СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ УСТАНОВОК ДЛЯ СУШКИ ЗЕРНОВОЙ ПРОДУКЦИИ

COMPARATIVE ANALYSIS OF INSTALLATIONS FOR DRYING GRAIN PRODUCTS

Maxim Sitnikov

Graduate student, Department of Electrical equipment, power supply and robotics Saratov State University of Genetics, Biotechnology and Engineering named after N. I. Vavilov

Russia, Saratov

АННОТАЦИЯ

В работе рассматриваются особенности сушки зерна и актуальность способов наиболее распространенных на территории РФ. Разбираются и сравниваются типы зерносушилок.

ABSTRACT

The paper discusses the features of grain drying and the relevance of the methods most common in the Russian Federation. The types of grain dryers are analyzed and compared.

Ключевые слова: зерно, сушка зерна, зерносушилка.

Keywords: grain, grain drying, grain dryer.

Введение

В структуре растениеводства основополагающую роль занимает зерновое хозяйство. Зерно является продуктом питания населения, неотъемлемым ресурсом переработки, незаменимым кормом для скота и птицы. Производство зерна – это основа аграрного производства.

По итогам 2022 года производство зерна в России достигло 153,8 миллиона тонн в чистом весе и продолжает увеличиваться. При валовом сборе зерна в районе 100 млн. тонн в сушке нуждается до 60% со снижением влажности в среднем от 25%, а в некоторых регионах всё зерно необходимо подвергать сушке.

В послеуборочном процессе обработки сушка зернового материала является одной из самых энергоемких и дорогостоящих операций. Доля затрат энергоресурсов на сушку зерна достигает 70% всех затрат на послеуборочную обработку.

Способы сушки зерновой продукции

Сушка зерна и семян основывается на двух принципах – удаление влаги без изменения и с изменением ее агрегатного состояния.

Первый принцип включает механический и сорбционный способы сушки. Механический – удаление влаги без применения нагрева (прессование и центрифугирования). Сорбционный – удаление влаги сорбентами или сухим зерном при смешивании его с влажным.

Второй принцип применяет радиационный, кондуктивный, конвективный, электрический и сублимационный способ сушки. Радиационный способ обеспечивает естественная сушка или инфракрасное облучение. Кондуктивный включает контактную передачу зерну тепла от нагретой поверхности. Конвективный – нагревает зерно путем конвекции от подвижного газообразного теплоносителя.

Сравнение зерносушильных установок

Во всех зерносушилках, применяемых в сельском хозяйстве, тепло передаётся конвективным способом. Агент сушки служит не только для передачи тепла зерну, но и одновременно для поглощения испарившейся из него влаги.

Конвективный способ сушки можно применять при разном состоянии зернового слоя – плотном или разрыхлённом, в пересыпающемся, падающем или взвешенном состоянии.

В наше время были разработаны различные технические средства сушки зернового материала. К данным техническим средствам относятся различные типы зерносушильных установок, классифицируемых по принципу работы, по конструкции, а также по режиму работы.

По типу конструкции разделяются на:

Барабанные сушилки. Барабанные зерносушилки универсальны — их применяют для сушки кусковых материалов различной сыпучести, засоренности и влажности, они имеют высокий коэффициент использования рабочего времени, процесс в них протекает примерно в 2-3 раза быстрее, чем в шахтных сушилках. К недостаткам относят трудность получения семян с высокими показателями всхожести и энергии роста и высокую неравномерность сушки.

Рециркуляционные сушилки. Они выполняют сушку зерна любого назначения до требуемой влажности в течение одного прохода. Такие типы зерносушилок действуют путем перемешивания кратковременно разогретого зерна с влажным.

Карусельные сушилки. Они универсальны и способны высушивать материал любой исходной влажности за один проход. Но неравномерность нагрева зерна в сушильной камере карусельных сушилок вредит всхожести, а травмирование зерна достигает 12%. Для улучшения показателей работы сушилок используют ворошители.

Сушильные установки напольного типа. У них сравнительно небольшие затраты на монтаж, простота, дешевизна и доступность используемых материалов, универсальность, возможно принимать и сушить большое количества материала, а также сушить малые партии зерна высокой влажности, временно консервировать зерно перед сушкой и охлаждать после сушки. К недостаткам напольных сушилок относятся низкая производительность и коэффициент их использования, длительный процесс сушки, большие затраты ручного труда на погрузочно-разгрузочных работах.

Шахтные сушилки. Это оборудование непрерывного действия, используемые на продолжение всего сезона. Данный тип сушилок имеет рабочую камеру, поперек которой подаётся нагретый воздух. Достоинства в их простоте и компактности конструкции, высокой степени использования объема рабочей камеры, в возможности регулировать в широких пределах продолжительность нахождения зерна и семян в сушильной камере. К недостаткам относится ограниченный съем влаги за один пропуск зерна через шахту, также сравнительно невысокая скорость влагоотдачи, отсутствие возможности организовать эффективное поточное производство при сушке высоковлажных семян.

Модульная зерносушилка. Устройство основано на поперечной подаче горячего и холодного воздуха сквозь слой зерна. Конструкция сушилок состоит из модулей и колонн, в которых идет поперечная подача агента сушки. Соответственно, производительность зависит от количества секций. К недостаткам зерносушилки относят обильное выделение зерновой пыли и порчу стенок зернового материала при движении.

Анализ популярных типов зерносушилок

В среднем, производительность модульных сушилок выше, чем конвейерных. Наиболее распространены на рынке колонковые зерносушилки производительностью от 10 до 160 тонн в час. Среди конвейерных зерносушилок наиболее популярны модели производительностью от 12 до 75 тонн в час.

Производители модульных сушилок советуют устанавливать мелкие сита для возможности сушки мелкосеменных культур. Однако мелкое решето быстрее забивается, и сушить зерновые с ним сложнее и опаснее.

Фермеры, которые сушат лён и рапс, говорят, что в модульных зерносушилках такие мелкосеменные культуры не продуваются, нормально просушить толщу мелких семян невозможно.

Чтобы обеспечивать проходимость воздуха через решётки, продукт обязательно нужно очищать перед сушкой. Из-за различных конструктивных особенностей КПД модульных сушилок низок. В зимнее время и в сильные ветра из-за перфорированных стенок существенно снижается эффективность сушки и повышается расход топлива.

В конвейерных зерносушилках, для сушки различных культур, устанавливать дополнительное оборудование не нужно. Жалюзийное ложе ,пересыпая зерно с одной пластины на другую, не попадает в зазоры. Предварительная очистка тоже не требуется.

Большинство модульных зерносушилок работают на газовом топливе. Это более экологично и дешевле дизельного топлива. Если к току подведена газовая магистраль, использовать колонковую зерносушилку становится удобнее. Однако подведение и подключение стоит довольно дорого. Использование сжиженного газа в цистернах тоже не самый удобный вариант. Ёмкости и оборудование для сжиженного газа стоят очень дорого, а их пользователей беспокоят постоянными проверками из ГосТехНадзора.

Для работы колонковой сушилки на дизельном топливе, обязательно нужно устанавливать теплообменник. Это связано с отсутствием в конструкции зоны выхода топочных газов.

Конвейерные зерносушилки работают одинаково эффективно как с дизельным, так и с газовым топливом. Работа на мазуте или отработанных маслах также возможна при установке теплообменника.

Таблица 1

Сравнительные характеристики зерносушилок.

Производительность зерносушильного оборудования можно повысить за счет увеличения количества и геометрических размеров аппаратов, а также за счет их интенсификации за счет использования внешних факторов. Энергоемкость процесса сушки зерна снижают за счет применения электрофизических факторов. К ним относят возможность использования в качестве агента сушки озоно-воздушной, насыщение агента сушки аэроионами различной полярности и с различной концентрацией, применение ультразвука, инфракрасного нагрева, ВЧ и СВЧ полей.

Выводы

Модульные зерносушилки имеют возможность быстрого и недорогого увеличения производительности за счёт новых модулей.

Однако в качестве универсальности и простоте обслуживания конвейерные зерносушилки имеют преимущество:

– для сушки не требуется предварительная обработка материала;

– бережная и эффективная сушка зерновых, мелкосеменных и масличных культур без установки дополнительного оборудования;

– пожаробезопасность конвейерных сушилок значительно выше прочих.

Список литературы:

1. Лягина Л.А., Волгин А.В., Белов В.В., Моисеев А.П., Четвериков Е. А. Повышение экологичности и эффективности сушки растительного сырья электронагревателем // Известия Международной академии аграрного образования, №38, 2018 – с 14-19.
2. Малин Н.И. Энерго– и ресурсосбережение при сушке зерна / Н.И. Малин, Ю.А. Канатников / Актуальные проблемы энергетики АПК материалы VII международной научно-практической конференции. Под общей редакцией Трушкина В.А. – 2016. С.124-13
3. Тепляшин В.Н., Ченцова Л.И., Невзоров В.Н. Технологии и оборудование для сушки растительного сырья // Краснояр. гос. аграр. ун-т. – Красноярск, 2019. – 173 с.
4. Федоренко В.Ф., Буклагин Д.С., Гольтяпин В.Я. Машины и оборудование для послеуборочной обработки и хранения зерна и семян: кат. – М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2010. – 92 с.