На первый взгляд может показаться, что в странах с жарким климатом не так остро стоит вопрос сушения зерна, как в Европе. Однако, это далеко не так. Большая влажность и сезонные дожди доставляют много хлопот сельхозпроизводителям, а кроме того, Бразилия – это страна, где собирают за год два урожая кукурузы и три урожая сои. Именно эти две культуры, а ещё рис, больше всего потребуют сушения перед закладкой на хранение или отправкой на экспорт. Бразилия является одним из наибольших в мире производителей зерна. Минимальный урожай в настоящее время – это 150 миллионов тонн зерновых в год.

Ожидалось увидеть здесь большое количество импортной техники для сушения и хранения зерна, но оказалось, что три бразильских производителя практически полностью покрывают потребности страны, в том числе 60% бразильского зерна сушится и хранится с помощью оборудования, которое производит компания «Kepler Weber», главным акционером которой является государство.

Больше всего удивляет то, что в качестве основного энергоносителя при сушении зерна используются дрова, благо сухого эвкалипта в стране предостаточно. Специалисты элеваторов говорят, что сушение дровами обеспечивает им восьмикратную экономию по сравнению с сушением газом или нефтепродуктами. Тепло генераторы для зерносушилки на дровах применяются в Бразилии достаточно давно, идеально доработаны и в настоящее время, их тепловая мощность часто составляет 11 МВт и более. Производительность зерносушилок для сои может быть более 200 т/час (сушение зерна с 18% до 13% влажности), а по рису – до 400 т/час.

На рис. 1 схематично представлена модель тепло генератора, который наиболее часто применяется в хозяйствах по хранению зерна в Бразилии.   Конструктивно, он состоит из:

1 – загрузочного люка для подачи топлива;

2 – системы подачи воздуха;

3 – камеры сгорания – первая секция;

4 – решётки, на которой происходит горение топлива;

5 – камеры сгорания – вторая секция;

6 – камеры дожигания вторичных газов – третья секция;

7 – вихревой камеры для отсекания искр и дыма;

8 – канала выхода горячего воздуха;

9 – каналов для удаления пепла;

10 – дымохода.

 

Рис.1. Устройство тепло генератора на дровах.

Как видим, теплогенератор не содержит теплообменника воздуха, но вместе с тем, зерно после сушения в  не имеет характерного запаха продуктов сгорания. Правда, как говорят специалисты элеваторов,  зерносушилки, которым уже по 15-20 лет, не полностью устраняли специфический запах из зерна, но этот запах пропадал  после 1-2 суток вентиляции зерна в силосе. При экспорте зерна у бразильцев проблем не возникает. По всей видимости, наиболее важным элементом тепло генератора является вихревая камера или, как её по-другому называют, – касательный отсекатель.

Конструкция зерносушилки предусматривает подачу в зону сушки только 20% воздуха из теплогенератора, нагретого до температуры около 100 °С. Подается еще 40% подогретого воздуха из зоны охлаждения зерна в нижней части сушилки в режиме рециркуляции и 40% окружающего воздуха. Существует ограниченная возможность регулирования притока окружающего воздуха, а значит - и температуры воздуха в зоне сушки. В основном, температурное регулирование осуществляют, как правило, управлением количеством дров (иначе при значительном перекрытии подачи окружающего воздуха увеличивается риск попадания искр в зерно).

На рис. 1 схематично представлено модель теплогенератора, который чаще всего применяют в зерносушилках.

Следует также отметить, что территория рядом с сушилкой довольно чистая – пыль и лёгкие фракции загрязнений из зерна отбирает веялка, установленная на крыше сушилки под норией, и направляет их в камеру сгорания. Очень эффективно решён вопрос регулирования температуры воздуха, который подаётся в сушащие секции зерносушилки. Как правило, все зерносушилки, которые производит компания «Kepler Weber»,  имеют рециркуляцию воздуха из зоны охлаждения зерна, а зона охлаждения составляет до 30% шахты сушилки. Воздух, подаваемый в секции сушения, поступает от трёх источников:

- рекуперированный, из зоны охлаждения зерна;

- от тепло генератора,  высокой температуры;

- наружный воздух.

Регулируя в ручном или автоматическом режиме положение заслонки наружного воздуха, устанавливают оптимальное значение температуры сушащего воздуха.

Шахтные зерносушилки в Бразилии, так же как и у нас, получили наибольшее распространение. Других типов сушилок, пожалуй, и нет. Но вот конструкция самой шахты претерпевает изменения. Кроме традиционной шахты с так называемыми козырьками (элементами в которые подаётся сухой горячий воздух и через которые отводится влажный воздух), появились шахты с другой конструкцией этих элементов. Они с торца имеют форму палитры художника и в дословном переводе с португальского языка так и переводятся. Более приемлемым представляется  назвать их желобковыми воздуховодами. Так вот, в шахте с желобковыми воздуховодами зерно движется сверху вниз прямолинейно, а не зигзагообразно, как в шахтах с козырьками. В шахты с желобковыми воздуховодами по инструкции допускается загрузка зерна с загрязнениями до 4%, тогда как в шахты с козырьками – не более 1%. Специалист сразу сделает заключение, что в отношении пожарной безопасности зерносушилка с шахтой с желобками очень выигрывает, хотя такая сушилка потребует больше энергоносителей (на величину около 20%). Сушилок с шахтой с желобками в Бразилии продаётся больше, чем традиционных, и сейчас компания «Kepler Weber» разрабатывает конструкцию шахты, которая будет обладать преимуществами одного и другого типов шахт.

Очевидно, это преимущество и обусловило широкое использование такого типа шахт в Бразилии. При использовании дешевого энергоносителя, а именно дров, вопрос их экономии уже не столь критичен. Кроме того, даже самые простые сушилки такого типа (рис. 4) имеют возможность рециркуляции воздуха из зоны охлаждения зерна, а потому во время сушки кукурузы или сои при температуре теплоносителя 100° и выше реальна перспектива вернуть эти 10-15% энергии.

Будет экономически выгодно сушить зерно в Украине зерносушилками на дровах?

Простейшие подсчеты сразу давали утвердительный ответ и в перспективе обещали минимум тройной эффект по сравнению с природным газом, а потому нас больше волновал другой вопрос: как выдерживают нашу зиму неутепленные шахты с жалюзийными элементами? Поэтому сначала были поставлены три менее мощные образца и проведены их исследования в условиях эксплуатации. Хотя 2,7 тыс. КВт в наибольшей сушилке - это уже не слишком низкий показатель. У нас к тому времени уже был значительный опыт работы с традиционными на нашем рынке зерносушилками, и «гости из Бразилии» добавили много вопросов, требующих своего решения.

В целом результаты первого года их эксплуатации были достаточно неплохие, несмотря на новую для нас технологию, заготовленные вовремя дрова и морозы до -15 °С. Как ни странно, но регламентированная производителем паспортная производительность подтверждалась, и после изучения техники нашими специалистами под опекой бразильских коллег особых проблем, которые могли бы остановить отечественного сельхозпроизводителя, уже не было.

В 2013-м количество бразильских сушилок в Украине значительно увеличилось, появилась первая - мощностью 4,66 тыс. КВт, а в 2014 начала работать сушилка с теплогенератором на 6,36 тыс. КВт.

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

В случае установления буферной емкости для охлаждения зерна после сушки возможность перевести оборудование на режим работы без охлаждения зерна, способствует повышению мощности зерносушилки. Такую операцию проводят по несколько секунд с помощью одного рычага, после этого можно добавить дров и повысить производительность сушки еще на 10-15%.

Можно ли применить опыт сушки зерна Бразилии в условиях Украины?

Внимание: данные за 2016 год, поэтому подставляем нынешние цены.

Теплотворность единицы самых распространенных видов топлива и их цена

    Дизельное топливо - 10 700 ккал/кг (16 грн).
    Природный газ - 9500 ккал/м3 (6 грн).
    Сухие дрова - 3300, рыночные дрова (влажные) - 2500 ккал/кг (0,30 грн).

Для замены 1 кг дизельного топлива необходимо 4,28 кг дров (в денежном выражении - это 16 грн против 1,24). Чтобы заменить 1 м3 природного газа, необходимо 3,8 кг дров (в денежном выражении - 6 грн против 1,14). Информация к размышлению, как писал классик.

В быту сложно отказаться от значительных удобств, которые пришли вместе с природным газом, но в сельском хозяйстве - почему бы и нет, не говоря уже о хозяйства, где нет газа. Поражает также компьютерная таблица по выбору нужной мощности зерносушилки и режима сушки, которая заменяет собой все имеющиеся у нас инструкции по эксплуатации оборудования. Этот инструмент незаменим для руководителя и оператора зерносушилки.

Специалист вводит в таблицу следующие значения:

- тип сушилки;

- тип культуры;

- начальную влажность зерна;

- конечную влажность зерна;

- температуру окружающего воздуха и его влажность;

- тип и стоимость теплоносителя, стоимость электроэнергии;

- температуру сушения.

Программа выдает производительность работы сушилки, удельный расход электроэнергии и топлива в числовом и денежном выражениях. Программа предупреждает оператора о некорректном режиме сушения для данной культуры. Может появиться, также, предупреждение о том, что влажность воздуха, который подаётся в зону охлаждения сушилки,  превышает порог равновесной влажности, т.е. когда на выходе из сушилки зерно опять начинает увлажняться при его охлаждении. В этом случае оператор может направить небольшое количество подогретого воздуха от тепло генератора в зону охлаждения зерна.