Современная техника и оборудование активного вентилирования зерна

В мировой практике применяется огромное количество установок активного вентилирования различного конструктивного исполнения. Описание их не только крайне затруднительно, но и едва ли целесообразно.

Все существующие установки можно классифицировать по нескольким признакам.

По назначению: для консервации зерна охлаждением; универсальные (для сушки и охлаждения); аэрационные.

По способу подвода воздушного потока в зерновую массу: с вертикальным односторонним; с горизонтальным радиальным (одно- и двусторонним); с горизонтальным поперечным; со смешанным воздухораспределением.

По типу воздухораспределительных устройств: с коробами или каналами; с перфорированным «ложным» полом; с перфорированными трубами; с жалюзийными стенками; с перфорированными центральным и наружным цилиндрами.

По конструктивному оформлению камеры: безкамерные (напольные); вентилируемые бункеры; закрома и силосы различной формы.

Способности к передвижению: стационарные; переносные.

По типу разгрузочных устройств: саморазгружающиеся; с пневмовыгрузными устройствами; со шнековыми разгрузчиками.

Ниже приводятся характеристика и описание установок активного вентилирования, освоенных промышленностью, которые широко применяются на хлебоприемных предприятиях и элеваторах.

3.2.1. Установки активного вентилирования зерна в складах

Разработкой установок активного вентилирования зерна в складах занимаются ВНИИЗ и ГИ Промзернопроект. Большинство установок рассчитаны для применения в типовых зерноскладах вместимостью 3200 т. Они подразделяются на стационарные, напольно-переносные и переносные трубные.

К стационарным относятся установки СВУ-1, СВУ-2, СВУ-З. УСВУ-62, УСВУ-б3, ПВУ ВНИИЗ, УСВУ-Т.

Обязательными элементами стационарных установок являются воздухораспределительные каналы, прорываемые в полу склада. Каналы накрыты сплошными деревянными щитами. По бокам щита остаются щели для выхода воздуха в зерновую массу. Воздух подается вентилятором, установленным снаружи, через патрубок.

В установке СВУ-1 каналы идут поперек склада от одной его продольной стены к другой (рис. 3.2). Каналы имеют постоянную ширину, равную в нижней части 40 см и в верхней 90 см, и переменную глубину, которая в начале канала составляет 50 см, а в конце - 7 см.

В установке СВУ-2 число спаренных каналов увеличено вдвое, и каждая секция проходит по складу не через всю его ширину, а только до середины (рис. 3.3).

Установки СВУ-2 по сравнению с установками СВУ-1 имеют следующие преимущества:

Основной недостаток установок СВУ-1 и СВУ-2 в том, что глухие, слабовентилируемые промежутки между соседними каналами достигают 1,5-2,0 м, а у стен хранилища - 4-б м. Вследствие этого воздух в зерновой насыпи распределяется неравномерно, образуются застойные зоны. Затруднительно и применение средств механизации.

Установки СВУ-3, УСВУ-62 и УСВУ-б3 состоят из магистральных и боковых каналов, объединенных в секции. Каналы устраивают в полу склада и сверху накрывают деревянными щитами.

Установки СВУ-3 (рис. 3.4) имеют один центральный магистральный канал, от которого отходят 10 боковых каналов (по 5 с каждой стороны). Типовой склад вместимостью 3200 т оборудуют 20 такими секциями. Магистральный канал имеет длину 8 м, ширину - 0,7 м. Боковые каналы имеют длину 2,1-3,7 м, а ширину - 0,5 м.

Общий вид универсальной стационарной вентиляционной установки УСВУ-62 представлен на рис. 3.5. Установка предназначена для вентилирования атмосферным и подогретым воздухом всех культур, а также пригодна для оборудования механизированных и немеханизированных зернохранилищ.

Типовой склад вместимостью 3200 т оборудуют 16 секциями. Каждая секция состоит из одного центрального магистрального канала, по обе стороны от которого отходят 6 боковых каналов. Если зерносклад не механизирован (без нижней транспортерной галереи), то боковых каналов - 7.

Универсальная стационарная установка УСВУ-6З принципиально ничем не отличается от установки УСВУ-62. Конструктивное отличие заключается только в количестве боковых каналов, которые отходят от магистральных. В установке УСВУ-63 их по 9 и по 7, соответственно для немеханизированных и механизированных складов.

Установки УСВУ-62 и УСВУ-63 практически равноценны и являются наиболее совершенными из всех рассмотренных ранее стационарных вентиляционных установок для типовых складов. Установка из асбоцементных труб УСВУ-Т (рис. 3.6) состоит из 20 отдельных секций. Секция включает по два магистральных канала, соединенных раздаточными. В качестве магистральных каналов используют стандартные асбоцементные трубы с внутренним диаметром 400 мм.

Перед укладкой асбоцементных труб в их стенках вырезают отверстия для прохода воздуха из магистральных каналов в зерновую насыпь. Каждое отверстие накрывают воздухораспределительным лючком.

Одна из последних конструкций - вентиляционная панельная установка ВНИИЗ ПВУ. Она состоит из пустотелых железобетонных панелей, уложенных на песчаное основание пола хранилища (рис. 3.7). Каждая панель имеет по 6 сквозных круглых отверстий диаметром 159 мм, которые перекрыты стальными колпачками. Типовой склад вместимостью 3200 т имеет 16 одинаковых и самостоятельных вентиляционных секций.

Все стационарные вентиляционные установки требуют больших капитальных затрат и предназначены для обработки значительных, но однородных масс зерна одной культуры.

В целях уменьшения капитальных затрат и возможности вентилирования зерна без переделки пола склада были разработаны напольно-переносные и передвижные вентиляционные установки.

Напольно-переносные установки (НПВУ ГИ ПЗП-49, НПВУ ГИ ПЗП-55, НПВУ ВНИИЗ) состоят из различных видов воздухораспределительных деревянных решеток, объединенных раздаточными каналами. При эксплуатации все они требуют больших затрат ручного труда, быстро изнашиваются, поэтому в настоящее время практически не применяются.

Из передвижных установок на хлебоприемных предприятиях ранее применялись однотрубные установки ПВУ-1, предназначенные в первую очередь для ликвидации очагового самосогревания. Принцип их работы заключается в том, что перфорированную трубу погружают в зерновую насыпь, подсоединяют к ней вентилятор и охлаждают зерно, нагнетая или отсасывая воздух из насыпи.

В настоящее время из передвижных применяют телескопические вентиляционные установки ТВУ-2 и У1-УУТ (рис. 3.8).

Установка ТВУ-2 представляет собой телескопическую пятизвенную трубу с перфорированной поверхностью четырех секций.

Установка У1-УУТ также имеет 5 телескопических секций, по секции квадратного сечения с верхней перфорированной поверхностью и люками на нижней поверхности.

На хлебоприемных предприятиях имеются склады с наклонными полами. В таких складах невозможно применять все выше рассмотренные вентиляционные установки, поэтому для них разработана специальная установка «Каркас» (рис.3.9). Она состоит из наклонно уложенных воздухоподводящих каналов, к которым присоединены вертикальные воздухораспределительные трубы, выполненные из перфорированного металла. В трубы вставлены поршни, перемещающиеся при помощи лебедок. Поршни предназначены для того, чтобы не допустить утечку воздуха из труб выше уровня зерна в насыпи. Пёрфорированные воздухопроводы удерживаются в вертикальном положении продольными и поперечными стальными растяжками, натянутыми между стенами склада. На этих же растяжках подвешены термоподвески. В типовом складе НП-9 вместимостью 9000 т установка имеет 24 секции (по 12 с каждой стороны).

Оригинальную установку с очаговой раздачей воздуха для вентилирования зерна разработал ВЗИПП. На рис.3.11 приведена схема размещения такой установки в зерноскладе. Одна секция установки включает вентилятор, смонтированный на трубе снаружи склада, магистральный воздуховод переменного сечения, подвешенный на подвесках к тросу под крышей склада. Воздуховод состоит из прямых участков, тройников, колен и гибких рукавов, подсоединенных к стоякам передвижных воздухораспределителей в виде перевернутых воронок, установленных рядами на полу склада. Одна секция включает в себя 4 воронки. Расстояние между краями воронок от 3 до 4,5 м. Нижняя кромка воронок приподнята над палом на 0,3 м, что позволяет убирать зерно из-под воронок, не передвигая их. Высота воронки со стояком от пола - 3,5 м. Установка позволяет вентилировать зерно любым числом загруженных воронок. Распределение воздуха по стоякам воронок можно регулировать, зауживая частично или полностью поперечное сечение гибких рукавов путем их перевязывания.

Работает установка следующим образом. Между продольными стонами хранилища натягивают стальной трос диаметром 10 мм и к нему подвешивают воздуховод с гибкими рукавами. Расставляют под рукавами воронки со стояками. Надевают рукава на стояки и плотно обвязывают их ленточной тесьмой. Загружают зернохранилище, следя за тем, чтобы воронки не были сдвинуты с мест. По мере загрузки секций их включают в работу, продолжал загружать другие секция.

Применение установки позволяет:

Техническая характеристика установки с очаговой раздачей воздуха следующая:

Количество секций в складе вместимостью 3200 т, шт. .......................10.

Масса обрабатываемого зерна одной секцией                                                                                                при паспортной загрузке склада, т........................................................320.

Подача воздуха вентилятором в одну секцию, тыс. м³/ч...................12,5.

Аэродинамическое сопротивление сети                                                                                                             (установки и насыпи высотой до 4,5 м). Па.........................................1200.

Средняя удельная подача воздуха при вентилировании                                                                                                         зерна и паспортной загрузке типового склада, м³/(ч/т) .....................40.

Установленная мощность электродвигателя                                                                                                  вентилятора ВО-5 У2, кВт ......................................................................7,5.

Удельное потребление электроэнергии при охлаждении                                                                                        зерна атмосферным воздухом, кВт ч/т...............................................0,05.

Удельная металлоемкость на тонну вентилируемого зерна, кг.........1,2.

3.2.2. Аэрожелоба

В элеваторной промышленности широко используются аэрогравитационные транспортеры (аэрожелоба). Аэрожелоб имеет комбинированное назначение. Его можно использовать для активного вентилирования зерна и для его транспортирования, что в сочетании с подскладским транспортером позволяет максимально механизировать опорожнение склада.

Аэрожелоб (рис. 3.10) представляет собой канал шириной 220 мм и глубиной 500 мм. Канал по высоте перегорожен чешуйчатым штампованным ситом, который образует желоб с небольшим уклоном (2-3%) от стены склада к выпускному отверстию на нижний конвейер. Обычно в типовом складе вместимостью 3200 т монтируют 48 аэрожелобов, по 24 с каждой стороны склада. Расстояние между аэрожелобами составляет от 2 до 3 м. для полной механизации выгрузки зерна из склада промежутки между аэрожелобами часто делают в виде треугольных рассекателей с углом наклона плоскостей не менее 30°.

Следует отметить, что оснащение складов стационарными аэрожелобами требует коренной переделки полов зернохранилищ и больших капитальных затрат. Кроме того, практика эксплуатации показала их крайне низкую эффективность при вентилировании, и встал вопрос об отказе от дальнейшего их производства.

В конце 80-х годов была разработана конструкция телескопического аэрожелоба ТА (разработчик ВЗИПП, Целиноградский филиал ЦКТБ ВНПО «Зернопродукт»). Каждый телескопический аэрожелоб состоит из 5 звеньев (рис. 3.13), которые можно растягивать на максимальную длину до 10 м и совмещать до 4 м. В совмещенном состоянии аэрожелоб хранят или транспортируют к месту установки. Аэрожелоба изготавливают из стального листа толщиной от 2 до 3 мм. Сечение аэрожелоба квадратное. В верхней панели посередине вдоль всех звеньев вваривают решетки шириной 160 мм из пробивного чешуйчатого сита. Решетка первого звена укорочена наполовину по сравнению с остальными звеньями.

Все звенья, кроме первого, в днищах имеют люки. Открывают и закрывают люки задвижками, находящимися внутри, с помощью троса, который проходит под аэрожелобом между его ползунками. Рукоятка троса расположена в начале первого звена.

Растягивают аэрожелоб двое рабочих с помощью прутковых крюков, которыми захватывают последнее звено. Вместе с выдвижением звеньев растягивается и основной внутренний трос, один конец которого закреплен за конец последнего звена, а второй заканчивается петлей для набрасывания на крюк автомобиля или другого тягового механизма при вытягивании ТА из-под загруженной на него насыпи.

Размещение телескопических аэрожелобов в типовом зерноскладе вместимостью 3200 т показано на рис. 3.14. для склада необходимо 20 ТА, по 10 с каждой стороны. Одними концами аэрожелоба зависают над выпускными воронками склада, другими через отверстия в стенах и дверные проемы выходят за пределы хранилища.

Перед загрузкой все люки в звеньях аэрожелобов открывают. После загрузки хотя бы одной пары противоположных аэрожелобов (лучше с какого-либо торца склада) можно начинать вентилирование и предпочтительно одновременно на обоих аэрожелобах. В загружаемом складе на каждый аэрожелоб приходится в среднем 160 т зерна. Так как вентилятор СВМ-5М (и ему подобные) обеспечивает минимальную подачу воздуха порядка 8000 м³/ч (и развивает давление 1320 Па), то на каждую тонну зерна обеспечивается удельная подача воздуха 50 м³/ч. Результаты испытаний показали, что при такой удельной подаче воздуха обеспечивается эффективная обработка зерна с начальной влажностью до 19% включительно.

Телескопические аэрожелоба предназначены и для разгрузки складов (рис. 3.14). Эту операцию выполняют так: сначала в выпускные воронки выпускают зерно самотеком; после этого закрывают люки в днищах звеньев аэрожелоба; включают вентиляторы одной или нескольких противоположных пар ТА. Над аэрожелобами в конце их псевдоожиженный слой сыпучей массы перемещается в выпускные воронки. На место удаленного зерна самотеком поступает новое и так до тех пор, пока не будет перемещено все поступающее самотеком зерно. Оставшееся между аэрожелобами зерно по массе примерно в 2 раза меньше, чем остается его при выпуске самотеком из того же склада, но не оборудованного ТА.     

Телескопические аэрожелоба успешно можно применять на площадках хлебоприемных предприятий и на токах предприятий АПК. Один из возможных вариантов использования телескопических аэрожелобов для вентилирования зерна на огражденных площадках с последующей их частичной разгрузкой показан на рис. 3.15. На площадке сначала растягивают на всю длину аэрожелоб на расстоянии 5 м между их осями и подсоединяются вентиляторы. Затем площадку ограждают деревянными щитами, оставляя при этом просветы напротив первых и последних звеньев аэрожелобов. Просветы перекрывают закладными досками. Стены по периметру уплотнят, выстилая пленкой. После этого загружают площадку зерном и вентилируют. Площадка размером 10 x 10 с высотой насыпи 2,5 м в центральной части и 1,5 м по периметру вмещает ориентировочно 160 т зерна (при натуре 0,75 т/м³). Следовательно, на каждую тонну приходится воздуха в среднем по 100 м³/ч (8000 x 2:160), что дает возможность эффективно обрабатывать зерно влажностью до 19 - 20% включительно. Во избежание утечек воздуха по периметру площадки перед ее загрузкой хлебные щиты изнутри выстилают пергаментом или другим гибким материалом.

Разгрузку площадки проводят так: поднимают шибер против последнего звена аэрожелоба; к звену подкатывают приемником вплотную передвижной разгрузитель; под поворотную головку разгрузителя подводят кузов автомобиля или прицеп; потянув за трос, закрывают все отверстия в днищах звеньев аэрожелоба и включают вентилятор. Зерно с последнего звена, где зерновой слой имеет незначительную толщину, воздухом, выходящим из решетки на верхней панели звена, сметается в приемник разгрузителя, который и перемещает его в кузов. Производительность аэрожелоба при разгрузке площадки от пшеницы составляет ориентировочно 30 т/ч. Разгрузка происходит до тех пор, пока зерно поступает самотеком на решетку аэрожелоба, что составляет примерно половину загруженной массы.

Телескопические аэрожелоба можно использовать на площадках без ограждения насыпи. В этом случае следует аэрожелоба загружать зерном так, чтобы конусная пирамида массы зерна была, возможно, более правильной и продольная ось ее совпадала с осью аэрожелоба. Дальнейшие действия по организации вентилирования зерна и разгрузке площадки аналогичны рассмотренным выше.

Телескопические аэрожелоба могут быть использованы для вентилирования сена, льна и других аналогичных масс.

Основные достоинства телескопических аэрожелобов: высокая мобильность и технологическая эффективность; возможность беспрепятственного применения в складах с ТА средств передвижной механизации; высокая экономическая эффективность (например, удельные капитальные вложения в производственные фонды на оборудование почти в 2 раза ниже, чем аналогичные вложения при применении стационарных аэрожелобов АРВ).

Аэрожелобами оборудуют не только склады, но и металлические силосы большого диаметра. В настоящее время для них промышленностью выпускается два типа аэрожелобов: У1-УдУ и У1-УдА (рис. 3.17, 3.18). Днище зернохранилища разделено на 2 секции, в каждой из которых установлено по 8 аэрожелобов. В аэрожелобах У1 -УДУ каждая секция имеет самостоятельный воздухоподводящий канал, а в аэрожелобах У1-УДА - общий канал.

Аэрожелоба позволяют полностью освобождать от зерна силосы и эффективно вентилировать хранящееся зерно.

3.2.3. Установки активного вентилирования в силосах элеваторов

для активного вентилирования зерна в силосах элеваторов применяют установки различных конструкций. Наибольшее распространение получили установки с вертикальным и поперечным продуванием зернового слоя.

Установка ГИПЗП-49 работает по схеме продувания зерна насыпи снизу верх (рис. 3.19). В установке нагнетательный патрубок вентилятора высокого давления присоединен к воздухораспределительному устройству, расположенному на днище силоса. Подсоединение может осуществляться или гибкими стальными рукавами, или стационарными металлическими воздуховодами. Обычно один вентилятор подсоединяется к разветвленной сети, объединяющей несколько силосов. Воздух, нагнетаемый вентилятором в силос, пронизывает насыпь зерна и через верхние люки выходит из силоса. Так как высота силоса обычно составляет 30 м, сопротивление зерновой насыпи воздушному потоку достигает больших величия (700· 10⁵ Па), что приводит к повышению температуры нагнетаемого в насыпь воздуха до 11ᵒС. В связи с этим, а также вследствие незначительного расхода воздуха работа установок подобного типа технологически малоэффективна. Для повышения эффективности вентилирования зерна обычно снижают высоту насыпи зерна в силосе (вентилирование частичной загрузки силоса.) В настоящее время установки с вертикальным продуванием слоя зерна в силосах элеваторов практически не строятся. Наибольшее распространение получили установки с поперечным продуванием слоя зерна типа У1-УВС (рис 3.20). Они приняты к серийному производству и внедрению с 1981 г. В силосе устанавливают вентиляционные трубы Каждая труба состоит из 11-13 секций, имеющих перфорированную поверхность с отверстиями диаметром 3 мм. У секций по высоте разные коэффициенты живого сечения для равномерного продувания зерновой насыпи в силосе. В комплект одной установки У1-УВС входят две вентиляционные трубы (одна для нагнетания воздуха в силос, другая для отсасывания его из силоса), два запорных клапана с электроприводом для отключения вентиляционных труб от нагнетающего и отсасывающего воздуховодов, закладные и крепежные изделия, два вентилятора СВМ-6М (на каждые шесть установок для круглых силосов или на три установки для квадратных силосов). Воздух вентилятором СВ М-6М подается в нагревающий воздуховод и по вентиляционным трубам - в силос с зерном. Двигаясь в поперечном направлении и вентилируя зерно, воздух через отсасывающие вентиляционные трубы и воздуховод выводится из силоса и выбрасывается в атмосферу вторым вентилятором СВМ-6М.

В зависимости от конструкции установки имеют 5 исполнений

У1-УВС - для сборных силосов типа «Цюрупа» диаметром 6 м, высотой элемента 900 мм;

У1-УВС-О1 – для монолитных силосов диаметром 6 м;

У1-УВС-02 - для квадратных сборных силосов типа СКС-ЗxЗ с железобетонными выпускными воронками;

У1-УВС-О3 - для квадратных сборных силосов типа СКР-ЗxЗ с железобетонными выпускными воронками;

У1-УВС-04 - для квадратных сборных силосов типа СКС с металлическими выпускными воронками, а также сборных силосов диаметром 6 м с конструктивной защитой и высотой элемента 1180 мм.

Техническая характеристика установок приведена в табл. 3.4.

Каждые 6 комплектов установок У1-УВС, У1-УВС-О1, У1-УВС-04 для круглых силосов и каждые 3 комплекта установок У1-УВС-02, У1-УВС-ОЗ, У1-УВС-04 для квадратных силосов комплектуются двумя вентиляторами.

При эксплуатации установок типа У1-УВС возможны случаи забивания отверстий труб застрявшими в них частицами сыпучей массы, что может вывести установку из рабочего состояния. При разгрузке силосов может произойти срыв вертикальных воздухопроводов, их разрушение движущейся сыпучей массой и как следствие - закупоривание выпускных люков сорванными элементами труб.

Устранить эти недостатки попытались в жалюзийной установке, созданной ВЗИППом, ВНИИ «Промзернопроект» и Ивантеевским опытным заводом «Элеватормельмаш».

Главной отличительной особенностью в новой конструкции установки являются жалюзийные каналы, образованные металлическими латами, которые навешиваются верхними загнутыми кромками на штыри, заделанные в стены силоса. Латы плотно прилегают боковыми кромками к стенам за счет прибивания их дюбелями. О конструкции установки можно получить достаточное представление по рис. 3.21.

В силосах высотой более 20 м каналы делят перегородкой на две секции - нижнюю и верхнюю, благодаря чему можно обрабатывать зерно в частично загруженном силосе.

Для равномерного распределения воздуха необходимо каналы располагать напротив друг друга попарно с расстоянием между их осями, равным 0,4 диаметра (для круглых силосов), если последний не превышает 6 м. В квадратных или прямоугольных силосах поперечную продувку зерновой массы можно производить не только от одной пары каналов к противоположной, но и последовательно по диагоналям сечения от одного угла к противоположному.

Равномерность распределения воздуха в зерновой массе по высоте силосов обеспечивается конструктивным решением жалюзи. Допустимое расстояние между жалюзи устанавливается по формуле

                                                α=                                                            (3.6)

где V- подача воздуха вентилятором в жалюзийный воздухораспределитель, м³/ч;

       L - длина продуваемой зерновой насыпи (зернового столба силоса), м,

     H - толщина продуваемого слоя, м,

       γ - натура зерна, т/м³,

       ρ- удельная подача воздуха, м³/ (ч· т)

Техническая характеристика установки приведена в табл. 3.5.

3.2.4. Бункеры активного вентилирования зерна

В практике временного хранения и вентилирования небольших партий зерна, преимущественно семенного назначения, широко применяются бункеры активного вентилирования. Они разрабатывались для хозяйств, производящих зерно, но успешно применяются и на хлебоприемных предприятиях. Наибольшее распространение получили установки с радиальным горизонтальным воздухораспределением (рис. 3.22). Они представляют собой два концентрически расположенных перфорированных цилиндра, кольцевое пространство между которыми служит для размещения зерна. Центральный цилиндр предназначен для подвода и распределения воздуха в зерновой массе (воздухораспределительная труба). Нагнетаемый вентилятором воздух поступает через перфорации центрального цилиндра в зерно и продувает его радиально в направлении от центрального цилиндра к наружному. Выпуск зерна из бункера осуществляется самотеком через конусообразное дно.

Центральная воздухораспределительная труба имеет подвижный поршень, подвешенный на трос с лебедкой. Используя лебедку, можно менять положение поршня в трубе по высоте. Если бункер заполнен зерном полностью, то поршень поднимают в верхнее положение. При неполном бункере поршень устанавливают так, чтобы его дно находилось чуть ниже уровня поверхности зерна.

В большинстве случаев отдельные бункеры объединяют в блоки (2-4), которые представляют собой установленные рядом бункеры, связанные общими загрузочными и разгрузочными транспортными механизмами.

Характеристика отдельных бункеров и блоков бункеров активного вентилирования приведена в табл. 3.6.

Подогревая атмосферный воздух с помощью электрокалориферов или различных тепловентиляционных агрегатов, в бункерах можно достаточно качественно проводить сушку зерна.

Характеристика наиболее часто применяемых тепловентиляторов и воздухоподогревателей приведена в табл. 3.7.

3.2.5. Вентилирование зерна на элеваторах в потоке

Все рассмотренные способы вентилирования зерна предусматривают его обработку в каком-либо хранилище, т. е. в плотном неподвижном слое. Они наиболее приемлемы для вентилирования зерна, травмируемого транспортными механизмами (большинство крупяных культур, бобовые, семенное зерно). Способ вентилирования зерна в хранилищах отличается большой продолжительностью, сравнительно низкой производительностью и требует значительных капитальных затрат для оснащения хранилищ установками вентилирования.

С технологической точки зрения все установки отличаются неравномерностью охлаждения и не позволяют обрабатывать зерно в потоке. Применяют несколько способов охлаждения зерна в потоке: в поточных охладительных колонках, установленных на надсилосном или сепараторном этажах, использование для охлаждения существующих или вновь смонтированных зерносушилок, установка специальных поточных охладителей.

В любом из названных способов необходимо использование большого количества единиц основного оборудования (охлаждение в зерносушилках), в противном случае не обеспечиваются поточность, высокая производительность и достаточная степень охлаждения (использование охладительных колонок). В целях устранения указанных недостатков кафедрой хранения зерна и элеваторной промышленности Ку6ГТУ разработан способ охлаждения зерна в падающем заторможенном потоке в оперативном бункере рабочей башни или непосредственно в силосе элеватора.

Схема установки приведена на рис. 3.23. Зерно непрерывно подается в оперативный бункер (силос) и непрерывно выводится из него. Охлаждение зерна производится во встречном восходящем потоке воздуха, создаваемом вентиляторами ВРС № 10. Для обеспыливания воздуха применяются циклоны ЦОЛ-18.

Для увеличения продолжительности обработки зерна в бункере монтируется система тормозящих элементов. Они разрыхляют падающий поток зерна, равномерно распределяют его по поперечному сечению силоса, затормаживают поток, что обеспечивает равномерное охлаждение всей зерновой массы.

Граничным условием проведения высокоэффективного охлаждения является перепад температур зерна и атмосферного воздуха порядка 15-20°С. Эффективность работы устройства повышается со снижением температуры наружного воздуха.

3.2.6. Вентилирование зерна с использованием искусственно охлажденного воздуха

Вентилирование искусственно охлажденным воздухом проводится в целях временной консервации влажного и сырого зерна до сушки, до охлаждения просушенного и длительного хранения влажного зерна без последующей сушки. Этот способ устраняет основной недостаток охлаждения зерна атмосферным воздухом - зависимость от погодных и климатических условий.

Искусственное охлаждение зерна наиболее эффективно в южных районах страны при обработке нестойких в хранении культур: риса - зерна, семян подсолнечника, клещевины и др.

Для охлаждения зерна применяют специальные стационарные холодильные установки с промежуточным теплоносителем (рассолом) и передвижные с непосредственной системой охлаждения воздуха.

Принципиальная схема стационарной холодильной машины представлена на рис. 3.24, а передвижной - на рис. 3.25.

Стационарная холодильная установка работает следующим образом. Компрессор засасывает пары холодильного агента из испарителя и сжимает их до давления конденсации. Сжатые пары хладагента поступают в конденсатор и превращаются в жидкость. Конденсатор охлаждается водой с температурой более низкой, чем температура паров сжатого хладоагента. Охлажденная в градирне вода подается в конденсатор водяным насосом. Из конденсатора жидкий хладагент подается в регулирующий вентиль, где дросселируется и с низкой температурой поступает в испаритель. К испарителю подводится от потребителя холода теплый рассол (раствор хлористого калия или хлористого натрия), от которого испаряющийся хладоагент интенсивно отбирает тепло. Хладагент за счет тепла рассола полностью переходит из жидкого состояния в парообразное и пар снова засасывается компрессором. Охлажденный в испарителе рассол насосом подается в воздухоохладитель, через который вентилятором просасывается атмосферный воздух. Охлажденный до требуемой температуры воздух нагнетается в зерновую массу.

Работа передвижной холодильной машины отличается тем, что конденсатор охлаждается воздухом, а не водой, кроме того испаритель охлаждает не рассол, а непосредственно воздух, который и подается в зерновую насыпь.

Для охлаждений зерна на элеваторах отечественная промышленность выпускала стационарную холодильную установку «Зерно500», а для охлаждения зерна в складах - передвижную холодильную машину ХМВ-1-30. Кроме того, было закуплено большое количество передвижных холодильных машин типа KLA бывшей ГДР.

Техническая характеристика холодильных машин и установок для охлаждения зерна приведена в табл. 3.8.

Для стационарных холодильных установок обязательным условием является наличие отдельно стоящих воздухоохладителей. Для установки «Зерно-500» применяют воздухоохладители типа ВО-150 с вентилятором ЦП7-40 № 6 - типовой проект. Затем воздухоохладители были модернизированы по трем вариантам: первый - 2 параллельно установленных воздухоохладителя ВО-150 с вентилятором ВП-7-40 1 6; второй -2 параллельно установленных воздухоохладителя с вентилятором СВМ-6М; третий - 2 параллельно установленных воздухоохладителя с вентилятором СВМ-6М на нагнетании и вентилятором СВМ-5М на отсасывании воздуха (для установок типа У1-УВС).

Техническая характеристика воздухоохладителей холодильных установок «Зерно-500» приведена в табл. 3.9.

Приведенные данные показывают, что все варианты установок воздухоохладителей ВО- 150 имеют недостатки недостаточный расход воздуха (типовой проект и первый вариант) или недостаточное снижение температуры воздуха (второй, третий варианты) В целях устранения этих недостатков разработаны высокопроизводительные воздухоохладительные блоки У 1-УВО, выпускаемые Кубанским филиалом ВНИИЗ по индивидуальному заказу. Они могут применяться во всех технологических линиях. В качестве воздухоохладителя используется один блок или сдвоенные блоки. Так как для охлаждения зерна обычно требуется большой расход воздуха, преимущественно берут воздухоохладители, состоящие из двух блоков (рис. 3.26). Холодопроизводительность каждого блока составляет 5-10· 10⁵ кДж/ч. Для расчетов можно принимать следующий расход воздуха через воздухоохладитель: в силосах с вертикальной системой воздухораспределения - 8 тыс. м³/ч; с горизонтальной системой воздухораспределения - 13 тыс. м³/ч; в охладительной зоне зерносушилок - 2 0-25 тыс. м³/ч, в поточных охладительных аппаратах - до 15-20 тыс. м³/ч по каждой зоне.

Наибольший технологический и экономический эффект дает применение искусственно охлажденного воздуха в поточных охладителях при большом объеме просушенного на предприятии зерна для этих целей разработан высокопроизводительный стационарный аппарат ОПС (рис. 3.27,3.28). Охлаждение зерна в нем происходит в вертикальных жалюзийных каналах при поперечном продувании зернового слоя.

Техническая характеристика охладителя зерна ОПС:

Производительность, т. ч…………………………………………….……25

Температура воздуха, ᵒС

Начальная…………………………………………………………………………..35

Конечная…………………………………………………………………………….10

Температура охлажденного воздуха, ᵒС

       I зона……………………………………………………..25

       II зона……………………………………………………..15

     III зона……………………………………………………….5

Расход воздуха, тыс. м³/ч

       I зона (атмосферный воздух)……………..20

       II…………………………………………………………….15

     III……………………………………………………….……20

Влажность зерна, %

     Начальная…………………………………..15,0-155

     Конечная…………………………………….13,5-140

Продолжительность охлаждения, мин….26

При повышении конечной температуры зерна до 15-20 ᵒС увеличивается производительность аппарата до 50-60 т/ч