Вентилювання і температурний контроль – наріжне каміння ефективної роботи

Швидко й на малій площі

Із плином часу дедалі більшого застосування для зберігання зерна дістають силоси.

Вони мають різну місткість (до 10 тис. т і більше), виготовлені зі сталі, алюмінію та різноманітних сплавів. Найчастіше їх виробляють із листової сталі, а є вони циліндричними за формою.

Переваги металевих силосів – зручність їх завантаження та розвантаження. Вони швидше будуються (монтуються), вартість 1 т їх місткості в 1,5–2 рази менша, ніж елеватора із залізобетону. Ще перевага: такі сховища потребують і небагато площі.

Так, на території, потрібної для зведення складу на 5,5 тис. т, можна розмістити три металевих сховища загальною місткістю 15 тис. т.

Металеві сховища надійно захищають зернові маси від гризунів, пожежобезпечні, зручні для газової дезинсекції, активного вентилювання тощо.

Силоси мають відповідати низці вимог. Поряд зі стійкістю проти тиску завантаженої до нього зернової маси, вітру та несприятливої дії атмосферних чинників вони мають сприяти збереженню зерновою масою вихідних показників якості.

Основна вада зернових силосів полягає в тому, що вони в змозі забезпечити надійне зберігання лише сухого зерна та зерна середньої вологості.

Однак практика свідчить, що за різких температурних перепадів створюються чималі температурні градієнти, які призводять до термовологопровідності зернової маси та утворення в ній вологи з конденсату.

Останнє стимулює активацію мікрофлори та низки інших негативних явищ.

У боротьбі проти них дієвий засіб – активне вентилювання (або аерація зерна).

Аерація – це ефективний інструмент для контролю якості зерна, закладеного на зберігання до зернового силосу або зерносховища.

Аерація має дві функції: 1) сприяє відчутному підвищенню характеристик якості зерна, позаяк підтримується потрібна вологість і температура впродовж усього періоду зберігання; 2) застосовується для доволі швидкого охолодження теплого (гарячого) зерна до потрібної температури, через що знижується ймовірність псування зерна та зараження його шкідниками.

Такий оптимальний режим за вологістю і температурою гарантує запобігання гниттю та відповідно появі плісняви на поверхні зерна, а також дії шкідливих комах. Аерацію зерна здійснюють за допомогою систем активного вентилювання зерна.

Базовими технічними елементами системи активного вентилювання зерна є конструкційне виконання металевого силосу та його пристосованість до відведення з його об’єму та від зерна надлишкової температури й вологи. До складу системи входять вентилятори, патрубки подачі повітря в силоси, повітровідводи, дахові повітровідводи й настил аероднища.

Особливості вентиляторів

Пневматичні вентилятори як супутня продукція машинобудування для зерновиробництва виробляються багатьма фірмами. Проте кожен вентилятор має свої конструкційні особливості та параметри, які й зумовлюють вибір покупця.

Приміром, пневматичні вентилятори компанії Neuero (Німеччина) мають потужність електроприводу від 1 до 22 кВт (таблиця). Вони здатні забезпечити подачу до силосу через товщу зерна заввишки до 30 м під тиском до 1000 МПа від 2000 до 45 000 м3 повітря. Цим самим домагаються високої швидкості, продуктивності й ефективності аерації зерна.

До інших позитивних переваг належать невеличкі витрати: один вентилятор оптимальної потужності, що, зазвичай, застосовують для цього, має потужність усього 5,5 кВт•год. Тривалість циклу аерації залежить від пори року й різниці між температурою навколишнього середовища та зерна в силосі, й може тривати до 120 год.

Залежно від режиму вентиляції, яким слід забезпечити силос, вентилятори можуть технологічно монтуватися на  різній висоті.

Для поліпшення відведення відпрацьованого повітря, яке пройшло через весь «стовп» зерна за всією висотою силосу – «знизу – догори», використовують витяжні вентилятори, які розташовуються на даху силосу (силоси серії 40-Series компанії GSI). Такі технічні рішення дають можливість домогтися потрібної ефективності під час вилучення відпрацьованого повітря та підвищити назагал продуктивність усієї системи повіт­ровідведення.

Із двох основних типів вентиляторів в АПК – осьових і відцентрових – у вентиляційних пристроях елеваторів, сільськогосподарських і зернопереробних підприємств найчастіше використовують відцентрові вентилятори середнього тиску (до 3 кПа).

Відцентрові вентилятори високого тиску (8–12 кПа) застосовують у системах пневматичного транспорту. Осьові вентилятори використовують для переміщення великих об’ємів повітря за потреби у створенні невеликого тиску.

Останнім часом, на жаль, наявні випадки руйнування (розривання) металевих конструкцій силосу. Серед інших причин називають вібрацію конструкції силосу, яку зумовлено використанням вентиляторів, що застосовуються для вентилювання зерна.

Відтак першочергова вимога до технічного стану вентиляторів – висока точність динамічного балансування крильчатки вентилятора. Ця робота має здійснюватися вже на місці монтажу та експлуатації вентилятора.

Вентилювання зерна охолодженим повітрям.

Функціонування звичайної системи активного вентилювання зерна передбачає використання звичайного атмосферного повітря, яке є більш сухим (тобто містить менше вологи) порівняно з вологим зерном (правильніше, вмістом вологи в зерні силосу-бункера). Поряд із нею також застосовують технологію охолодження зерна. Реалізується вона завдяки продуванню через нього охолодженого та сухого повітря. Для цього використовують спеціальні холодильники CRIO-MX (компанія MULMIX FACCO; Італія).

Контролюємо температуру зерна.

Наявність тепла в житті кожного організму, навіть простого, до якого належить зернина, завжди супровод­жується виділенням продуктів життєдіяльності. А їх поява в зерновому середовищі ой як не бажана. Відтак на часі – швидке зниження температури. Адже саме це зупиняє розвиток плісняви, токсинів, мікотоксинів, альфатоксинів, бактеріальної флори. Крім того, запобігаємо появі комах і відчутно знижуємо метаболізм – внутрішні фізіологічні процеси в самому зерні. Тому контролю температурного стану зерна та механізму його зміни та керування в силосах приділяють неабияку увагу.

Технічні рішення для контролю за температурою зерна в зерносховищі (силосі). 

Нагляд за температурою зерна в силосах здійснюють за допомогою термодатчиків. Відповідний сигнал від них надходить через електричні кабелі до комп’ютерної системи.

Температурні показники зерна можуть зніматися за графіком відповідно до температурних умов і режиму його зберігання з інтервалом навіть у годину. Використання комп’ютера дає змогу одержані дані роздрукувати у вигляді статистичної цифрової інформації або графіків. Водночас фіксується температура зерна та відхилення її від норми, а за отриманими результатами визначають потребу в аерації. Температурні датчики можуть бути розташовані в різних точках об’ємного простору зернової маси силосу: всередині, збоку, згори, знизу тощо.

Це дає змогу точно встановити локальний осередок «температурної тривоги» та ступінь і режим аераційного охолодження або нагрівання.

Система автоматизованого конт­ролю температури ЕСКТ-Ц  (Одеський завод елеваторного обладнання – «Зернова столиця») першочергово спрямована на контроль температури зерна під час його зберігання. Фактично це – програмний комплекс, який дає можливість вчасно визначити ймовірність виникнення осередку самонагрівання зерна завдяки вирахуванню кількома алгоритмами тенденції щодо зростання температури зерна. До складу комплексу входять:

 термопідвіски – являють собою кабель-трос із розміщеними на ньому датчиками температури фірми Dallas Semiconductor (США);

 блоки збирання інформації;

 станція опрацювання візуалізації інформації.

Програмне забезпечення дає змогу відстежувати в режимі реального часу стан температури як на рівні всього елеватора, так і в кожному корпусі, силосі, кожній частині силосу або зони складу окремо.

Наявність графіків зміни температури дає змогу візуально контролювати тенденції режимів зберігання зерна, а система тривожної інформації попереджає про виявлення критичної температури завчасно, до настання незворотних процесів.

Це достатньо зробити ручними замірами, дані обов’язково варто зафіксувати в паперових журналах.

Оригінальне виконання вузла кріплення термопідвіски дає змогу мінімізувати навантаження згину та її скручування, тим самим виключається руйнування елементів конструкції під час експлуатації. Система вимірювання не потребує проміжних перетворювачів, яким, своєю чергою, необхідні калібрування та метрологічні повірки. Відтак скоротилася кількість клемних паяних виробів.

Основні переваги системи ЕСКТ-Ц такі:

 використання цифрової технології опрацювання сигналів;

 застосування оригінальних алгоритмів опрацювання та візуалізації інформації;

 точність замірів підвищено втричі-вп’ятеро порівняно з аналоговою технологією;

 зменшення витрат на кабельно-провідникову продукцію;

 зниження терміну впровадження;

 низькі експлуатаційні витрати;

 зменшення часу окупності обладнання;

 наочність, кольорова індикація. Інтуїтивно зрозумілий інтерфейс дає змогу легко навчити обслуговувальний персонал і лаборантів. Достовірність одержаної інформації не залежить від особистих якостей обслуговувального персоналу, як за ручного режиму реєстрації температури.

Заслуговує на увагу система вимірювання та контролю температури компанії NEUERO (Німеччина).

Її функції:

 одержання інформації у вигляді протоколів різної форми; комп’ютерна програма отримує з центрального пульта показники температури та заносить їх до пам’яті в цифровій базі даних. Показники температури подаються у графічному вигляді й можуть бути роздрукованими у вигляді протоколів;

 візуальне подання. Можна з першого погляду побачити критичні ділянки за планом розташування у тривимірній панорамі, виявити актуальні (критичні) температури зерна в сховищі та негайно вжити відповідних заходів. Графічна оцінка процесу зміни температури допомагає під час складання прогнозу напрямів руху температури;

 інформація за бункерами. У склад постійних даних можна ввести додаткову інформацію за кожним бункером. Прикордонні дані за кожним бункером залежать від зерна (виду, сорту, фізичного стану) і можуть встановлюватися індивідуально. Застарілі дані можна автоматично вилучати або заносити до архіву;

 опрацювання даних. Можливо отримувати різноманітні друковані протоколи з класифікацією за групами бункерів. Для всіх видів опрацювання інтегровано попередній перегляд друку. Відтак користувач може будь-якого часу одержати всі конче потрібні дані для перегляду своїх документів простим натисканням кнопки.

Отже, система контролю зміни температури є ідеальним інструментом у сучасному управлінні зберігання зернових культур.