СУШІННЯ ЗЕРНА В УКРАЇНІ: ВІД БАНТИНИ ДО ШАХТИНИ

Зерносушарка шахтного типу «ТоР» моделі СД-30

Станіслав Халін, директор, кандидат економічних наук, доцент

Микола Занько, кандидат технічних наук ДНУ «УкрНДІПВТ ім. Леоніда Погорілого

Початок https://www.zerno-ua.com/journals/sushinnya-zerna-v-ukrayini-vid-bantyny-do-shahtyny/

Зерно завантажується через отвір діаметром 200 мм у даху сушарки.  Бункер оснащено двома ротаційними датчиками рівня зерна, які керують  автоматичним заповненням зерносушарки.

Сушильну колону виготовлено з листів оцинкованої сталі, вона слугує для  перебування в ній вологого зерна, яке в процесі сушіння нагрівається,  висушується та в нижніх секціях охолоджується. Сушильну колону оснащено  коробами-повітроводами, через які подається гаряче сухе повітря та відводиться  вологе охолоджене повітря.

Зерносушарка типу «ТоР» моделі СД-30 під час випробувань працювала в технологічному тандемі з твердопаливним теплогенератором теплової потужності 2,0 МВт.

 Теплогенератор (ТГ) або газовий пальник, що розташовані з одного боку  колони сушарки, за допомогою приєднаного повітроводу подає теплоагент до дифузора. Повітряний потік гарячого повітря пронизує зерно в колоні та  виходить на протилежний бік колони до другого дифузора. З протилежного боку розташований дифузор осьового вентилятора, який створює вакуум у колоні, завдяки чому й створюються умови для процесу сушіння.

Конфігурація коробів із вертикальними елементами забезпечує можливість сушіння зерна із засміченістю до 4% (колона із самоочищенням).

Вертикальна перемичка, розташована над трикутним коробом, розділяє шахту на вертикальні стволи, як у жалюзійних сушарках. Це не дає зерну хаотично рухатися шахтою сушарки, внаслідок чого кожна зернина з кожного зі стволів за однаковий час проходить шахту, й відбувається рівномірне сушіння продукту. Також вертикальна перемичка не дає змоги осідати на вершинах трикутних коробів зерновому сміттю, що дає можливість сушити в колоні засміченіше зерно (до 4%), а також зменшує пожежонебезпеку зерносушарки.

Вивантажувальний механізм здійснює дозування та плавне вивантаження зерна. Вивантаження зерна виконується за допомогою  вивантажувального механізму, якому надає дії двигун-редуктор, який своєю чергою керується частотним перетворювачем. Це дає змогу з високою точністю керувати продуктивністю вивантаження зерна із сушарки. На відміну від шахтних зерносушарок інших виробників, цей вивантажувальний механізм має легкий доступ для чищення та обслуговування і забезпечує плавне та рівномірне вивантаження зерна.

Шахту зерносушарки може бути виготовлено в трьох варіантах залежно від потреб замовника: 1) без рекуперації тепла; 2) з рекуперацією тепла; 3) з подвійною рециркуляцією повітря в колоні (повне відшкодування тепла).

Зерносушарки «ТоР» можуть обладнуватися традиційними газовими пальниками або топками на твердому паливі залежно від економічної доцільності використання певного виду палива. Теплогенератор або газовий пальник, що розташовані з одного боку колони сушарки, за допомогою приєднаного повітроводу подають теплоагент до дифузора. Повітряний потік гарячого повітря пронизує зерно в колоні та виходить на протилежний бік колони  до другого дифузора. З протилежного боку розташовано дифузор осьового вентилятора, який створює вакуум у колонні, завдяки чому  й формуються умови для процесу сушіння.

Як додаткові опції до складу зерносушарки можуть бути включені:

– система аспірації витяжного вентилятора;

– утеплення зерносушильної колони;

– віялка для відбирання легких фракцій забруднення зерна;

– оперативні ємності-силоси з конусним дном для зберігання та охолодження зерна;
– транспортне обладнання – норії, транспортери.

Експлуатаційне оцінювання сушарки моделі СД-30, представника зерносушарок типу «ТоР», проведено в складі  зерносушильного комплексу, побудованого на її базі (на території ФОП Куцаєв В.О. (Кіровоградська область, м. Олександрія). Зерносушарку й теплогенератор у її складі доставлено з місця виготовлення (смт Гребінки, Київська область) до місця монтування та експлуатації в повному комплекті, в демонтованому стані. Її монтування на зерновому складі здійснювалося силами сервісної служби ТОВ «ТЕЗЗ». За результатами технічної експертизи встановлено, що якість виготовлення зерносушарки гарна та відповідає вимогам технічних умов ТУ У 28.9-37944893 – 001 : 2025 «Зерносушарки шахтного типу «ТоР» модель «СД». Зерносушарка типу «ТоР» моделі СД-30 під час проведення випробувань працювала в технологічному тандемі з твердопаливним теплогенератором потужністю 2,0 МВт (розробки та виробництва ТОВ «ТЕЗЗ»).

Природні умови, які відчутно впливають на теплову ефективність використання теплової енергії теплогенераторного  комплексу і продуктивність сушіння зерна – температура навколишнього середовища, вологість повітря, атмосферний тиск – загалом були задовільними: температура повітря становила +4°С. Температура теплоагента, який подавався з теплообмінника теплогенератора до сушарки, становила 117^оС, що відповідає вимогам до умов сушіння зерна кукурудзи продуктового та фуражного призначення. Посушливі умови під час вистигання зерна протягом вересня – жовтня 2024 р. зумовили незначну вологість зерна – на рівні 22%. Тому сушіння зерна до нормованих 14 % виконувалося в режимі знімання вологи всього на 8%: з 22% до 14% за один прохід через сушарку. У висушеному зерні не встановлено наявність сторонніх запахів. Теплоагент до сушарки подавав вентилятор твердопаливного теплогенератора, який спалював пелети, виготовлені з відходів соняшнику – з лушпиння насіння. Теплотворна здатність такого палива – на рівні 4 кВт/кг. За проєктних витрат біопалива (деревні тріски) в топці теплогенератора в 900 кг/год фактичні витрати пелет становили 530 кг/год, а питомі витрати – 5,1 кг/т·%. Теплогенератор під час спалювання такої кількості соняшникових пелет розвиває теплову потужність 2 МВт. Осьові вентилятори забезпечують подачу теплоагента та переміщення холодного повітря до сушарки з продуктивністю 75 000 м³/год. Продуктивність сушіння зерна кукурудзи за такого режиму зниження вологи становила 13,0  т/год. Номінальна потужність електродвигунів сушарки, норій і теплогенератора становить 47,7 кВт, споживана – 46,0 кВт. Питомі витрати електроенергії зерносушарки за зазначеної продуктивності сушіння, становили  0,44  кВт∙год/т·%.

Економічні показники сушарки СД-30 визначені згідно з ДСТУ 4397:2005 «Сільськогосподарська техніка. Методи економічного оцінювання техніки на етапі випробування». Встановлено, що затрати праці під час експлуатації сушарки та сушіння зерна становлять 0,01 люд.∙год./(т·%). Прямі експлуатаційні витрати на  т·% становили 18,65 грн. У структурі прямих експлуатаційних витрат 74% становлять витрати на теплову та електричну енергії.

Якість виготовлення зерносушарки типу «ТоР» моделі СД-30 перевіряли на відповідність вимогам технічних умов ТУ У 28.9-37944893 – 001 : 2025 «Зерносушарки шахтного типу «ТоР» модель «СД». За результатами технічної експертизи встановлено, що механічна обробка комплектувальних деталей і вузлів відповідає вимогам до конструкторських  документів. У конструкції сушарки використано термоміцну й оцинковану сталь. Якість іпараметри антикорозійного металевого покриття (з цинку) відповідає вимогам технічних умов на зерносушарку. Елементи конструкції, виготовлені із листового та профільованого прокату, не мають гострих країв.

Контроль якості зварювальних з’єднань проведено візуально-оптичним методом. Зварні з’єднання виконано з урахуванням режиму зварювання для кожного типу з’єднання та поєднання товщини металу. Поверхня зварних швів є гладкою або дрібнолускатою та має плавний перехід до основного металлу. Наплавлений метал є щільним за всією довжиною шва, не має тріщин, скупчень і ланцюжків, поверхневих пор. Болтові з’єднання затягнуті рівномірно, з потрібним зусиллям, перекосів і  деформацій з’єднаних деталей немає.

Оцінювання конструкції зерносушарки моделі СД-30 типу «ТоР» на відповідність вимогам Технічного регламенту з безпеки машин та ергономіки проведено згідно з державним  стандартом ДСТУ EN 614-1:2018 «Безпечність машин. Ергономічні принципи проєктування. Частина 1», який є однією із складових доказової нормативно-законодавчої бази відповідності зазначеному регламенту (в частині пунктів, вимоги яких поширюються на зерносушарку СД-30). Управління зерносушаркою здійснюється в автоматичному режимі. Весь процес сушіння регулює електронний блок (контролер) управління процесом. Електронний блок управління повсякчас одержує дані з датчиків температури на вході й виході агента сушіння. Шафу керування зерносушаркою розміщено в операторській кімнаті, що забезпечує задовільні умови для роботи оператора.

За результатами тестувань зроблено оцінку конструкції зерносушарки СД-30 і констатовано, що вона:

– має всі позитивні особливості, характерні для сушарок шахтного типу: здатність сушити зерно всіх видів зернових, олійних і бобових культур за різними технологіями й водночас забезпечує продуктивність сушіння в чималому діапазоні;

– адаптована та продуктивно сушить зерно в технологічному тандемі твердопавливним теплогенератором;

– має гарний рівень енергоефективності й енергозбереження, позаяк може працювати в режимі одно-  та подвійної рециркуляції повітря в колоні (повне відшкодування тепла);

– може сушити зерно із засміченістю до 4% (колона – із самоочищенням) завдяки конфігурації коробів із вертикальними елементами;

– має задовільний рівень автоматизації технологічних режимів. Це дає змогу  встановити контроль за процесом сушіння зерна, спалювання біопалива, вироблення теплоагента з потрібною температурою та його подачею до сушарки;

– задовільно адаптована до проведення технічного обслуговування;

– характеризується хорошим рівнем проєктно -конструкторських робіт і якості виготовлення  з боку виробника – ТОВ «ТЕЗЗ». Це чималою мірою не зумовлює проблем у процесі  монтажу  сушарки на місці використання та за технологічного поєднання в складі зерносушильного комплексу з іншим технологічним обладнанням і гарантує належну технічну надійність під час експлуатації у господарстві;

– за умов сухої осені в зоні Степу України сушарка під час сушіння зерна кукурудзи забезпечує продуктивність на рівні 312 т/добу, що відповідає вимогам Технічних умов на зерносушарку – не менше 240 т/добу. Такій продуктивності дуже сприяє надійне та продуктивне забезпечення зерносушарки теплоагентом від твердопаливного біотеплогенератора.

Використання зерносушарки типу «ТоР» моделі СД-30 і твердопаливного теплогенератора з використанням біопалива (пелети) в  технологіях сушіння зерна за умов забезпечення іншими енергоносіями (природний газ, електроенергія, дизельне пальне) відповідає сучасним тенденціям сушіння зерна в Україні. Практика їх використання в Україні свідчить, що основними замовниками зерносушарок є сільськогосподарські підприємства різних форм власності й зернопереробники, які опікуються зберіганням і переробкою урожаю зернових та олійних культур і кукурудзи.

Згідно з основною технічною комплектацією і використанням додаткових опцій зерносушарка успішно використовується в усіх кліматичних зонах України. Зерносушарка типу «ТоР» моделі СД-30 у комплектації твердопаливним теплогенератором засвідчила свою економічність й ефективність застосування в підприємстві-власнику, яке опікується зерновиробництвом та сушінням зерна.

Згідно з отриманими результатами тестувань, виконавцем яких була Державна наукова установа «УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого», зерносушарку шахтного типу «ТоР» моделі СД-30 у штатній комплектації твердопаливним теплогенератором рекомендовано до постановлення на виробництво та використання в Україні.