Шахта - сушильний універсал-довгожитель

Важ­ли­во не про­сто ви­су­ши­ти зер­но до пев­ної во­ло­гості, ще важ­ливіше — щоб у про­цесі сушіння во­но не втра­ти­ло своїх по­каз­ників якості. 

Для цьо­го слід за­без­пе­чи­ти рів­номірне ви­су­шу­ван­ня всьо­го об­ся­гу зер­на — без осе­редків, де тем­пе­ра­ту­ра знач­но ви­ща за до­пу­с­ти­му для кон­крет­но­го ви­ду збіжжя. Про­цес сушіння по­тре­бує на­яв­ності якісно­го об­лад­нан­ня — зер­но­су­шар­ки, яка є най­до­рож­чим еле­мен­том ком­плек­су. То­му май­бутні влас­ни­ки цьо­го тех­но­логічно­го об­ла­дан­ня прискіпли­во підхо­дять до йо­го ви­бо­ру зер­но­су­шар­ки — її ти­пу, ви­роб­ни­ка. Це потрібно вра­хо­ву­ва­ти, щоб про­тя­гом усь­о­го тер­міну її ек­сплу­а­тації мінімізу­ва­ти фінан­сові ви­т­ра­ти та до­дат­кові вкла­ден­ня на її ут­ри­ман­ня у пра­цез­дат­но­му стані, які, зро­зуміло, зу­мов­лю­ють підви­щен­ня со­бівар­­тості кінце­во­го про­дук­ту. Крім то­го, слід бра­ти до ува­ги ще безліч чин­ників, щоб вибір зер­но­су­шиль­но­го об­лад­нан­ня мак­си­маль­но відповідав по­тре­бам гос­по­дар­ст­ва або еле­ва­то­ра, аби во­но бу­ло еко­номічним і про­стим в ек­сплу­а­тації. 

Ба­га­торічна прак­ти­ка ек­сплу­а­тації зер­но­су­ша­рок в умо­вах Ук­раїни засвід­чує, що кра­щи­ми є шахтні су­шар­ки, то­му сьо­годні во­ни є най­по­ши­реніши­ми. Ва­го­мим ар­гу­мен­том на їхню ко­ристь є те, що до 90% ма­си насіння со­няш­ни­ку су­шать са­ме у шахт­них су­шар­ках, хо­ча при цьо­му спо­с­терігається нерівномірність нагріван­ня (до 20°С) насіння. Зва­жа­ю­чи на це, шахтні су­шар­ки ос­таннім ча­сом за­зна­ли вдо­с­ко­на­лен­ня: ко­ро­би заміни­ли напівко­ро­ба­ми, в ре­зуль­таті чо­го відстань від бо­ко­вої стінки до ко­робів збільши­ла­ся із 4–6 до 10–11,5 см; за­ван­та­жу­валь­ний пристрій для уник­нен­ня са­мо­сор­ту­ван­ня насіння пе­ре­об­лад­на­ли: замість од­но­ст­ру­мин­но­го ру­ху, во­рох сип­леть­ся 4–6 стру­ме­ня­ми.
За три­валістю ек­сплу­а­тації шахтні су­шар­ки — бе­зу­мовні ліде­ри, мож­на ска­за­ти — дов­го­жи­телі. 

Зер­но­су­шар­ки шахт­но­го ти­пу — це, як пра­ви­ло, су­шильні кон­ст­рукції ве­ли­кої про­дук­тив­ності, їх ви­ко­ри­с­то­ву­ють у складі ве­ли­ких зер­но­с­хо­вищ (еле­ва­торів), де во­ни ефек­тив­но пра­цю­ють прак­тич­но без­пе­рерв­но впро­довж ро­ку. Більшість ви­роб­ників про­по­ну­ють са­ме цей варіант для сушіння сільсько­го­с­по­дарсь­ких куль­тур.

Шахт­на зер­но­су­шар­ка скла­дається з однієї або двох пря­мо­кут­них вер­ти­каль­них ка­мер — шахт, які за­пов­ню­ють зер­ном за всією ви­со­тою. Верх­ня ча­с­ти­на шах­ти — су­шиль­на ка­ме­ра, що скла­дається з однієї або кількох зон сушіння, ни­жня — ка­ме­ра охо­ло­д­жен­ня. Над шах­та­ми змон­то­ва­но бун­ке­ри, в яких містить­ся за­пас зер­на. Усе­ре­дині вер­ти­каль­ної су­шиль­ної шах­ти го­ри­зон­таль­ни­ми ря­да­ми у ша­хо­во­му по­ряд­ку розміще­но відкриті зни­зу ме­та­леві ко­ро­би різних форм. Кож­на шах­та за ви­со­тою роз­поділе­на на су­шиль­ну й охо­ло­д­жу­валь­ну ка­ме­ри, і вод­но­час од­на є про­дов­жен­ням дру­гої. Зер­но­су­шар­ка вста­нов­ле­на на фун­да­менті, зер­но в неї по­дається під дією си­ли тяжіння. Зни­зу шах­ти спеціаль­ною си­с­те­мою по­­дається підігріте повітря, яке і су­шить зер­но. 

Виз­на­чаль­ною особ­ливістю зер­но­су­шар­ки шахт­но­го ти­пу є універ­саль­ність при­зна­чен­ня (сушіння ба­га­ть­ох куль­тур). То­му для сушіння всіх сип­ких куль­тур у ве­ли­ких і се­редніх підприємств із ве­ли­ки­ми об­ся­га­ми пе­ре­роб­ки збіжжя різних зер­но­вих найбільшою мірою при­датні са­ме шахтні су­шар­ки. Важ­ли­вою їхньою пе­ре­ва­гою є та­кож здатність су­ши­ти про­дукт будь-якої во­ло­гості, навіть по­над 40%, за­без­пе­чу­ю­чи при цьо­му ви­со­ку рівномірність сушіння. 

Ок­ре­мо вар­то ак­цен­ту­ва­ти ува­гу на такій ха­рак­те­ри­с­тиці, як ре­ку­пе­рація теп­ла — здатність за­бо­ру теп­ла від га­ря­чо­го зер­на і по­вер­нен­ня підігріто­го повітря на­зад у су­шар­ку, що за­без­пе­чує не тільки еко­номію па­ли­ва та еле­к­т­ро­е­нергії, а й — що особ­ли­во важ­ли­во хо­лод­ної по­ри ро­ку — не дає змо­ги зни­зи­ти про­дук­тивність ус­тат­ку­ван­ня. 

Під час прид­бан­ня су­шар­ки особ­ли­ву ува­гу вар­то звер­ну­ти на її про­дук­тивність, яка має відповіда­ти по­туж­ності (відповідно до за­пасів зер­на для сушіння) гос­по­дар­ст­ва. З про­дук­тивністю пов’язані, як пра­ви­ло, її га­ба­ри­ти: що більший об­сяг збіжжя во­на мо­же оп­ра­цю­ва­ти, то во­на більша за об’ємом і ви­со­тою. То­му шахтні су­шар­ки ма­ють знач­ну ви­со­ту, що до­ся­гає 20–25 м. Єди­ний ва­го­мий мінус шахт­них зер­но­су­ша­рок — значні стар­тові інве­с­тиції для їхньо­го прид­бан­ня. Цей мінус із лиш­ком оку­по­вується за ви­ко­нан­ня су­шар­кою ве­ли­ко­го об­ся­гу робіт (про­су­шу­ван­ня), оскільки опе­раційні ви­т­ра­ти під час ро­бо­ти шахт­них су­ша­рок най­нижчі порівня­но із су­шар­ка­ми інших типів.

Узагальнені вимоги, конструкційні та технологічні особливості зерносушарки шахтного типу

Під час по­куп­ки зер­но­су­шар­ки виз­на­чаль­ни­ми фак­то­ра­ми, що впли­ва­ють на вибір май­бут­нь­о­го влас­ни­ка, є по­­каз­ни­ки про­дук­тив­ності су­шар­ки, її енер­го­ви­т­ратність, надій­ність, термін ви­ко­ри­с­тан­ня і ціна. По­куп­ка су­шар­ки шахт­но­го ти­пу із за­кла­де­ним в її кон­ст­рукцію зай­вим по­тенціалом про­дук­тив­ності не­доцільна, оскільки це обу­мо­вить «по­жи­ран­ня» її еко­номічності під час ек­сплу­а­тації. Такі су­шар­ки, за­леж­но від про­дук­тив­ності, мо­жуть бу­ти ве­ли­ко­об’ємни­ми (для за­си­пан­ня зер­на до 240 м3) і ви­со­ко­ме­та­ломісткі. Во­ни по­тре­бу­ють знач­них капіта­ло­в­кла­день, особ­ли­во у будівель­но-мон­тажні ро­бо­ти, такі як: будівництво по­туж­но­го залізо­бе­тон­но­го фун­да­мен­ту і мон­таж са­мої су­шар­ки (до 25% вар­тості су­шар­ки). Внаслідок цьо­го ціна зер­но­су­ша­рок шахт­но­го ти­пу до­сить ви­со­ка. Час їхньо­го зби­ран­ня мон­таж­ною бри­га­дою із трьох-чо­ти­рь­ох осіб ста­но­вить від чо­ти­рь­ох до ше­с­ти тижнів.

Слід та­кож за­зна­чи­ти, що не­за­леж­но від кон­ст­рукції су­шар­ки цьо­го та ін­­ших типів кож­ний вид зер­на для зні­­ман­ня во­ло­гості на 1% із 1 т зер­на по­­тре­­бує од­на­ко­вої кількості теп­ла. Тоб­то су­шар­ки різних типів ма­ють за­без­пе­чи­ти ви­ко­нан­ня од­на­ко­во­го за­вдан­ня — мак­си­маль­но ефек­тив­но до­не­с­ти от­ри­ма­не теп­ло від спа­лю­ван­ня відповідно­го енер­го­носія до зер­на і зро­би­ти це мак­си­мальніо ефек­тив­но, з мінімаль­ни­ми ви­т­ра­та­ми. Що кра­ще виріше­но та­ке цільо­ве за­вдан­ня, то менші ек­сплу­а­таційні ви­т­ра­ти на сушіння. У зв’яз­ку з тим, що во­ло­ге зер­но по­тре­бує для нагріван­ня (сушіння) од­на­ко­вої кількості теп­ла, мож­на зро­би­ти вис­но­вок: су­шар­ки всіх типів з од­на­ко­вим об­ся­гом за­ван­та­же­но­го зер­на (ро­бо­чим об’ємом) ма­ють при­близ­но од­на­ко­ву про­дук­тивність за умо­ви, що кількості підве­де­но­го теп­ла до­стат­ньо для ви­па­ро­ву­ван­ня во­ло­ги із збіжжя.

Прак­ти­ка сушіння зер­на на ук­раїн­ських еле­ва­то­рах свідчить, що са­ме зер­но­су­шар­ки шахт­но­го ти­пу, за всіх інших рівних умов, ма­ють найбільші пе­ре­ва­ги пе­ред су­шар­ка­ми-ана­ло­га­ми інших типів з точ­ки зо­ру еко­номічності. Спра­ва в то­му, що теп­ло­обмін відбу­вається за до­по­мо­гою підвідних і відвідних ко­робів, які да­ють змо­гу рівномірно роз­поділи­ти за­галь­ний об­сяг теп­ло­носія в шахті зер­но­су­шар­ки за мінімаль­но­го опо­ру про­хо­д­жен­ню теп­ло­носія. Та­ким чи­ном най­е­фек­тивніше ви­ко­ри­с­то­вується енергія. Крім то­го, шар про­су­шу­ва­но­го ма­теріалу в шахт­них кон­ст­рукціях мен­ший, аніж в інших ти­пах зер­но­су­ша­рок. Оцінку еко­номіч­ності су­ша­рок різних типів про­во­дять спо­со­бом порівнян­ня за­трат енер­го­носія (га­зу) на зни­жен­ня во­ло­гості (сушіння) 1 т зер­на ку­ку­руд­зи на 1%. Ре­зуль­та­ти свідчать, що шахтні су­шар­ки ви­т­ра­ча­ють га­зу мен­ше на 0,3–0,5 м3 на 1т/%.

Зер­но під час сушіння весь час пе­ре­бу­ває в су­шарці. То­му тех­но­логічне ви­ко­нан­ня су­шар­ки, її тех­но­логічні по­то­ки та прин­цип ро­бо­ти по­винні за­без­пе­чу­ва­ти мінімаль­ний кон­такт зер­на, що ру­хається шах­тою в про­цесі сушіння, із нагріти­ми ме­та­ле­ви­ми еле­мен­та­ми кон­ст­рукції, щоб не до­пу­с­ти­ти кон­такт­но­го пе­регріван­ня про­дук­ту, оскільки це не­га­тив­но по­зна­чається на ефек­тив­ності ви­ко­ри­с­тан­ня енергії теп­ло­носія, а відповідно — і на ви­т­раті па­ли­ва. 

Од­на із го­ло­вних ви­мог до су­шиль­но­го аг­ре­га­ту — йо­го здатність об­роб­ля­ти ши­ро­кий асор­ти­мент зер­но­вих про­дуктів із різни­ми тех­но­логічни­ми вла­с­ти­во­с­тя­ми за ви­со­кої про­дук­тив­ності й порівня­но низь­ких енер­го­ви­т­рат, що, зви­чай­но, є склад­ним інже­нер­но-технічним за­вдан­ням. 

Витрати енергії сушарок

Енер­го­ви­т­ра­ти зер­но­су­шар­ки за­ле­жить від ду­же ба­га­ть­ох чин­ників: ви­ду та якості па­ли­ва, ви­ду та при­зна­чен­ня про­су­шу­ва­но­го ма­­те­ріалу і йо­го по­чат­ко­вих па­ра­метрів (по­чат­ко­ва во­логість, засміченість), за­леж­ності від впли­ву на­вко­лиш­нь­о­го се­ре­до­ви­ща. Про­дук­тивність су­­шіння (чи­тай — і рівень енер­го­ви­т­рат на ньо­го) виз­на­чається ефек­тивністю тех­но­логічно­го «поєднан­ня» аген­та сушіння (га­ря­чо­го повітря) з кож­ним зер­нят­ком. Пер­шо­чер­го­ве зна­чен­ня при цьо­му ма­ють тип об­ра­но­го па­ли­ва, си­с­те­ма паль­ників, їхнє кон­ст­рукційне ви­ко­нан­ня. Оскільки во­ни знач­ною мірою виз­на­ча­ють здатність фор­му­ва­ти ефек­тивні по­то­ки (із ви­со­ким ККД віддачі теп­ла зер­ну) теп­ло­го повітря в шахті і по­пе­ре­ди­ти ви­ник­нен­ня застійних зон або ло­каль­них теп­ло­вих по­токів для ви­су­шу­ва­но­го зер­на.

Ме­ханізми, яки­ми ре­гу­люється вихід су­хо­го зер­на, вста­нов­ле­но під шах­та­ми (їх на­зи­ва­ють ви­пу­ск­ни­ми, або роз­ван­та­жу­валь­ни­ми при­ст­ро­я­ми). У шахт­них зер­но­су­шар­ках для цьо­го за­сто­со­ву­ють ви­пускні комбіно­вані, без­пе­рерв­ної і періодич­ної дії технічні при­ст­рої. Швид­кість роз­ван­та­жен­ня зер­на роз­ра­хо­вує комп’ютер­на си­с­те­ма уп­равління на ос­нові да­них тем­пе­ра­ту­ри і во­ло­гості про­су­ше­но­го зер­на на ви­ході із су­шар­ки.

Неписані вимоги до конструкції

Є не­пи­сані ви­мо­ги до кон­ст­рукції су­шар­ки, знан­ня яких дає змо­гу ви­бра­ти се­ред на­яв­них на рин­ку су­ша­рок шахт­но­го ти­пу об­лад­нан­ня най­оп­ти­маль­нішої кон­ст­рукції, яке най­кра­ще при­сто­со­ва­не до пев­них умов. То­му за­для оп­тимізації і зде­шев­лен­ня про­це­су сушіння зер­на під час ви­бо­ру й ус­та­нов­ки но­вої су­шар­ки слід звер­та­ти ува­гу на такі тех­но­логічні мо­мен­ти:

— сушіння зер­на має про­хо­ди­ти дбай­ли­во, без трав­му­ван­ня і пе­регріван­ня, з мінімаль­ною кількістю транс­порт­них ме­ханізмів і при­ст­роїв;

— су­шар­ка має пра­цю­ва­ти за ощад­ли­во­го ре­жи­му про­це­су сушіння (змен­шен­ня ме­ханічних по­шко­д­жень). Від­повідно, зер­но за мож­ли­вості має про­хо­ди­ти че­рез су­шар­ку за­зви­чай тільки раз, за ду­же ма­лої швид­кості і під дією си­ли ти­с­ку влас­ної ва­ги;

— га­ря­ча зо­на внутрішньої по­верхні шах­ти і зовнішня об­шив­ка су­шар­ки ма­ють бу­ти теп­лоізо­ль­о­ва­ни­ми. Це до­по­мо­же істот­но зни­зи­ти ви­т­ра­ту теп­ла і, відповідно, па­ли­ва, особ­ли­во з ура­ху­ван­ням кліма­тич­них умов зер­но­ви­роб­ництва Ук­раїни;

— паль­ни­ки і па­лив­на ав­то­ма­ти­ка ма­ють бу­ти якісни­ми, що за­без­пе­чить підтри­ман­ня тем­пе­ра­ту­ри теп­ло­носія на вста­нов­ле­но­му рівні в ав­то­ма­тич­но­му ре­жимі та ра­зом з тим спри­я­ти­ме еко­номії па­ли­ва;

— зер­но­су­шар­ка має пра­цю­ва­ти в ав­то­ма­тич­но­му ре­жимі і не за­ле­жа­ти від вірогідно­го не­га­тив­но­го впли­ву сто­ронніх фак­торів та по­ми­лок об­слу­го­ву­ю­чо­го пер­со­на­лу, внаслідок чо­го мо­же «по­ст­раж­да­ти» су­шар­ка. То­му во­на має бу­ти мак­си­маль­но ав­то­ма­ти­зо­ва­на, з відповідни­ми бло­ку­ван­ня­ми (ти­пу «за­хист від дур­ня»)! Дат­чи­ки тем­пе­ра­ту­ри, що вхо­дять до скла­ду ав­то­ма­тич­но­го ке­ру­ван­ня су­шар­ки, ма­ють за­побіга­ти не­при­пу­с­ти­мо­му пе­ре­ви­щен­ню тем­пе­ра­ту­ри зер­на і аген­та сушіння.

Потрібно звернути увагу 

Су­шар­ки, по­ряд із ви­со­ки­ми енер­ге­тич­ни­ми по­каз­ни­ка­ми, ма­ють серй­озні про­бле­ми з ви­ки­да­ми зер­но­во­го пи­лу, оскільки зер­но під час сво­го пли­ну ви­со­кою шах­тою зго­ри вниз без­пе­рерв­но сти­кається із по­пе­реч­ни­ми ме­та­ле­ви­ми ко­ро­ба­ми для по­да­ван­ня га­ря­чо­го аген­та сушіння і охо­ло­д­жу­валь­но­го повітря, внаслідок чо­го за­знає здав­лю­ван­ня і ча­ст­ко­во­го сти­ран­ня обо­лон­ко­во­го ша­ру. Як­що в су­шар­ку по­тра­пить во­ло­гий не­о­чи­ще­ний зер­но­вий во­рох, то він мо­же лег­ко за­ст­ря­га­ти між повітропідвідни­ми (відвідни­ми) ко­ро­ба­ми, що мо­же при­зве­с­ти до ут­во­рен­ня ло­каль­них стру­мин­них течій, місце­во­го (осе­ред­ко­во­го) пе­регріван­ня і зре­ш­тою — до по­жежі. В пе­ребігу цьо­го про­це­су ут­во­рюється зер­но­вий пил, який є над­зви­чай­но ви­бу­хо­не­без­печ­ним. Щоб йо­го зібра­ти і ви­да­ли­ти з про­сто­ру су­шар­ки і тим са­мим за­побігти ви­ки­ду зер­но­во­го пи­лу в ат­мо­сфе­ру, не­обхідні ефек­тивні технічні рішен­ня.

Обслуговування зерносушарки

Що кра­ща зручність об­слу­го­ву­ван­ня су­шар­ки, то повнішою мірою во­но за­без­пе­чується та якісніше про­во­дить­ся, а от­же, об­лад­нан­ня про­дук­тивніше і до­вше слу­жить. Без­по­се­ред­ньо у про­цесі ро­бо­ти су­шар­ка май­же не по­тре­бує об­слу­го­ву­ван­ня. Про­те слід про­во­ди­ти що­ден­не її очи­щен­ня, особ­ли­во пе­ред пе­ре­хо­дом на сушіння іншо­го ви­ду (партії) зер­на. Зручність для про­ве­ден­ня очи­щен­ня су­шар­ки від за­лишків зер­на та її ре­мон­ту має за­без­пе­чу­ва­ти лег­кий до­ступ у будь-яку точ­ку су­шар­ки та все­ре­ди­ну неї. Від мож­ли­вості ро­би­ти це зруч­но й без­печ­но за­ле­жить по­вно­та і якість об­слу­го­ву­ван­ня об­лад­нан­ня. Ба­жа­но та­кож, щоб усі при­ст­рої (паль­ни­ки, вен­ти­ля­то­ри, при­ст­рої відби­ран­ня проб зер­на) бу­ли розміщені по­за су­шар­кою або при­наймні біля її ос­но­ви і ма­ли за­довільний та без­печ­ний до­ступ. Вен­ти­ля­то­ри вза­галі ба­жа­но, щоб кріпи­ли­ся на фун­да­ментній плиті, тоді вібрація від них не пе­ре­да­ва­ти­меть­ся ме­та­ло­кон­ст­рукції і не роз­хи­ту­ва­ти­ме її з’єднан­ня.

Де будувати зерносушарку? 

Час відліку «за­кла­дан­ня» низь­ких за­трат і фор­му­ван­ня по­каз­ників ефек­тив­ності зер­но­су­шар­ки по­чи­нається із ви­бо­ру місця її мон­та­жу. Кон­ст­рукція су­шар­ки має пев­ною мірою за­без­пе­чу­ва­ти не­за­лежність ре­жи­му ро­­­бо­ти і про­дук­тив­ності від на­прям­ку панівно­го вітру (тоб­то має бу­ти не­за­лежність від ро­зи вітрів) і бу­ти при­сто­со­ва­ною до роз­мі­щен­ня в оп­ти­маль­но­му місці про­ект­ної ді­­лян­ки та повністю впи­су­ва­ти­ся в кон­ст­рук­тив­но-тех­но­логічні рішен­ня під­приємства що­до на­яв­но­го на цій пло­щадці іншо­го тех­но­логічно­го об­лад­нан­ня — для очи­щен­ня й збе­ріган­ня зер­на, яке є обов’яз­­ко­вим су­путнім об­­лад­­нан­ням, тісно пов’яза­ним із сушінням.

Крім то­го, кон­ст­рукція су­шар­ки має бу­ти надійною, дов­говічною, ви­го­тов­ле­ною із віднос­но не­до­ро­гих, але до­б­рот­них ма­теріалів, що за­без­пе­чить її дов­говічність.

Ба­га­то ню­ансів за­ли­ши­ло­ся по­за ци­ми за­ува­жен­ня­ми. Ад­же на ефек­тивність ви­ко­ри­с­тан­ня су­шар­ки впли­ва­ють такі речі, як спосіб про­ду­ван­ня теп­ло­носія, особ­ли­вості еле­ментів кон­ст­рукції су­шар­ки, вид за­сто­со­ву­ва­но­го вен­ти­ля­то­ра і навіть кон­ст­рукція йо­го ро­бо­чо­го ко­ле­са. Про це все мож­на довіда­тись у пред­став­ників фірм, які про­по­ну­ють свої су­шар­ки. Од­нак во­ни, на­зи­ва­ю­чи певні пе­ре­ва­ги, ча­с­тень­ко свідо­мо не го­во­рять або за­мов­чу­ють про не­доліки. Вод­но­час в Ук­раїні вже є ба­га­то успішних еле­ва­торів із пе­ревіре­ни­ми ча­сом си­с­те­ма­ми сушіння, до яких вар­то завіта­ти за досвідом і ко­ри­сни­ми по­ра­да­ми. Тоді по­ми­лок бу­де мен­ше, а зер­но збе­ре­жеть­ся кра­ще. 

М. Зань­ко, канд. техн. на­ук, завла­бо­ра­торії зби­ран­ня та пер­вин­ної пе­ре­роб­ки уро­жаю,  
УкрНДІПВТ ім. Л. По­горіло­го