Новые технологии и технические средства послеуборочной обработки зерна

УДК 631.365:22.004.69

Новые технологии и технические средства
послеуборочной обработки зерна
Сычугов Ю.В.
Уборка зерновых культур в Нечерноземной зоне РФ осложнена влаж-ными почвенно-климатическими условиями. Поэтому значительная доля за-трат приходится на послеуборочную обработку зерна - очистку, сортирова-ние и сушку. Технология обработки зерновых материалов определяется ус-ловиями формирования их потоков и техническим уровнем машин и обору-дования [1, 2, 3]. В процессе эксплуатации существующих поточно-технологических линий (зерноочистительно-сушильные комплексы КЗС-10, КЗС-20, КЗС-25, КЗС-40 и др.) выявлен ряд их технологических и конструк-тивных недостатков. Они предназначены в основном для получения продо-вольственного зерна. При этом машины, установленные на зерноочиститель-но-сушильных комплексах, несовершенны, и, как правило, уже изношены, имеют низкую надежность и эффективность работы. Например, машины предварительной очистки зернового вороха ЗД-10000 и МПО-50 не отделяют мелких примесей, что приводит к снижению производительности и увеличе-нию расхода топлива сушилками; машине ЗВС-20А присуща низкая надеж-ность рамы, неэффективность работы ее воздушной очистки. Ненадежны и требуют конструктивной доработки триерный блок ЗАВ-90.000, нории НПЗ и 2НПЗ-20. Устарели и выработали свой ресурс машины ЗАВ-10.30.000. Охла-дительные колонки сушилок часто не функционируют. Отсутствуют опера-тивные емкости между зерноочистительным и сушильным отделениями.
Приемные бункера и завальные ямы имеют малую вместимость, а ямы и приямки с проектной глубиной более одного метра при высоком уровне грунтовых вод весной заполняются водой, что приводит к преждевременно-му износу размещенного в них оборудования.
При создании новых поточно-технологических линий необходимо со-блюдать следующие направления совершенствования технологии послеубо-рочной обработки высоковлажного зерна [3]:
- полная механизация всего технологического процесса обработки зер-на;
- повышение производительности отдельных машин и оборудования, а также в целом комплекса;
- использование высокопроизводительных сушилок с переводом их на поточную работу с использованием отделения вентилируемых бункеров;
- увеличение приемных и накопительных емкостей до 15... 20% от се-зонной производительности комплекса;
- установка в приемных и накопительных емкостях аэрожелобов;
- получение семян первого класса за счет применения более совершен-ных зерноочистительных машин отечественного и импортного производства (МПО-50 с приставкой РП-50; МС-4,5; машин фирмы ОАО ГСКБ "Зерноочи-стка"; МВО-10, ПС-15 (НИИСХ Северо-Востока); машин немецкой фирмы "Petkus Wutha" и др.), а также сушильных агрегатов (СБВС-5, М-819, С-10,
С-20, СКЗ-8 и др.).
Предлагается использовать новые технологии послеуборочной обра-ботки зерна, разработанные ПКБ НИИСХ Северо-Востока [3].
1. Зерноочистительно-сушильный комплекс на базе сушилки СБВС-5 содержит приемное устройство 2 с аэрожелобом, сушильное отде-ление на базе сушилки СБВС-5, очистительное отделение с применением машины вторичной очистки МВО-10 9. Технологическая схема работы ком-плекса приведена на рисунке 1.
Привезенный с поля зерновой ворох выгружается в приемное устрой-ство 2, в котором некоторое время может вентилироваться неподогретым ат-мосферным воздухом, нагнетаемым в ворох вентилятором 3, если сушильные бункерные емкости 22 и 26 заполнены зерном. После освобождения сушилки от высушенного зерна в задней части приемного устройства 2 открывается заслонка, и зерно потоком воздуха, создаваемым вентилятором 3 и подавае-мым в аэрожелоб, направляется в норию 1, которая подает зерно в машину предварительной очистки 4. Крупные отходы скребковым транспортером 6 отгружаются в тракторную тележку 5 и вывозятся, а легкие отходы вентиля-тором машины отправляются в циклон бункера 27 отходов. Очищенное зерно норией 28 подается в норию 23 (при параллельной работе сушилок), которая загружает сушильные емкости или одну из них при последовательной их ра-боте. Бункера 7 и 8 используются для охлаждения зерна или как резервные.
Высушенное зерно шнеками 25 выгружается в норию 23, которая пода-ет его на отлежку в бункер 8, а из него шнеком 21 выгружается в норию 20 и отправляется на вторичную очистку в машину МВО-10. Шнеком 11 зерно от машины поступает в норию 12, затем - в триерные блоки 16, а норией 17 по-сле триерной очистки транспортером 18 направляется в бункер чистого зер-на. Фуражные отходы от машины вторичной очистки скребковым 19 и лен-точным 15 транспортерами и норией 14 загружаются в бункер 13 фуража, из которого вывозятся автотранспортом.
Зерноочистительно-сушильный комплекс на базе сушилки СБВС-5 производительностью 5 т/ч работает при сжигании отходов деревообрабаты-вающего производства в переоборудованном топочном блоке теплогенерато-ра ТАУ-1,5 в СПК "Нагорский" Кировской области [5].
2. Зерноочистительно-сушильный комплекс на базе сушилки СБВС-5 с отделением вентилируемых бункеров ОБВ-160А [3] включает приемное устройство вместимостью 150 т зерна с тремя аэрожелобами бун-керную сушилку СБВС-5, отделение вентилируемых бункеров ОБВ-160А. При предварительной очистке используются две машины ОВС-25С, а на вто-ричной - К-547 фирмы "Petkus Wutha" (производство Германии).
При работе комплекса (рис.2) зерновой ворох из приемного устройства 1 посредством аэрожелобов 2 и нории 3 поступает на предварительную очи-стку в машины ОВС-25С. Затем очищенное зерно направляется в сушильные бункера 5, 8 и охладительные бункера 21, 23 сушилки СБВС-5. Сушка прово-дится подогретым воздухом, который, проходя через топочный блок ТБ-1,5 6 вентиляторами 7 по воздуховодам нагнетается в сушильные бункера. При достижении кондиционной влажности зерновой материал отправляется на временное хранение в вентилируемые бункера 9, 10, 18, 20 отделения ОБВ-160А, а далее - на машину вторичной очистки К-547А 16. При этом задейст-вованы нории 17, 19, 22, 24. Зерно с решетного стана зерноочистительной машины 16 скребковым транспортером 15 подается в триера 12
ЗАВ-10.90000 А, а из них самотеком поступает в бункер чистого зерна 13. Фуражные отходы от триеров 12 и машины К-547 16 отгружается в бункер фуража 14, пылевые отходы по системе аспирации направляются в циклоны 11. Отходы от машин ОВС-25С поступают в бункер отходов 25. Комплекс функционирует в колхозе "Победа" Кировской области.
3. Семяочистительно-сушильная линия с секционной сушилкой производительностью до 50 т в сутки. Линия включает: приемное устрой-ство с аэрожелобом; машину предварительной очистки ОВС-2А; двадцать секций сушилки; машину вторичной очистки К-531; топочный блок ТБ-1,5, переоборудованный для сжигания твердого топлива (дрова, торф, уголь, дре-весные отходы); два вентилятора ВНСН-11И [4].
На рисунке 3 приведена технологическая схема семяочистительно-сушильной линии, смонтированной на базе секционной сушилки, имеющей производительность 50 т в сутки в колхозе "Заречье" Ярославской области и в ряде других хозяйств Нечерноземной зоны. Поступающий от комбайнов зерновой ворох выгружается в приемное устройство 2, снабженное аэроже-лобом 3 вместимостью 15 т. К входному сечению воздухоподающего канала аэрожелоба герметично присоединен осевой вентилятор СВМ-5М 4.
Для вентилирования вороха в приемном устройстве вентилятором в аэ-рожелоб нагнетается атмосферный воздух, при этом сохраняются семенные и товарные качества зерна. При выгрузке вороха в задней части приемного устройства открывается заслонка аэрожелоба, и зерновой ворох посредством потока воздуха подается в машину ОВС-25 5 предварительной очистки. По-сле очистки зерновая масса ленточным конвейером 9 с помощью разгрузоч-ной тележки 11 загружается в секции 12 сушилки. После этого в работу включаются вентиляторы ВНСН-11И 6, и нагретый топочным блоком ТБ-1,5 1 воздух по воздухораспределительным каналам 10 подается в подсушиль-ные камеры секций сушилки. Отходы зерновой массы от машины ОВС-25 отводятся пневмотранспортом в бункер 7.
Высушенное зерно посредством ленточных конвейеров 8 и норий 13 поступает в промежуточный бункер 14, а из него дозировано - в воздушно-решетную машину К-531А 15. Семена, очищенные потоком воздуха, решет-ной частью и триерными цилиндрами машины, конвейером 17 и норией 16 отводятся в бункер чистого зерна 18, из которого вывозятся на хранение. Фу-ражное зерно от машины К-531А пневмотранспортом загружается в бункер 19.
Активное вентилирование зерновой массы атмосферным воздухом в приемном отделении производят тогда, когда воздух поглощает выделяемую зерном влагу. Так, например, для достижения кондиционной влажности се-мян 14% относительная влажность воздуха не должна превышать 65%. Для определения возможности вентилировать зерно атмосферным воздухом при-меняется график-диаграмма Веннера. При этом, если температура зерна вы-ше температуры воздуха на 4…5ºС, то зерно можно охлаждать при влажно-сти воздуха 80…90%, т.е. практически при любой его влажности. Необходи-мое понижение влажности воздуха достигается его подогревом (подогрев на 1ºС уменьшает влажность примерно на 5%). Следовательно, чтобы вентили-ровать зерновую насыпь в ночные часы или в пасмурную погоду, достаточно воздух подогревать на 5…10º С.
Продолжительность сушки семян зависит от удельной подачи воздуха [м3 /(ч•т)]. Так, для сушки семян зерновых культур при влажности до 24% минимальная подача воздуха составляет 400…800 м3/(ч•т), при влажности свыше 24% - не менее 1000 м3/(ч•т). При исходной влажности семян свыше 26% их можно сушить ускоренным способом, при этом при высоте слоя на-сыпи до 0,7 м температура теплоносителя составляет 45ºС, подача - 1500…2000 м3/(ч•т).
Наиболее рациональное значение температуры теплоносителя при сушке семян зерновых культур 45ºС, зернобобовых - 30ºС, многолетних трав - 40ºС. При таком температурном режиме сушки микротрещины на семенах зарубцовываются, и всхожесть семян после сушки не снижается.
Производительность сушилки зависит от количества секций и состав-ляет от 2,5 до 100 тонн в сутки при исходной влажности семян до 26%. По-скольку все технологические процессы механизированы, линия, в зависимо-сти от производительности, обслуживается одним или двумя операторами.
Основой секционной сушилки (рис.4) является рама, на которой уста-новлены сушильные секции (короба) 12, ленточный конвейер 9 со сбрасы-вающей тележкой 4, воздухораспределительные каналы 10 с заслонками 22 и выгрузные транспортеры 8. Для обслуживания сборочных единиц сушилки на раме закреплена площадка 23. Сушильная секция имеет длину 1,8…2,0 м и ширину 1,5…1,8 м; в секцию загружается до 2,5 т семян зерновых культур и до 1,5 т - семян трав.
При работе сушилки предварительно очищенное зерно норией или от-грузочным транспортером машины ОВС-25А подается на ленточный транс-портер, с которого сбрасывающей тележкой направляется в ту или иную су-шильную секцию. Угол наклона решетчатого дна 24 с горизонтальной плос-костью составляет 21…25, при этом после загрузки семян получается рав-номерный по толщине слой насыпи (до 0,7 м), не требующий ручного вырав-нивания.
После загрузки секций при открытых воздухораспределительных за-слонках воздух, подогретый электрокалориферной установкой типа СФОА, топочным блоком ТБ-1,5 с дополнительно установленными вентиляторами или теплогенераторами ТАУ-0,75 и ТАУ-1,5, из воздухораспределительных каналов вентилятором подается в подрешетные камеры секций и через отвер-стия решеток поступает в слой семян, удаляя из них влагу.
Высушенные семена из сушильных камер секций при установке их за-слонок 21 в положение «открыто» самотеком поступают на выгрузные транспортеры. С этих транспортеров нории 13 отправляют зерно в накопи-тельный бункер 4, а из него – на последующую обработку или на хранение в склад.
Форма и размеры клиновидных воздухораспределительных каналов с уменьшающейся шириной в направлении движения воздуха и подрешетной камеры 5 при одинаковой высоте насыпи семян обеспечивают его одинако-вую подачу во все секции и равномерное распределение по площади зерно-вой насыпи. В то же время наличие заслонок на секциях позволяет работать установке и при различной высоте насыпи семян, при сушке семян различ-ных репродукций и культур, а также при выключении из работы части сек-ций, например, при выгрузке или загрузке в них семян.
Семяочистительно-сушильные линии с секционными сушилками при-меняются на селекционных и семеноводческих станциях, в фермерских кол-лективных хозяйствах.
В реконструируемых и восстанавливаемых КЗС обработка зернового материала возможна по другим технологическим схемам с применением ряда зерноочистительных машин; их марки приведены в таблице [1, 3].
Таблица
Перечень зерноочистительных машин, применяемых
на различных стадиях очистки зерна
Предварительная очистка Первичная
очистка Вторичная
очистка
К-527А
К-523
МПР-50
ОВС-25
МЗ-10С
К-525
К-528 МЗС-5
МЗС-10
МЗС-20
МЗП-25
МЗП-50 К-547А
К-531
ЗВС-20А+ПС-15
МВО-10
К-545
СВУ-5А
СМ-4
МС-4,5
Выбор зерноочистительной машины первого состава поточной техноло-гии зависит от пропускной способности и назначения обрабатываемого мате-риала.
Выводы:
1. Применение новых технологий, в состав которых входят высокопро-изводительные зерноочистительные машины с эффективной воздушной очи-сткой, приемные емкости с аэрожелобами, бункера активного вентилирова-ния и более усовершенствованные сушилки, позволяет сократить сроки по-слеуборочной обработки зерна, что, в конечном счете, позволяет повысить качество обработанного материала и сократить потери зерна.
2. Использование топочных агрегатов на твердом топливе по сравнению с использованием жидкого топлива значительно удешевляет себестоимость тонны обрабатываемого материала (экономический эффект составил 0,67 у.е. на тонну семян).
3. Применение секционной сушилки (сушка в неподвижном слое насы-пи) позволяет более полно сохранить семенные качества материала.

Литература
1. Машины для послеуборочной обработки зерна /Б.С.Окнин, И.В.Горбачев, А.А.Терехин, В.М.Соловьев.- М.: Агропромиздат, 1987.- 283 с.
2. Голубкович А.В., Чижиков А.Г. Сушка высоковлажных семян и зер-на.- М.: Росагропромиздат, 1991.- 174 с.
3. Сычугов Н.П., Сычугов Ю.В., Исупов В.И. Механизация послеубо-рочной обработки зерна и семян трав.- Киров: ФГИПП "Вятка", 2003.- 368 с.
4. Сушка и особенности обработки семян клевера и других многолет-них трав на семяочистительно-сушильных линиях с применением секцион-ной сушилки /Ю.В.Сычугов, В.И.Исупов, В.Н.Скоробогатых, Н.П.Сычугов. - INZYNIERIA SYSTEMOW BIOAGROTECHNICZNYCH, Zeszyt 8, Ptock, 2001.- S.256-262.
5. Сычугов Ю.В. Применение топочных агрегатов на твердом топливе в семяочистительно-сушильных линиях и комплексах послеуборочной обра-ботки семян зерновых и трав - IX INTERNATIONAL SYMPOSIUM ECO-LOGICAL ASPECTS OF MECHANIZATION OF PLANT PRODUCTION.- Warszawa, 2002.- S.348-352.


Рис.1. Технологическая схема зерноочистительно-сушильного комплекса на базе сушилки СБВС-5:
I - сушильное отделение; II - очистительное отделение; 1, 12, 14, 17, 20, 23, 28 нории ковшовые; 2 приемное устройство с аэрожелобом; 3 вентилятор аэрожелоба; 4 маши-на предварительной очистки; 5 тележка транспортная; 6, 19 транспортеры скребковые; 7, 8 бункера БВ-25; 9 машина вторичной очистки; 10 эстакада под оборудование; 11, 21, 25 транспортеры шнековые; 13 бункер фуражного зерна; 15 транспортер ленточ-ный; 16 триерный блок; 18 транспортер; 24 топка ТБ-1,5; 22, 26 - сушилки бункерные; 27 бункер отходов с циклоном


Рис.2. Технологическая схема зерноочистительно-сушильного комплекса с применением сушилки СБВС-5 и вентилируемых бункеров ОБВ-160:
I отделение приема; II отделение сушки; III отделение зерноочистки; 1 приемное устройство; 2 аэрожелоба с вентиляторами; 3, 19, 22, 24 нории 2 НПЗ-20; 4 очиститель вороха ОВС-25С; 5, 8 бункера сушильные СБВС-5; 6 топочный агрегат ТБ-1,5; 7 вен-тиляторы сушилки СБВС-5; 9, 10, 18, 20 бункера вентилируемые ОБВ-160А; 11 цикло-ны; 12 триеры ЗАВ-10.90000А; 13 бункер чистого зерна; 14 бункер фуражного зерна; 15 транспортер скребковый; 16 машина вторичной очистки К-547А; 17 нория НПЗ-20; 21, 23 бункера охладительные; 25 бункер отходов


Рис. 3. Схема семяочистительно-сушильной линии с секционной сушилкой колхоза "Заречье" Ярославской области:
1 блок топочный; 2 устройство приемное; 3 аэрожелоб; 4 вентилятор аэрожелоба;
5 машина предварительной очистки; 6 вентиляторы; 7 бункер отходов; 8, 9, 17 кон-вейеры ленточные; 10 воздухораспределительные каналы; 11 тележка разгрузочная;
12 секции сушилки; 13 нории ковшовые; 14 бункер промежуточный; 15 машина вто-ричной очистки; 16 нория ковшовая; 18 бункер чистого зерна; 19 бункер фуражного зерна


Рис.4. Секционная сушилка:
8 конвейер ленточный; 9 конвейер ленточный; 10 воздухораспределительный канал;
11 тележка разгрузочная; 12 секция сушилки; 13 нория ковшовая; 14 промежуточ-ный бункер; 20 подрешетная камера; 21 заслонка; 22 воздушная заслонка; 23 пло-щадка обслуживания; 24 решетчатое дно

Автор:
Сычугов Юрий Вячеславович ______________________
кандидат технических наук,
1957 г.р.,
ИНН 434601392504,
610007, г.Киров, ул.Ленина, д.164/5, кв. 29
тел/факс. 67-45-57
ГУП Проектно-конструкторское бюро
НИИСХ Северо-Востока им.Н.В.Рудницкого.