Зерносушилки

Зерносушилки

Уборка урожая зерновых – очень важный этап в обеспечении людей продовольствием. Однако не менее важным является его сохранение. Чтобы зерно хорошо хранилось, его влажность не должна превышать 14-15%. Климатические условия в России таковы, что, даже при хорошей погоде, влажность собранного зерна составляет 18-20%. При неблагоприятных погодных условиях влажность зерна достигает 25-35 процентов. Кукуруза и подсолнечник так же имеют повышенную влажность семян. По некоторым данным, до 20% урожая в России теряется из-за повышенной влажности и не надлежащих условий хранения. Чтобы довести влажность зерновой продукции до требуемых 14-15%, необходимо осуществлять ее сушку. Кроме повышения сохранности зерна, сушка улучшает хлебопекарные и мукомольные качества зерна, уменьшает транспортные затраты, повышает производительность перерабатывающего оборудования (мельниц, крупорушек и пр.), уменьшает его износ. Все это, в конечном итоге, сказывается на себестоимости готового продукта, который мы покупаем в магазинах.

Послеуборочная обработка зерновых включает в себя несколько операций: предварительную очистку, сушку, первичную очистку, обработку триерными блоками, перемещение зерна между различными стадиями обработки. Из всех этих операций сушка является самой важной - по ее значению для сохранности и качества урожая и по сложности самой задачи.

Существуют различные способы  сушки зерна, все их можно разделить  на две категории: естественную и  искусственную сушку.

Естественная  сушка – это сушка на солнце, с применением перелопачивания  зерна. Такую сушку можно в некоторой степени интенсифицировать, применяя вентиляторы. Однако естественная сушка (даже с использованием вентиляторов) эффективна только при хорошей погоде и при незначительных объемах зерна.

Гораздо более эффективной является искусственная  сушка, которая не зависит от погоды и позволяет быстро просушивать большие объемы зерна. Для ее осуществления используются зерносушилки различных конструкций, отличающиеся друг от друга по виду сушильного агента (вещества, с помощью которого тепло передается зерну), по способу передачи тепла от агента к зерну и удалению влаги из него. Это могут быть сушильные печи (подовые сушилки), передающие тепло зерну при непосредственном контакте с ним, или сушилки, использующие нагретый газ или смесь газов, которые продуваются через влажное зерно, нагревая его и забирая влагу. В настоящее время, в основном, используются сушилки второго типа. Они являются более производительными, экономичными и обеспечивают лучшее качества высушенного зерна. К таким сушилкам относятся шахтные, вибрационные, барабанные, камерные, колонковые и некоторые другие.

Шахтные зерносушилки являются одними из самых широко используемых. Они  предназначены для сушки урожая различных культур: зерна, семян  крупяных и зернобобовых культур, подсолнечника, - с исходной влажностью до 35%. Шахтные сушилки применяются давно, с течением времени они значительно усовершенствовались – в части самой технологии сушки, используемых материалов, автоматизации и программируемости – и сейчас являются очень эффективным, технологичным сушильным оборудованием, пользующимся заслуженным спросом.

Шахтные зерносушилки базовой комплектации состоят из двух сушильных шахт, собираемых на одной станине, и комплекта  оборудования, состоящего из:

• Теплогенераторов или топочных блоков.
• Вентиляторов холодной и горячей зоны.
• Норий.
• Приемного и выгрузного бункеров.
• Дозирующего устройства.

Кроме этого, шахтные зерносушилки комплектуются самотечными трубами, накопительными бункерами, электрокабелями, пультом управления, всеми необходимым  крепежными изделиями и прочим.

Сушильные шахты собираются из одинаковых модулей (секций), установленных друг на друга. Конструкция шахтного модуля представляет собой каркас прямоугольной формы, в котором установлены подводящие и отводящие короба (воздуховоды), через которые в шахту подводится горячий воздух и отводиться отработанный, отдавший свое тепло сырью. Подводящие и отводящие короба располагаются в шахматном порядке друг по отношению к другу, так что каждый отводящий короб находится в окружении подводящих коробов, и наоборот. Короба представляют собой конструкцию, похожую на двухскатную крышу дома с загнутыми вниз краями. Сверху они являются закрытым, снизу - открытыми. Зерно, засыпаемое в шахтные зерносушилки сверху, не заполняет пространство под коробами. Если посмотреть на модуль, заполненный зерном, в разрезе, то можно увидеть слой зерна, пронизанный пустыми полостями под коробами. По этим полостям перемещается воздух – горячий, идущий от теплового блока, и отработанный, отдавший свое тепло сырью. Толщина слоя сплошного зерна в шахтной зерносушилке не превышает 140-150 мм. Такая схема теплообмена обеспечивает максимальный контакт нагретого воздуха с зерном, что позволяет осуществлять его эффективную сушку. Зерносушилки других типов имеют зачастую большую толщину слоя зерна, что отрицательно сказывается на их эффективности.

Сушка сырья происходит в модулях, расположенных в верхних и  средних частях шахт. Для обеспечения  циркуляции воздуха в сушильных  модулях, используются вентиляторы горячей зоны. В модулях, расположенных внизу шахт, происходит охлаждение сырья. Циркуляция воздуха в охлаждающих модулях обеспечивается вентилятором холодной зоны.

Для разогрева сушильного агента (газа, воздуха) зерносушилки комплектуются  топочными блоками (теплогенераторами). Топочные блоки могут работать на жидком топливе (обозначаются ТБЖ, ТБМ) и на газе (обозначаются ТБГ). Вообще, конструкции топочных блоков могут быть самыми разными. По типу нагрева они подразделяются на блоки прямого и косвенного нагрева. Блоки прямого нагрева осуществляют нагрев объекта смесью воздуха и газа, образовавшегося в результате горения. Такие блоки имеют высокий КПД, поскольку потери тепла являются минимальными, однако сушильный агент в этом случае содержит вредные газы, образующиеся при сгорании топлива (в том числе и угарный газ). Это является отрицательным обстоятельством, поскольку зерно, высушенное таким агентом, может сорбировать вредные примеси, содержащиеся в газе. Поэтому шахтные зерносушилки комплектуются, в основном, топочными блоками косвенного нагрева, в которых сушильным агентом является чистый воздух. Газы, образовавшиеся от сгорания топлива, не имеют прямого контакта с воздухом, они нагревают его через теплообменник, после чего выбрасываются в атмосферу. КПД такого блока ниже КПД блока прямого нагрева, однако, на это снижение идут ради сохранения качества зерна. Температура воздуха, подаваемого в шахту, может быть в диапазоне 35 – 150 °С.

Для подъема и подачи зерна в  шахту зерносушилки сверху, служат нории, представляющие собой особый род транспортеров с ковшами, закрепленными на ленте или цепи. При прохождении ковшей в нижней точке, они зачерпывают из приемного бункера зерно, поднимают его вверх и, при прохождении верхней точки, высыпают в загрузочное устройство, которое загружает зерно в шахту. Нории являются универсальным оборудованием, широко применяемым при работе с различными сыпучими материалами.

В общем виде, работа шахтной зерносушилки происходит следующим образом. Нории  подают влажное зерно из приемного бункера в загрузочное устройство, расположенное на верху шахты. Загрузочное устройство заполняет шахту зерном. После того, как шахта заполнится, включаются теплогенераторы и вентиляторы холодной и горячей зоны. В течение некоторого времени происходит прогрев и сушка зерна в шахте, после чего включается разгрузочное устройство, которая начинает отводить зерно из-под шахты. В результате этого, зерно в шахте начинает двигаться вниз, и зерносушилка переходит на автоматический режим работы. Скорость и режим движения зерна в шахте определяется режимом работы разгрузочного устройства.

Для контроля за процессом сушки  служат датчики уровня зерна и  температуры. Первые контролируют уровень  зерна в шахте и управляют  процессом его загрузки. Датчики  температуры следят за температурой зерна и контролируют температуру горячего воздуха, подаваемого в шахту. Чтобы качество зерна в процессе сушки не ухудшалось, его температура не должна превышать определенных значений. Эти значения различны для каждой категории зерна (продовольственного, семенного, фуражного).

Технологическая схема сушки, которую  используют шахтные зерносушилки, является очень гибкой, она обладает способностью к легкой перенастройке. Существует возможность использовать рециркуляцию воздуха, при которой отработанный воздух не выбрасывается в атмосферу, а возвращается обратно в контур горячего воздуха, с целью снижения его температуры. В том случае, если исходное зерно является слишком сырым, его можно смешивать с уже высушенным. Эта операция позволяет снизить влажность исходного сырья перед тем, как подать его в шахту.

Шахтные зерносушилки обладают рядом существенных преимуществ:

• Они являются зерносушилками открытого типа, т. е. не требуют строительства зданий или навесов для их укрытия.
• Сушилки имеют высокий КПД благодаря использованию современных теплоизоляционных материалов для снижения потерь тепла.
• Они обладают программируемой системой управления, позволяющей автоматизировать процесс сушки зерна на всех стадиях технологического процесса.
• Для их работы требуется минимальный обслуживающий персонал. Сушилкой управляет один оператор.
• Наличие датчиков уровня зерна и его температуры, а так же системы автоматического блокирования работы зерносушилки, позволяют избежать аварийных ситуаций, таких как завалы зерна, его возгорание, выход из строя узлов и деталей.
• Расход электроэнергии и топлива является сравнительно небольшим.
• В качестве сушильного агента используется теплый воздух без примесей топочных газов, что позволяет избежать сорбции зерном продуктов горения.
• Система рециркуляции воздуха позволяет осуществлять непрерывную сушку зерна относительно невысокой температурой, что дает возможность избежать перегрева зерна, могущего привести к ухудшению его качества.
• Зерносушилки имеют систему автоматической регулировки температуры сушки (с точностью до ±1°С), которая позволяет поддерживать оптимальную температуру в зависимости от исходной влажности зерна.
• Конструкция подводящих и отводящих коробов обеспечивает равномерность распределения теплого воздуха в сушильном пространстве шахты.
• Конструкция разгрузочных устройств обеспечивает максимально щадящее воздействие на зерно при его выгрузке, что сказывается на качестве семян.