. Показники призначення теплогенератора

Показники призначення

Значення показника

за даними випробувань 

Максимальна продуктивність теплогенератора, кВт/год  500
Продуктивність теплогене- ратора із нагрівання повітря,  м 3/год  15 000
Теплоносій (основний вид палива)  Тюкована солома пшениці
Маса тюка, кг (за вологості не більше ніж 17%)  14
Тип спалювального пристрою для генератора  Котел із топкою нижнього горіння
Витрата палива, кг/год  240

Температура нагрівання агента сушіння (повітря),

°С
 160
Кількість встановлених вентиляторів, шт.  3
Потужність електродвигуна для подаваннятеплоагента в сушарку,кВт  11
Потужність електродвигунів для нагнітання повітря у топку,шт. х кВт 2 х 1,1
Продуктивність вентилято-рів, м3/год 10 000


Про комплекс…


 

Зерносушильний комплекс КЗС-10 призначений для сушіння продовольчого або фуражного зерна, насіння бобових і олійних культур, зерна кукурудзи та інших сільськогосподарських культур із початковою вологістю не більше 30% однорідними за вологістю партіями з допомогою атмосферного повітря, нагрітого у теплообміннику теплогенератора шляхом спалювання біопалива — тюкованої соломи, відходів деревини тощо.

До складу комплексу КЗС-10 входять: зерносушарка, теплогенератор, вентиляційний бункер, три вертикальні транспортери зерна (норії), три вентилятори для переміщення у складі комплексу повітряних мас, повітропроводи гарячого повітря, вертикальні транс- портери зерна (норії), комплект електрообладнання.

Зерносушарка призначена для сушіння продовольчого або фуражного зерна, насіння бобових і олійних культур, зерна кукурудзи та інших сільськогосподарських культур із початковою вологістю не більше 30%. Вона являє собою два концентричні циліндри із перфорованими стінками зі спільною конічною основою, які встановлені у корпусі теплоізоляційного захисту. Кожен циліндр зібрано із секцій. На верхній секції зерносушарки, на стінці зовнішнього циліндра, на відстані 20 см по вертикалі розташовано два датчики контролю рівня заповнення сушильної камери. У нижній, конусній, основі сушарки розміщено вивантажувальний пристрій із шиберною заслінкою і двома трубопроводами для сходження зерна у приймальну частину норій. Габаритні розміри: 4350х3670х15980 мм. Ємність камери сушіння (за роботи із зерном пшениці з питомою вагою 740 кг/м3) — 16 т.

 

                              kzs_2                           kzs_3                            

 

На даху зерносушарки розміщено дві площадки (на двох рівнях) для технічного обслуговування норій та оглядовий люк. Для управління напрямками потоків зерна у нижній конусній частині сушарки міститься розвантажувальний пристрій. Він має три робочі положення: «Норія №1», «Норія №2», «Норії №1 + №2». На нижній боковій конусній частині сушарки розміщено також два люки для аварійного розвантаження сушильної камери, а на трубопроводі сходження зерна — люк для відбору проб зерна на вологість. Тут же встановлено датчик контролю температури зерна, вивантажуваного із сушарки.

Теплогенератор має такі складові: топку, теплообмінник, вентилятори нагнітання повітря, вентилятор подавання нагрітого повітря через вихідну трубу до сушильної камери. У верхній частині камери згорання розміщена касета із ввареними вертикально і горизонтально розміщеними патрубками. Вертикальні патрубки призначені для видалення продуктів горіння (диму). Дим, переміщуючись угру до димохідної труби, що міститься всередині теплообмінника, нагріває всмоктуване повітря до потрібної температури у горизонтальних патрубках, забір повітря якими відбувається на фронтальній частині теплогенератора. Нагріте повітря нагнітається автономно розміщеним нагнітальним вентилятором, розташованим позаду топки, через вихідну трубу у зерносушарку. Агент сушіння повітропроводами подається із теплогенератора до вентилятора та далі у зерносушарку. В якості палива використовуються рослинні рештки, відходи та солома різних сільськогосподарських культур, дрова, торф, тирса, тріски, соняшникове лушпиння.

В основі конструкції топки — днище колосникового типу, на поверхні якого спалюється солома у тюках або інші енергоносії рослинного походження. Для підвищення інтенсивності горіння теплоносія та підтримання потрібної температури в топці на фронтальній частині боковин теплогенератора, на рівні днища, розміщено два електровентилятори, які трубами подають атмосферне повітря у топку. Підтримання потрібної температури в топці також забезпечується кількістю палива, що спалюється у топці. У вихідній трубі розміщено датчик контролю температури агента сушіння у сушильній камері. Для зменшення непродуктивних термовитрат корпус вентилятора подавання гарячого повітря у сушарку має термоізоляцію.

 

kzs_4

 

Вертикальні транспортери зерна (норії) призначені для технологічного обслуговування зерносушарки та вентиляційного бункера під час їхньої роботи у різних режимах:

 

  • подавання сирого (підвищеної вологості) зерна від зерноочисного агрегату в сушарку (за її заповнення перед початком сушіння);
  • за циркуляції частково висушеного зерна малим колом: сушильна камера сушарки — нижній башмак норії №1 — вертикальне підіймання зерна норією №1 — завантаження (повторне подавання) зерна у сушильну камеру (у разі сушіння зерна зі значною вологістю та поетапного зняття вологи);

  • якщо вологість висушеного зерна задовільна, то перекидний клапан на даху сушарки переводиться у положення «Вивантаження» і працюють обидві норії: норія №2 — на вивантаження у вентиляційний бункер чи в допоміжний автотранспорт, а норія №1 — на завантаження зерна у сушарку.

Керування комплексом


 

До складу електрообладнання входять: силова шафа, кабелі, арматура, датчики контролю. В силовій шафі розміщено системний (загальний) модуль живлення.

Кабелі з’єднують об’єкти електроспоживання зерносушильного комплексу із шафою управління, живлення якої відбувається від силового електричного кабелю з обов’язковим пристроєм розмикання електромережі.

 

Таблиця 3. Показники призначення вентиляційного бункера БВ-40А

 Показникпризначення

 Значення показника

за даними випробувань 

Тип  Зерновий, стаціонарний
Місткість камери вентилювання (для зерна пшениці із питомою вагою 740 кг/м3), т  40
Встановлена потужність електродвигунів, кВт:  66,5
 - вентилятора  11
 - електронагрівача (додаткова опція)  54
 - шнека 1,5
Діаметр центральної труби, м  0,77
Маса бункера, кг  3100

Габаритні розміри:

довжина/ширина/висота, м

 4,4/3,5/11

 

 

Таблиця 4. Характеристика зерна для сушіння у комплексі КЗС-10

Показник Значення показника
Зерно та/або насіння Зерно кукурудзи
Ціле зерно, % 92,7
Дроблене зерно, % 7,3
Засміченість зерна, % 7,3
Маса 1000 зерен, г 329,1
Натура зерна, г/л 870,2
Вологість зерна, %, не більше 18,7

 

 

Контроль за роботою комплексу ведуть чотири видидатчиків:

  • перший — контролю швидкості веденого валу норії: він відключає привід норії за сходження стрічки (у такому разі гасне кнопка «Пуск» Норія №1(2) на панелі управління);

  • другий — контролю температури вивантажуваного зерна (індикація — на табло системного блока;

  • третій — контролю температури агента сушіння (гарячого повітря), що подається із теплогенератора у сушарку (індикація — на табло);

  • четвертий — рівня заповнення сушильної камери (сигналізація відображається на сигнальній колоні).

Сигнальна колона із різнокольоровими вертикальними секторами розміщена вгорі на силовій шафі. За кольором світлового сектора визначається рівень зерна, що міститься у сушильній камері сушарки.

На дверцятах силової шафи розміщена панель управління роботою комплексу із кнопками включення виключення складових зерносушарки у верхній її частині. З допомогою кнопок «пуск»/«стоп» ведеться управління роботою вентиляторів і приводів норій: вони загораються за їхнього натискання і тим самим сигналізують про стан роботи відповідного об’єкта.

 

Додаткове обладнання


 

Важливий технологічний елемент сушильного комплексу — вентиляцій бункер БВ-40А, призначений для накопичення і тимчасового зберігання зерна після сушіння у зерносушарці для забезпечення рівномірної, безперервної роботи зерносушильного комплексу.

Технологічно він потрібен для забезпечення важливого процесу: відлежування і «відпотівання» зерна, тобто виділення вологи із поверхні ще гарячого після сушіння зерна і наступного продування його холодним повітрям. Такий технологічний прийом дає змогу видалити внутрішню вологу зсередини зернини, яка найважче піддається вивільненню, та додатково знизити вологість ще на 2–3% після зерносушарки. Тобто зерно не потрібно відразу сушити на кінцеву допустиму вологість — 15%, а тільки до 16–17%, решту «зніме» вентиляційний бункер. Завдяки цьому значно зменшується витрата енергоносія для сушіння.

 

Умови проведення експлуатаційних випробувань комплексу КЗС-10


 

Випробування комплексу КЗС-10 було проведено у ТОВ «Кам’янецьке Агро» (с. Кам’янки Теплицького р-ну Вінницької обл.), де його змонтовано та введено в експлуатацію 2015 року. Комплекс у першій декаді жовтня працював на сушінні зерна кукурудзи (табл. 4). Гідрометеорологічні умови, в яких тоді працював зерносушильний комплекс: день із перемінною хмарністю, сухий, без опадів; температура навколишнього середовища — всього 12,3 проти 15°С згідно з вимогами; значна швидкість вітру — 4 м/с; відносна вологість повітря — 40,4%.

Умови вегетації та збирання кукурудзи у 2015 році характеризувалися значною посушливістю через брак природних опадів протягом тривалого періоду. Тому після комбайнового збирання її вологість була незначна і становила 20%. Однак для надійного тривалого зберігання зерно потребувало доведення до нормованої вологості — 15%. Для спалювання у теплогенераторі використовували відповідно до проектних вимог основний вид палива — суху солому озимої пшениці у тюках (і що важливо — геометричні розміри тюків відповідали розмірам завантажувального вікна топки — табл. 3).

Перед завантаженням комплексу слід обов’язково визначити в лабораторії вологість партії зерна, що підлягає сушінню, і відповідно до цього виставити завдання для зняття зайвої вологи (встановити потрібні кількість ступенів і режими сушіння).

Послідовно включають вентилятори нагнітання повітря для теплогенератора (кнопки «Пуск», «Вентилятор 1 (2, 3), що розміщені на панелі управління на дверцятах силової шафи).

 

kzs_6                           kzs_5

 

Після цього паливо завантажується у теплогенератор (фото 15) і запалюють. Топка прогрівається до температури агента сушіння (повітря) — 120°С. Температура регулюється кількістю палива, що завантажується у топку, та інтенсивністю його згорання в ній.

Інтенсивність горіння визначається кількістю повітря, що подається нагнітальними вентиляторами. Значення температури відображається на інтерфейсі. За досягнення температури агента сушіння 120°С сушильна камера має прогрітися у незавантаженому стані впродовж 30 хв. Після цього, згідно із технологічною картою, відбувається завантаження зерносушарки та встановлення відповідних режимів роботи. Коли зерносушарка ввійшла в установлений режим сушіння (показники вологості висушеного зерна відповідають завданню сушіння), продовжується режим сушіння і контроль вологості через кожні 30 хв. Якщо кінцева вологість перевищить потрібну, то слід підкорегувати роботу зерносушарки відповідно до технологічної карти.

Після закінчення процесу сушіння партії зерна воно обов’язково підлягає відлежуванню та охолодженню у вентиляційному бункері БВ-40. Готовність зерна до зберігання визначають за результатом остаточної вологості після отримання висновку лабораторії.

 

 Таблиця 5. Якість сушіння зерна кукурудзи у комплексі

Показник Значення показника
згідно з вимогами ТУ за даними випробувань
Зерно та/або насіння Продовольче або фуражне зерно, насіннябобових і олійних культур, зернокукурудзи… Зерно кукурудзи
Ціле зерно, % Немає даних 90,8
Дроблене зерно, % Також 9,2
Маса 1000 зерен, г Немає даних 326,1
Натура, г/л Також 870,2
Вологість зерна, % 30 20,0

 

Оцінка якості роботи комплексу


 

Зерно перед сушінням було пропущене через очисний агрегат типу ЗАВ. Вологість зерна становила 20% (табл. 5).

Сушіння зерна кукурудзи засвідчило, що за зняття вологи на 5% (від 20 до 15%) продуктивність сушарки становить 8 т/год за споживання електроенергії — 29,3 кВт/год. Тобто для зниження вологості в 1 т зерна на 5% витрачається 3,6 кВт/ год. Для зниження вологості на 1 т/% витрата електроенергії становить 0,7 кВт/год.

Бункер БВ-40А виконав вентилювання зерна атмосферним повітрям і знизив вологість на 1% (від 16 до 15%) із продуктивністю 4 т/год. Тобто для вентилювання 1 т потрібно 0,25 год. За потужності електродвигуна вентилятора 11 кВт/год витрати електроенергії на роботу бункера в режимі вентилювання становили 2,75кВт/т. Для зняття вологи на 1 т/% витрати електроенергії становлять 0,69 кВт.

Для оцінки ефективності комплексу проведено його економічне оцінювання. Для розрахунку економічних показників бралось до уваги, що питомі витрати електроенергії на зняття вологи на 5% становлять 5,2 кВт*год/т, ціна електроенергії — 2 грн/кВт*год, витрати палива (соломи) становлять 27 кг/т, а ціна соломи (фактично — власної) — 0,50 грн/кг. Затрати праці на сушіння 1 т зерна кукурудзи становлять 0,25 люд.-год. Прямі експлуатаційні витрати — 8,2 грн/т/%, у їхній структурі 58,5% припадає на біопаливо (солому) та електричну енергію.

 

kzs_7

 

Висновки.

За результатами випробувань установлено, що побудова зерносушильного комплексу КЗС-10 з урахуванням важливої на сьогодні технологічної складової — теплогенератора на біопаливі та відповідної компоновки — оптимально раціональне рішення, що відповідає важливим сучасним тенденціям. У конструкції комплексу застосовано якісні сучасні конструкційні та комплектувальні матеріали й агрегати. Якість виготовлення та монтажу на місці використання (у господарстві) — задовільні. Технічні параметри, прийняте енергозабезпечення — потужність електродвигунів та продуктивність складових комплексу: теплогенератора, норій і вентиляційного бункера — відповідають параметрам та продуктивності ключового технологічного елемента — сушарки. Для зняття вологи на 1 т/% потрібна витрата електроенергії становить 1,4 кВт/год. Відповідно до проектної продуктивності і застосовуваного палива, що використовується для спалювання у теплогенераторі, комплекс КЗС-10 найбільшою мірою задовольняє потреби малих та середніх зерновиробників.

Назад