Тепловое сушки, без которого становится проблематичным долговременное хранение зерновых масс в хранилищах различных типов, является одной из главных и самых энергоемких и достаточно дорогих технологических операций послеуборочной обработки зерна. Поэтому в процессе его хранения, который предусматривает сохранение качества зерновых культур, важную роль играют сушки зернопродукции и, конечно, оборудование, с помощью которого его выполняют.

Одним из факторов, которые вызывают неоправданные потери собранного зерна, является повышенная его влажность. Ведь влага — это продукт природных условий и окружающей среды, с участием которых происходит обмен веществ.
Если содержание влаги небольшой, она находится в связанном состоянии. По переувлажнение зерна в его клетках появляется свободная влага, которая способствует развитию активных ферментов. Приостановка этого процесса возможно, прежде всего, путем снижения влажности зерна до кондиционной. Основные элементы технологии и техника для тепловой сушки зерна на первом этапе свежесобранные зерно в случае недостаточной зрелости зерна или неблагоприятных погодных условий просушивают до стандартной влажности. По тепловой сушки зерновая влага под воздействием тепла сушилки переходит в парообразное состояние, выделяется в среду сушильной камеры, а дальше, с помощью пневмовитяжного устройства — в атмосферу. К сушильных установок, предназначенных для сушки зерновых материалов, предъявляют следующие требования: ???простота конструкции, длительная и безотказная эксплуатация; ???универсальность по количеству и видам топлива, используемого для сушки зерна; ???снижение влажности до нужной за сохранение качества зерноматериалу разных культур, который подвергают просушке; ???низкий уровень затрат на топливо, газ, жидкое топливо или электроэнергию, которые сжигают в сушилке при сушки; ???высокие технико-экономические показатели по удельным расходом топлива и электроэнергии; ???возможность применять экономические режимы сушки; ???высокая интенсивность сушки зерна; ???универсальность; ???стабильность выполнения технологического процесса, надежность и безопасность работы; ???отсутствие вредного воздействия на обслуживающий персонал сушилки и окружающую среду; ???высокий коэффициент использование полученного тепла для сушки и низкие его непроизводительные потери. Требования и подходы к выбору типа сушилки Главная сложность сушки зерна заключается в том, что высушивание материала следует выполнять при определенных значений (на границе допустимых) температуры агента сушка для соответствующего нагрева просушиваемой материала и одновременно обеспечить максимальную производительность сушилки и полное сохранение качества продукции. Превышение установленных температур нагрева агента сушки и зерна приводит к порче последнего: обуславливает коагуляцию белка, потерю жизненных функций семена и способности ее к прорастанию, резко ухудшает растяжимость белков (эндосперма) и, следовательно, снижает количество и качество клейковины. Поэтому семенное и продовольственное зерно нужно сушить при более мягких режимов, чтобы не вызвать растрескивание семян и не уничтожить зародыш, который содержится непосредственно под оболочкой, а также не ухудшить упруго-пластических свойств зерна. Однако использование слишком мягких режимов обработки снижает производительность сушилки. Поэтому для конкретной цели действующего или проектируемого зернохранилища / зерноперерабатывающего производства при выборе типа сушилки, ее типоразмеров следует принимать во внимание ее полную технически конструктивную и экономическую оценку. Основная технологическая система современной сушилки, что обеспечивает ее теплом, — высокоэффективный газовая горелка, которая работает на природном газе или пропане. Мощность газовой горелки можно легко регулировать в диапазоне от 10 до 100%. Сушилки, которые в качестве энергоносителя используют природный газ или пропан-бутан, — компактны, просты и эффективны. Топливо как энергоноситель сушилки По требованию заказчика и в соответствии с конструкционного исполнения для работы зерносушилки можно применять жидкое топливо, сжиженный газ или метан и электроэнергию. Сушки зерна, выполняемое современными сушилками, работающих на традиционных источниках поставки тепла — природном газе или дизельном топливе, конечно, не обусловливает уменьшение затрат на эту технологическую операцию. В то же время современные технологии и применение альтернативных (нетрадиционных) источников энергии позволяет выполнять эту операцию, используя различные виды биотоплива. Учитывая экономическую ситуацию в стране именно такой вариант технологии сушки зерна становится все более перспективным. Энергоносители для сушки зерна Обычно тепловое сушки основан на использовании энергоносителей, в частности дизельного топлива (ДТ), природного газа и электроэнергии (табл. 1). Естественно, для применения этих энергетических источников сушилки должны быть соответствующей конструкции (типа), их устанавливают преимущественно в сушильных хозяйствах крупных зерновых элеваторов, зерноперерабатывающих и зернопроизводящих хозяйствах. Их количество, по самым скромным подсчетам, достигает 2000 шт. Казалось бы, такое количество сушилок за фактических объемов валового производства зерна в Украине в последние пять лет — на уровне 60 млн т, — должна поражать (в смысле, что их маловато). Но на самом деле это не так, и для этого утверждения есть такие убедительные аргументы: ???большинство применяемых сушилок имеют большую производительность, что позволяет высушивать большие объемы зерна за короткий срок. Так, например, за сутки непрерывной работы (а именно в таком режиме работают сушилки в хозяйствах в период сушки зерна) объемы выработки достигают 3000 т зерна и более; ???сушке подвергается в основном зерно кукурузы, подсолнечника и сои, сроки и период уборки которых обусловливают повышенную их влажность. Зерно этих культур составляет около половины собранного валового объема; ???сушилки, использующие в настоящее время в Украине (табл. 1) — новые, современные, поскольку поставленные в последние 5-10 лет. Объективности ради следует отметить, что указанный период характеризуется стремительным взлетом обновление количественного и качественного состава сушильного хозяйства в Украине. В этом сегменте бизнеса уверенно работают более 50 фирм (табл. 1, 2). Причем они не просто ограничиваются поставкой сушилок, а работают с предприятиями-заказчиками по принципу, что называется «под ключ»: от закладки строительной площадки для сушки до полного монтажа, обучение обслуживающего персонала и сервисного обслуживания. И это дает свой ??положительный результат: большинство фирм-поставщиков ООО «Деметра», ООО «АМАКО Украина», ООО «Интек Групп», ООО «Элеваторный альянс» (ЗАО «Порцелак-Инвест»), ООО «Риля Украина», ООО «Аграрная индустриальная компания», ОАО «Бриг», ООО «Октава», ООО «Арай Украина», ООО «Зерновые комплексы и системы», ООО «Фарм-Агро», ООО «АВС Трейд», ООО «Завод элеваторного оборудования» Сокол «», «Зерновая столица» имеют значительный «корзину заказов». В настоящее время в Украине, в основном, используют сушилки, в которых энергоносителями для выполнения процесса сушки природный газ, дизельное топливо и электроэнергия. Причем около 95% сушилок работают на природном газе, который в Украине добывают в ограниченном количестве, поэтому его импортируют. В течение последнего года цены на газ существенно выросли. К тому же появились еще и другие весомые «препятствия» для того, чтобы использовать его для сушки. Несмотря на это, Украина ведет поиск других, альтернативных, источников энергии для работы сушилок. Одним из таких энергоматериалов в сельхозпроизводстве является солома зерновых колосовых культур. Ее применение в зависимости от наличия в хозяйстве, позволяет в определенный период года значительно уменьшить или даже полностью отказаться от потребления дорогостоящих источников — дизельного топлива и природного газа и одновременно сократить расходы на сушку. Перспектива использования соломы обусловлена ??ее относительной дешевизной, в значительной ежегодной наличием, объем которой значительно превышает хозяйственные нужды (до 15 млн т — это 30% площади под зерновыми культурами!), а также потребностью уменьшения расходов на сушку зерна для снижения себестоимости его производства. Сушки зерна с применением нетрадиционных, но довольно экономичных видов биотоплива, например соломы, дает возможность уменьшить зависимость от поставщиков других энергоносителей (природного газа и дизельного топлива). К тому же — с пользой использовать технологический материал, полученный во время уборки урожая зерновых и других культур, незерновых часть которых обладает способностью гореть и давать тепло. Альтернативный энергоноситель (биотопливо) может быть в виде пеллет, рулонов (тюков) из соломы зерновых колосовых культур и мискантуса, шелухи подсолнечника, торфа, опилок, деревянных щепок, дров и других агровидходив, которые обладают способностью гореть и выделять тепло. Понимая перспективность направления и изменение акцентов в использовании энергоносителей, ряд отечественных предприятий-производителей (табл. 2) разработала сушилки (сушильные комплексы), адаптированные к использованию биотоплива и которые экономически эффективно сушат зерно украинских аграриев. ??Ведущее место в этом сегменте технологического оборудования играет ОДО «Бриг» , которое в течение последних десятилетий создало фундаментальные технические разработки и эффективные решения в этом направлении. Его зерносушильные комплексы КС-8 (16) выполняют сушки предварительно очищенного продовольственного, семенного или фуражного зерна семян зерновых, зернобобовых и масличных культур с помощью атмосферного воздуха, который нагревается в теплогенераторе типа ТГС за сжигание прессованной в тюки соломы (табл. 3). Определяющими технологическими составляющими комплекса КС-16 есть два теплогенераторы ТГС-500, предназначенные для получения тепловой энергии в виде нагретого атмосферного воздуха путем сжигания соломы, спрессованной в тюки прямоугольной или круглой формы. В состав теплогенераторов входят два короба для подачи сушильного агента в зерносушилку и два — для отвода дымовых газов в дымовую трубу, а также два клапана. Тип загрузки тюков в теплогенератор зависит от их массы и происходит вручную, погрузчиком или с помощью штыревого приспособления переднего навески трактора. Возможно использование в качестве топлива шелухи подсолнечника или опилок, загрузка которых в теплогенераторы ТГС-500 выполняется с одной стороны корпуса через специальный люк. Удаление пепла — вручную. Теплогенераторами серии ТГС могут оборудовать как новые сушилки различных типов для сушки зерна и круп, так и реконструированы сушилки отечественных и зарубежных производителей. «Плюсы» применения зерносушильного комплекса серии КС за работы на соломе — это отсутствие прямого контакта продуктов сгорания с зерном. Нагрев атмосферного воздуха продуктами сгорания происходит в трубчатом теплообменнике теплогенератора, что обеспечивает экологически чистое сушки зерна, поскольку нет пагубного влияния на высушиваемый материал канцерогенных веществ — продуктов сгорания топлива. ??Реализованные в производстве технические решения, которые позволяют сушить зерно с использованием биотоплива, также ЗАО «Порцелакинвест». Для этого в составе сушилок серии SD — SD-5 (8, 9, 12, 15, 16, 19) применена так называемые гибридные теплогенераторы. В их конструкции использованы и объединены системы, работающие на биотопливе, газе и дизельном топливе. Топка-котел может быть выполнена в виде одной глубокой камеры или двух камер, спроектированных под размер котла. В ее комплект входят: обменник «вода — воздух», гидроустановка (циркуляционный насос с выравнивающим баком) и трубная установка для удаления топочных газов. Воздух нагревается от воды в обменнике и от трубы с горячими газами, которая проходит через канал теплого воздуха в шахте сушилки. Причем использование газа желаемое в стартовый период работы сушилки — для начального разогрева ее перед выходом на проектный режим сушки. Расходы биоэнергоносителей, в зависимости от влажности и калорийности — щепок, пеллет или гранул, может составлять 2-2,5 кг на 1 т /%. Сушилки серии SD имеют высокую универсальность, что позволяет использовать их для сушки зерновых, масличных, бобовых культур, продовольственного и фуражного зерна, семенного материала и пивоваренного ячменя, крупяных и дрибнонасинних культур. Фирма-поставщик декларирует такие характеристики своих сушилок: равномерное сушки зерна, минимальные затраты электроэнергии и высокий уровень теплоизоляции, — что позволяет уменьшить затраты энергоносителя до 20%. ??Зерносушилки Kepler Weber ООО «АВС трейд» также имеют теплогенератор как обязательный технико-технологический элемент для сжигания дров (или шелухи подсолнечника) и получения тепла. Сушки зерна в зерносушилке с теплогенератором, который работает на дровах, происходит в 70% объема шахты зерносушилки, охлаждения — в ??30% ее объема, обеспечивает в дальнейшем длительное хранение зерна. Наружный воздух, прошедший через секцию охлаждения, отбирает у горячего сухого зерна тепло и дополняет основной объем воздуха, осуществляет сушки. Это позволяет экономить топливо и электроэнергию. Также возможно сушки в сушильной колонне зерносушилки без охлаждения — для увеличения производительности на 7-10%, с последующим охлаждением в зерновом силосе. Все зерносушилки, работающие на дровах, могут быть оборудованы одновременно и газовым (дизельным) горелкой, и теплогенератором (на дровах). Начиная с модели ADS-40R, такие зерносушилки уже в базовом исполнении комплектующих цикловентиляторамы для утилизации пыли и других мусорных примесей из использованного в процессе сушки воздуха. Они экономически выгодны для сушки зерна. Согласно результатам практических исследований ООО «АВС трейд», себестоимость сушки зерна дровами составляет 2 грн / т /%. ??В значительной степени оригинальное техническое решение использования биотоплива для сушки зерна предлагает фирма Mega S.А. Ее сушилка Mega работает на дровах, соломе, деревянной стружке, зерновых отходах, шелухе семян и т.д., которые сжигают в генераторе тепла (печи). Печь имеет систему регулирования скорости подачи топлива, чем достигается качественное его сгорания и высокая производительность сушки. Подача биотоплива централизованное и механизированное — из специализированного накопительного бункера. Производительность сушилки Mega (за снижение влажности зерна кукурузы до 15%) составляет от 20 до 5% — 18 т / ч, от 25 до 5% — 9, от 30 до 15% — 6, от 35 до 5% — 4, 5 т / ч. ??Компания Stela Laxhuber GMBH занимается производством сушильных установок с нагревом на биомассе с 2004 Эта компания предлагает два варианта снижения зависимости от таких традиционных для Украины видов топлива, таких как природный газ и дизтопливо: ??использование избыточного тепла от определенных действий ( например, горячей воды от когенерационных установок, пару от паровых котлов, дымовых газов, биогаза). В этом случае достигается наибольший экономический эффект. Преобразование горячей воды, пара, или дымовых газов на горячий воздух происходит с помощью теплообменников, которые устанавливают в секциях притока холодного воздуха. Возможно также переоборудование имеющихся сушильных установок; ??биотопливо, которое сжигается непосредственно для получения тепла. Определенным недостатком использования для нагрева только горячей воды является то, что для сушки кукурузы температура горячего воздуха должна составлять 120 … 130 ° С, а имеющиеся контуры горячей воды могут обеспечить только 100 ° C. Также есть некоторые потери тепла в трубопроводах, поэтому температура горячего воздуха будет макс. 93 ° С. Для сушки пшеницы, рапса, сои или подсолнечника этого достаточно, но мало для кукурузы. Поэтому компания Stela рекомендует устанавливать дополнительные газовые горелки (это может быть как природный или сжиженный газ, так и биогаз). Такие горелки можно использовать как для непосредственного нагрева воздуха в сушилке (например, в стандартных моделях), так и с помощью прямых или косвенных воздушных нагревателей (система может использовать дизтопливо — это возможно, например, в случае использования горелок Weishaupt или комбинированных горелок — газ + дизтопливо). В этом направлении непосредственного сжигания биотоплива компания Stela сотрудничает со многими отечественными и иностранными производителями теплогенераторов. Одним из примеров работы такой сушильной установки есть сушилка модели MDB-XN-1-18-S, которая установлена ??в 2013 в Черкасской области. Она работает без газа или дизтоплива — только на отходах древесины (щепа) и початках кукурузы. Производительность сушилки — 60 т / ч (сушка пшеницы при снижении влажности от 19 до 15%) или 22,5 т / ч (снижение влажности кукурузы от 30 до 15%). Кукурузные початки собирают во время обмолот культуры с помощью специальной насадки к комбайнам, применение которой также позволяет снизить расход топлива комбайнами. Такая сушилка оборудована системой автоматической подачи топлива, двумя теплогенераторами компании Bioflamm мощностью 3 250 кВт каждый (в косвенном режиме работы) и двумя косвенными воздухонагревателями, которые имеют дополнительные теплообменники в местах поступления холодного воздуха. При использовании биотоплива компания Stela рекомендует применять косвенные воздухонагреватели — это сделает невозможным риск пожара и препятствовать приобретению запаха дыма высушиваемого продуктом (это особенно важно при выполнении экспортных контрактов). ??Зерносушилка КЗС-10 разработана ОАО «Дозавтоматы» (Кировоград). Зерносушилка предназначена для непрерывного сушки зерна зерновых масличных и зернобобовых культур семенного, продовольственного и фуражного назначения.