Азбука елеватора

Технічне оснащення елеватора: як визначити кількість оперативних накопичувальних хоперів та їх місткість

17.06.2022

Подекуди перемовини про плани фермерів щодо створення зерносушильного комплексу або навіть елеватора проходять на тлі неглибокого розуміння аграрієм процесів зберігання зерна, із розглядом «типових» пропозиції від різних компаній. У таких випадках стандартні комерційні пропозиції не завжди ефективні й не підлягали будь-яким техніко-економічним розрахункам.

Очевидно, що загальні витрати, пов’язані з післязбиральною обробкою зерна, будуть меншими, якщо організовано узгоджену роботу робочих місць, машин та обладнання в часі. Крім того, ця робота має бути синхронізована та має враховувати мінливість вихідних якісних характеристик зерна, нерівномірність надходження протягом доби тощо. Отже, організація безперервного потоку обробки зерна – це ваша мета, якщо бажаєте створити ефективний елеватор.

Продуктивність приймання зерна є визначально для ефективності елеватора

Хоча інтенсивність надходження зерна в обробку залежить від зовнішніх та внутрішніх випадкових факторів, насамперед ефективність роботи елеватора виявляється на етапах приймання та обробки зерна.

Тривалість процесу приймання визначатиме подальшу швидкість/продуктивність процесів. Тобто необхідно узгодити процеси технологічних операцій (приймання, відбір проб, очищення, накопичення партій і сушіння зерна) та транспортних операцій.

Розглянемо взаємозв’язок продуктивності цих процесів:

1. Приймання зерна. Продуктивність приймального конвеєра залежить від планованої вантажопідйомності та кількості машин, що розвантажуються в певний проміжок часу. В більшості випадків вона може бути передбачена.
2. Очищення. Продуктивність попереднього очищення має бути не меншою за продуктивність приймального конвеєра, а краще – більше на 15–30%.
3. Накопичення зерна для сушіння. Кількість та якість накопичення забезпечує ефективність процесу зневоднення.
4. Сушіння зерна. Воно є визначальним центром формування витрат або прибутків залежно від побудови фінансової структури комплексу післязбиральної обробки зерна.

Саме питання – якою є мінімально необхідна кількість оперативних накопичувальних хоперів та їхня місткість для забезпечення ефективності процесу сушіння зерна – детально розглянемо у цій статті.

Яка мінімально необхідна кількість оперативних накопичувальних хоперів та їхня місткість?

Основне завдання оперативних «буферних» накопичувальних силосів/ ємностей – це  згладжування нерівномірності та «циклічності» процесів.

При розрахунку сумарного «тактичного» об’єму необхідно враховувати об’єм хоперів для вологого зерна,  а також накопичувальний об’єм приймальних пристроїв (приймального бункера під автомобілерозвантажувачем, бункера над і під очисними машинами тощо).

При цьому необхідно розділяти поняття:

• оперативний силос (хопер) – це металевий силос для тимчасового зберігання із системою примусового вентилювання та термометрією;
• приймальний (надсепараторний, надсушильний) бункер – це ємність, яка може одночасно завантажуватися і вивантажуватися. Їхній об’єм розраховується, виходячи з продуктивності транспортних (вантажно-розвантажувальних) процесів.

Розрахунок обсягу партії зерна для сушіння

Як тільки настає час сушити зерно, всі говорять і пишуть про необхідність формування партій з однаковою вологістю. Але це неможливо зробити, якщо в технологічній схемі на підприємстві/елеваторі не передбачено достатнього накопичувального обсягу, який би дав можливість розподілити зерно за партіями постачання!

Спочатку необхідно визначити обсяг партії зерна:

1. Скільки зерна однакової якості (клас, засміченість, вологість тощо) може приходити на елеватор.
2. Скільки триватиме накопичення такої партії.
3. Виділити для її зберігання окремий хопер(и).

Обробку однотипної партії доцільно проводити повністю після накопичення, тоді буде отримано найкращий з економічної точки зору результат з мінімальними втратами на пересушене зерно. Але, зрозуміло, що послідовне виконання операцій (накопичення/очищення, сушіння) займе більше часу, ніж паралельна організація цих процесів. Процес зневоднення варто розпочинати, маючи достатній обсяг для запуску сушарки, одночасно продовжуючи процес накопичення.

Нормативна документація щодо необхідної кількості хоперів на елеваторі

Є загальновідомі «Норми технологічного проектування хлібоприймальних підприємств та елеваторів» (далі – Норми), в яких викладено вказівки:

• Кількість ємностей для кожної приймальної лінії має бути не меншою за кількість різнорідних партій, що передбачаються на даній лінії.
• Для формування партій зерна за якісними показниками рекомендується передбачати накопичувальні ємності у розмірі добового надходження зерна, але не менше ніж 150 тонн для кожної приймальної лінії.
• Зерносушарки слід проєктувати у комплексі з накопичувальними та оперативними ємностями.
• Місткість накопичувальної ємності приймати з розрахунку роботи зерносушарок не менше 3-х діб.
• Місткість оперативних ємностей для сирого та сухого зерна повинна забезпечувати безперебійну роботу зерносушарок не менше 8-ми годин.

Часто в проєктах враховують лише безперебійну роботу зерносушарки, обмежуючись одним оперативним/ накопичувальним силосом.

Зверніть увагу на п. 31 Наказу №1504 від 20.09.2017 Про затвердження «Правил охорони праці для працівників, зайнятих на роботах зі зберігання та переробки зерна». В ньому зазначено:

Не допускається одночасне проведення операцій із завантаження зерна в металевий силос та його вивантаження з ємності, а також одночасне проведення операцій із завантаження-вивантаження та аерації.

Тоді оперативних/ накопичувальних силосів вже має бути не менше двох, щоб, подаючи зерно в сушарку з першого силосу, прийом зерна відбувався в другий. Або оперативною ємністю повинен бути приймальний бункер обсягом не менше 8 годин роботи зерносушарки з можливістю одночасного завантаження та вивантаження.

Варто акцентувати, що накопичувальні ємності в Нормах розглядаються також як обсяг до сушіння. При проєктуванні зерносушильного комплексу, щоб забезпечити можливість формування однорідних партій за показниками якості зерна, доцільно передбачити хоча б один із зазначених  варіантів (одну із зазначених можливостей):

•  додаткові оперативні накопичувальні  ємності;

•  майданчики тимчасового зберігання;

• маршрути переміщення вологого/сирого зерна до зерносховища/силосу тривалого зберігання з поверненням на доопрацювання.

Які критерії показників якості сформують однорідну партію зерна для сушіння?

Для кожної культури будуть свої критерії показників якості. Ба більше: для кожного типу виробництва можуть бути визначені свої вимоги для формування партії, у тому числі й специфічні. Наприклад, цінні сорти культури, вирощені без застосування пестицидів, ГМО тощо.

 З погляду ефективності процесу зневоднення необхідно прийняти/затвердити розбивку партій за показником  «вологість».

Критерій формування однорідної партії для сушіння кукурудзи

Для кукурудзи краще формувати такі партії для сушіння:

• вологість до 18%;

• вологість від 18,0 до 20,0%;

• вологість від 20,0 до 22,0%;

• вологість від 22,0 до 24,0%;

• і т.д. з градацією 2%.

Чому так?

По-перше, на підставі низки досліджень є певні залежності терміну безпечного зберігання зерна з огляду на вологість та температуру зерна. Для кукурудзи вологістю 26% при температурі зерна 25 ⁰С вже немає часу для безпечного зберігання. Вона підлягає негайному сушінню або принаймні охолодженню. При цьому з тією ж вологістю, але температурою 15 ⁰С можна розраховувати на три доби зберігання кукурудзи. Що одноріднішою за якісними показниками буде культура, тим простіше забезпечити її безпечне тимчасове збереження.

По-друге, рекомендовано знімання вологи 5-6% за один прохід. При достатньому обсязі агенту сушіння знімають до 10% без втрати якості кукурудзи. Чим меншим є перепад вологості в партії для сушіння, тим менше пересушеного або недосушеного зерна в потоці.

Критерій формування однорідної партії для сушіння соняшника

Складнішими є умови зберігання соняшника. Партії можна формувати за вологістю:

• вологість до 8%;

• вологість від 8,0 до 12,0% – зберігати не більше доби;

• вологість понад 12% – сушити негайно!

Зберігання сирого засміченого соняшника в хопері (силосі) пов’язане з ризиком не тільки псування продукту, але і аваріями, такими як деформація корпусу (чекайте на додаткову статтю з цього приводу).

Важливо: будь-які зернові, олійні, бобові, інші культури до сушіння необхідно зберігати в умовах, які можуть забезпечити активне вентилювання та контроль температури.

Щоб знайти найкращий результат оптимальної роботи кожної одиниці обладнання та елеватора в цілому, потрібно мати/зробити порівняльну оцінку можливих варіантів організації процесу.

У пошуках рішення, яке необхідно застосовувати для середньостатистичного мультикультурного елеватора, на підставі вищерозглянутого  робимо висновок:

На одну приймальну лінію перед сушаркою мінімально потрібно встановити щонайменше дві оперативні ємності для вологого зерна з об’ємом, який повинен забезпечити безперебійну роботу зерносушарки не менше 8-ми годин (краще 24 години) кожен. Більша кількість оперативних ємностей дозволить формувати порядок розміщення зерна за вологістю (якістю), що забезпечує стабільність якості зерносушіння.

Автор – Роман Штельмах, директор департаменту клієнтського сервісу KMZ Industries (Facebook, Linkedin)