На перший погляд може здатися, що в країнах із спекотним кліматом не так гостро стоїть питання сушіння зерна, як у Європі. Проте це далеко не так. Велика вологість і сезонні дощі завдають багато клопоту сільгоспвиробникам, а крім того, Бразилія – це країна, де збирають за рік два врожаї кукурудзи та три врожаї сої. Саме ці дві культури, а ще рис, найбільше вимагатимуть сушіння перед закладкою на зберігання або відправкою на експорт. Бразилія є одним із найбільших у світі виробників зерна. Мінімальний урожай нині – це 150 мільйонів тонн зернових на рік.

Очікувалося побачити тут велику кількість імпортної техніки для сушіння та зберігання зерна, але виявилося, що три бразильські виробники практично повністю покривають потреби країни, у тому числі 60% бразильського зерна сушиться та зберігається за допомогою обладнання, яке виробляє компанія «Kepler Weber», головним акціонером якою є держава.

Найбільше дивує те, що як основний енергоносій при сушінні зерна використовуються дрова, благо сухого евкаліпту в країні достатньо. Фахівці елеваторів кажуть, що сушіння дровами забезпечує їм восьмикратну економію порівняно із сушінням газом чи нафтопродуктами. Теплогенератори для зерносушарки на дровах застосовуються в Бразилії досить давно, ідеально доопрацьовані і в даний час їх теплова потужність часто становить 11 МВт і більше. Продуктивність зерносушарок для сої може бути понад 200 т/годину (сушіння зерна з 18% до 13% вологості), а за рисом – до 400 т/годину.

На рис. 1 схематично представлена модель теплогенератора, який найчастіше застосовується в господарствах із зберігання зерна в Бразилії. Конструктивно, він складається з:

1 – завантажувального люка для подачі палива;

2 – системи подачі повітря;

3 – камери згоряння – перша секція;

4 – грати, де відбувається горіння палива;

5 – камери згоряння – друга секція;

6 – камери допалювання вторинних газів – третя секція;

7 – вихрової камери для відсікання іскор та диму;

8 – канал виходу гарячого повітря;

9 – каналів видалення попелу;

10 – димоходу.

 

Рис.1. Влаштування тепло генератора на дровах.

Як бачимо, теплогенератор не містить теплообмінника повітря, але разом з тим, зерно після сушіння не має характерного запаху продуктів згоряння. Щоправда, як кажуть фахівці елеваторів, зерносушарки, яким вже по 15-20 років, не повністю усували специфічний запах із зерна, але цей запах пропадав після 1-2 діб вентиляції зерна у силосі. Під час експорту зерна у бразильців проблем не виникає. Очевидно, найважливішим елементом тепло генератора є вихрова камера чи, як її інакше називають, – дотичний відсікач.

Конструкція зерносушарки передбачає подачу в зону сушіння лише 20% повітря із теплогенератора, нагрітого до температури близько 100 °С. Подається ще 40% підігрітого повітря із зони охолодження зерна в нижній частині сушарки в режимі рециркуляції та 40% навколишнього повітря. Існує обмежена можливість регулювання припливу навколишнього повітря, а отже – і температури повітря в зоні сушіння. В основному, температурне регулювання здійснюють, як правило, керуванням кількістю дров (інакше при значному перекритті подачі навколишнього повітря збільшується ризик попадання іскор у зерно).

На рис. 1 схематично представлено модель теплогенератора, який найчастіше застосовують у зерносушарках.

Слід також зазначити, що територія поруч із сушаркою досить чиста – пил та легкі фракції забруднень із зерна відбирає віялка, встановлена ​​на даху сушарки під норією, та спрямовує їх у камеру згоряння. Дуже ефективно вирішено питання регулювання температури повітря, яке подається в сушать секції зерносушарки. Як правило, всі зерносушарки, які виробляє компанія Kepler Weber, мають рециркуляцію повітря із зони охолодження зерна, а зона охолодження становить до 30% шахти сушарки. Повітря, що подається в секції сушіння, надходить від трьох джерел:

- рекуперований, із зони охолодження зерна;

- від теплогенератора, високої температури;

- зовнішнє повітря.

Регулюючи в ручному або автоматичному режимі положення заслінки зовнішнього повітря, встановлюють оптимальне значення температури повітря, що сушить.

Шахтні зерносушарки у Бразилії, так само як і у нас, набули найбільшого поширення. Інших типів сушарок, мабуть, немає. Але конструкція самої шахти зазнає змін. Крім традиційної шахти з так званими козирками (елементами, в які подається сухе гаряче повітря і через які відводиться вологе повітря), з'явилися шахти з іншою конструкцією цих елементів. Вони з торця мають форму палітри художника і в дослівному перекладі з португальської так і перекладаються. Найприйнятнішим є назвати їх жолобковими повітроводами. Так ось, у шахті з жолобковими повітроводами зерно рухається зверху донизу прямолінійно, а не зигзагоподібно, як у шахтах із козирками. У шахти із жолобковими повітроводами за інструкцією допускається завантаження зерна із забрудненнями до 4%, тоді як у шахти з козирками – не більше 1%. Фахівець одразу зробить висновок, що щодо пожежної безпеки зерносушарка з шахтою з жолобками дуже виграє, хоча така сушарка вимагатиме більше енергоносіїв (на величину близько 20%). Сушарок з шахтою з жолобками в Бразилії продається більше, ніж традиційних, і зараз компанія «Kepler Weber» розробляє конструкцію шахти, яка матиме переваги одного та іншого типів шахт.

Очевидно, ця перевага зумовила широке використання такого типу шахт у Бразилії. При використанні дешевого енергоносія, а саме дров, питання їхньої економії вже не таке критичне. Крім того, навіть найпростіші сушарки такого типу (рис. 4) мають можливість рециркуляції повітря із зони охолодження зерна, а тому під час сушіння кукурудзи або сої за температури теплоносія 100° і вище реальна перспектива повернути ці 10-15% енергії.

Буде економічно вигідно сушити зерно в Україні зерносушарками на дровах?

Найпростіші підрахунки одразу давали ствердну відповідь і в перспективі обіцяли щонайменше потрійний ефект порівняно з природним газом, а тому нас більше хвилювало інше питання: як витримують нашу зиму неутеплені шахти із жалюзійними елементами? Тому спочатку було поставлено три менш потужні зразки та проведено їх дослідження в умовах експлуатації. Хоча 2,7 тис. кВт у найбільшій сушарці - це вже не дуже низький показник. У нас на той час вже був значний досвід роботи з традиційними на нашому ринку зерносушарками, і «гості з Бразилії» додали багато питань, які потребують вирішення.

Загалом результати першого року їхньої експлуатації були досить непогані, незважаючи на нову для нас технологію, заготовлені вчасно дрова та морози до -15 °С. Хоч як дивно, але регламентована виробником паспортна продуктивність підтверджувалася, і після вивчення техніки нашими спеціалістами під опікою бразильських колег особливих проблем, які могли б зупинити вітчизняного сільгоспвиробника, вже не було.

У 2013-му кількість бразильських сушарок в Україні значно збільшилася, з'явилася перша – потужністю 4,66 тис. кВт, а у 2014 почала працювати сушарка з теплогенератором на 6,36 тис. кВт.

Шахта сушарки з рециркуляцією повітря із зони охолодженняШахта сушарки з рециркуляцією повітря із зони охолодження

У разі встановлення буферної ємності для охолодження зерна після сушіння можливість перевести обладнання на режим роботи без охолодження зерна сприяє підвищенню потужності зерносушарки. Таку операцію проводять по кілька секунд за допомогою одного важеля, після цього можна додати дров та підвищити продуктивність сушіння ще на 10-15%.

Чи можна застосувати досвід сушіння зерна Бразилії за умов України?

Увага: дані за 2016 рік, тому підставляємо нинішні ціни.

Теплотворність одиниці найпоширеніших видів палива та їх ціна

    Дизельне паливо – 10 700 ккал/кг (16 грн).
    Природний газ – 9500 ккал/м3 (6 грн).
    Сухі дрова – 3300, ринкові дрова (вологі) – 2500 ккал/кг (0,30 грн).

Для заміни 1 кг дизельного палива необхідно 4,28 кг дров (у грошовому вираженні – це 16 грн проти 1,24). Щоб замінити 1 м3 природного газу, необхідно 3,8 кг дров (у грошовому вираженні – 6 грн проти 1,14). Інформація для роздумів, як писав класик.

У побуті складно відмовитися від значних зручностей, які прийшли разом із природним газом, але у сільському господарстві – чому б і ні, не кажучи вже про господарства, де немає газу. Вражає також комп'ютерна таблиця на вибір потрібної потужності зерносушарки та режиму сушіння, яка замінює собою всі наявні у нас інструкції з експлуатації обладнання. Цей інструмент незамінний для керівника та оператора зерносушарки.

Фахівець вводить у таблицю такі значення:

- тип сушарки;

- тип культури;

- початкову вологість зерна;

- кінцеву вологість зерна;

- температуру окружающего воздуха и его влажность;

- тип та вартість теплоносія, вартість електроенергії;

- температуру сушіння.

Програма видає продуктивність роботи сушарки, питома витрата електроенергії та палива у числовому та грошовому виразах. Програма попереджає оператора про некоректний режим сушіння цієї культури. Може виникнути, також, попередження у тому, що вологість повітря, що подається в зону охолодження сушарки, перевищує поріг рівноважної вологості, тобто. коли на виході із сушарки зерно знову починає зволожуватися при його охолодженні. В цьому випадку оператор може направити невелику кількість підігрітого повітря від теплогенератора в зону охолодження зерна.