Типы Элеваторов. Хлебоприемные или заготовительные элеваторы

 

Из данных таблицы видно, что  технологу предприятия требуется  принимать ответственные решения  по послеуборочной обработке зерна  в условиях дефицита времени, ограниченных возможностей раздельной обработки  зерна с целью формирования однородных партий.

От того, с какими показателями качества поступает на элеватор свежеубранное  зерно, зависит дальнейшая схема  послеуборочной обработки. Если свежеубранное  зерно соответствует влажности  сухому или средней сухости зерну, то оно, в соответствии с «Правилами организации и ведения технологического процесса на элеваторах и хлебоприёмных  предприятиях», вполне может быть размещено  в силосах. Однако если учесть, что  эти партии зерна имеют различную  температуру (градиент температуры  в течение суток может составлять до 14 и более градусов, а иногда и с переходом через ноль градусов), то вероятность активизации физико-химических, физиологических процессов на границах раздела размещаемых партий зерна  очень высока. Как правило, ежегодно до 80 и более % зерна на элеваторы  поступает в сыром и влажном  состоянии. Значительная часть этих партий зерна размещается в силосах, элеваторах и присушильных складах напольного хранения с последующей сушкой на зерносушилках. «Правилами организации и ведения технологического процесса на элеваторах и хлебоприёмных предприятиях» разрешается накопление такого зерна массой 6000-10000 тонн. Оперативное хранение зерна с такой влажностью при отсутствии информации о закономерностях формирования насыпи внутри хранилища при загрузке и выгрузке, а также при поточном режиме, неизбежно приведёт к самосогреванию и значительным потерям зерна. Для прогнозирования тепло-влажностного режима зерновой массы в хранилищах при размещении зерна в силосах важно знать качество, частоту и максимальную массу поступающего зерна.

Максимальная партия влажного зерна, наиболее часто поступающего на элеватор ТОО «Иволга-Холдинг», составляет 210 тонн.

Следовательно, направление трех партий влажного зерна в одну оперативную присушильную емкость обеспечивает полную загрузку силоса вместимостью 540 тонн.

Для больших партий (свыше 1000 тонн) частота  минимальная. Для влажного зерна  среднее значение  648 тонн, среднее  квадратичное отклонение –320,6 тонн, коэффициент  вариации – 49,5 %. В то же время, при  подготовке больших партий зерна, 1000 тонн и более возникает вероятность  догрузки освободившейся части силоса зерном из той же партии влажного зерна. Последствия таких технологических  решений проявляются не сразу, а как правило, только после завершения уборочной страды.

Закономерность  изменения суточного поступления  зерна с влажностью от 14,5 до 17 % описывается  экспоненциальным законом. По данным проверки получена экспоненциальная зависимость:

 

у = с + ае-Ьх, (а = 36,65; b = 0,0062; с = 1,82)

(1)

Тогда уравнение имеет вид: у = 1,82 + 36,65е^-0,0062х. Этот поток зерна с влажностью свыше 17 %.

За  период наблюдения наибольшая частота  поступления сырого зерна составляет 210 тонн, наименьшая – 1600 тонн.

Для сырого зерна среднее значение потока составило 400,8 т., среднеквадратичное значение потока – 192,6 тонн, коэффициент вариации – 48,0%.

Математическая  обработка закономерности изменения  суточного поступления сырого зерна  проводится аналогично, как для влажного зерна и описывается уравнением:

 

у = с + ае-Ьх, (а = 33,5; b = 0,0035; с = 0,0648)

(2)

 

На  сегодня в сельском хозяйстве  имеются механизированные зерноочистительные и зерноочистительно-сушильные площадки, которые дают возможность уменьшить  поступление на хлебоприемные предприятия  сорного зерна [16, 20-25].

Различие  в засоренности зерна предопределяет разную степень влияния сорной примеси  на стойкость зерновых масс. Очистка  поступающих партий от сорных примесей является важнейшей операцией послеуборочной обработки свежеубранного зерна [18, 19, 26-29].

Поступление чистого зерна описывается экспоненциальным уравнением

у = с + ае-Ьх, (а = 23,58; b = 0,0032; с = -0,417)

(3)

 

Окончательно  уравнение примет вид: у = -0,417 + 23,58е^-0,0032х.

Поток пшеницы средней чистоты, содержащей сорную примесь от 1 до 3%, формируемый  до обработки на хлебоприемном предприятии, способствует эффективной очистке  зерна от примесей.

Анализ  поступлений зерна пшеницы средней  чистоты на ТОО «Иволга-Холдинг» показывает значительное колебание. За период наблюдений с 1999 по 2002 гг. среднее  значение потока зерна средней чистоты  составило 495 тонн, среднеквадратическое отклонение – 234 тонны и коэффициент вариации –47,2%. Экспоненциальное уравнение, описывающее зависимость изменения суточного поступления потока зерна средней чистоты (аналогично рассмотренному выше случаю для чистого зерна), имеет вид

 

у = с + ае^-Ьх, (а = 13,64; b = 0,00088; с = -2,955)       (4)

 

или у = -2,955 + 13,64е^-0,00088х

Партии  зерна пшеницы, содержащие сорную примесь  свыше 3%, требуют своевременного проведения очистки зерна на хлебоприемных  предприятиях.

Кроме дикорастущих и сорных семян, в нее (сорную примесь) включают зерно других культур, которые не используются как  зерно основной культуры. Сорное зерно  обладает высокой сорбционной способностью, быстро поглощает влагу из воздуха, и накапливает ее в больших  количествах, чем основное зерно [19,26,27,30,31]. Поступления потока сорного зерна  показывают, что партии зерна весом  от 210-415 тонн имеют наибольшую частоту  поступления. Следовательно, при вместимости  силосного хранилища 540 тонн в нем  размещаются от 2-3 партий, соответственно образуются двух- или трехслойная  насыпь зерна. В силосах сборной  конструкции количество слоев насыпи могут составлять от 5 до 10 и более. Установление особенностей развития термодинамических  процессов при таком раскладе больших масс зерна по высоте силоса имеет важное научное и прикладное значение. В практике хранения зерна  количество партий, размещающихся слоями, может достигать 50 и более.

Среднее значение потока сорного зерна – 542,6 тонн, среднеквадратическое отклонение – 222,4 тонн, коэффициент вариации – 40,98 ~40,1 % для потока сорного зерна (свыше 3 %) выявлена закономерность его суточного поступления, которая также описывается экспоненциальным уравнением [32]:

 

у = с + ае^-Ьх, (а - 28,525; b = 0,0016; с = -1,35)      (5)

 

или у = -1,35 + 28,525е ^-0,0016х

 

Прием зерна с автомобильного транспорта на элеваторной линии осуществляется с помощью универсальных автомобилеразгрузчиков. В каждом приемном устройстве имеются  один или два приемных транспортера, которые обеспечивают прием (2-4) разнородных  партий зерна.

Очистка является одной из важных операций обработки зерна в потоке. На основе данных о характеристиках поступающего зерна по сорной и зерновой примеси  обязательно проведение операций очистки. Поэтому принимаемое зерно полностью  направляется на очистку. Характеристики входных данных поступающего на прием  зерна определяют эффективность  работы зерноочистительных машин. Для  установления требуемой мощности зерноочистительных машин, кроме объемов сорного  и средней чистоты зерна необходимо также определить кратность очистки  зерна. Ограничительными кондициями предусмотрено, что содержание сорной примеси в зерне должно быть не более 2 % и зерновой не более 5 %, а базисными – сорной примеси не более 1 % и зерновой – не более 2 %. При однократном пропуске зерна через сепаратор, фактически удаляется всего лишь 43 % первоначального содержания сорной и 25 % зерновой примеси для зерна с влажностью до 17 %.

Результаты  определения кратности очистки  зерна на зерноочистительных машинах  по экономическим регионам Казахстана показывают, что доведение до базисной кондиции по сорной примеси требуют  не менее двукратной очистки поступающего зерна. По экономическим районам наибольшая кратность очистки зерна приходится на южный, восточный и западный Казахстан. Это предопределяет необходимость выделения оперативных емкостей для формирования партий зерна с последующей его очисткой до требуемых кондиций после основного периода уборки урожая. Практика промышленного хранения показывает значительные расхождения пропускной способности приёмных устройств с различных видов транспорта и эксплуатационными производительностями зерноочистительных машин хлебоприёмных элеваторов, а также между последними и основными нориями, конвейерами (надсилосные, подсилосные). В связи с этим зерноочистительные машины, как при внешних операциях, так и при внутренних перемещениях зерна резко снижают производительность технологических операций, и это приводит к накоплению и временному хранению в оперативных емкостях (до месяца и более) сорного и влажного зерна и количественным и качественным потерям.

Анализ  исследований зерна, поступающего на элеваторы  Казахстана, установил колебания  средних значений по сорной и зерновой примеси [23, 33].

Сушка зерна является лимитирующим пропускной способности поточных линий хлебоприемных  элеваторов в районах возделывания зерна. Климатические условия региона, года заготовок определяют соотношение  зерна сухого и средней сухости  или влажного и сырого. В связи  с этим поступающие зерно по влажности  бывает однородным и смешанным. Однородный поток по влажности делится на зерно чистое, сухое и средней  сухости, а также влажное и  сырое. Смешанный поток представляет собой чередующийся ряд зерна  сухого и влажно-сырого состояния. Однако в течение суток температура  каждого из этих потоков зерна  не может быть однородной, т.к. в период заготовок суточные колебания температуры  достигают разности в 10-14 раз и  нередко с переходом через 0°С.

Активное  вентилирование проводится с целью  освежения воздуха межзерновых пространств, охлаждения зерновой массы при обнаружении очагов самосогревания, перевода зерна на зимние режимы хранения, а также с целью снижения его влажности. Эта технологическая операция проводится без перемещения в силосах и складах при помощи установок для активного вентилирования. Накопление зерна на эту технологическую операцию происходит крайне неравномерно. Наблюдается некоторое увеличение поступления зерна с влажностью 16,0-18,0 % во второй половине периода заготовок. В целом за заготовительные периоды наблюдается повышенное поступление зерна, требующего активного вентилирования.

На  основе изучения темпов суточного накопления зерна по технологическим операциям  поточных линий хлебоприемного элеватора  выявлен объем операций по послеуборочной обработке зерна.

Поточные  линии должны быть гибкими и взаимозаменяемыми, что позволит при необходимости  решать возникающие производственные задачи. При отсутствии возможностей очистки или сушки зерна в  потоке, процесс обработки организовывается по стадиям: сначала выполняется  выгрузка, очистка и складирование  с последующим активным вентилированием, затем очистка и сушка зерна.

Исследования  и анализ этих данных дают нам возможность  правильного использования технологического и транспортного оборудования с  учетом имеющихся масс и их режимов  работы, а также прогнозировать закономерности формирования структуры и тепловлажностного режима зерновой насыпи в оперативных бункерах и силосных хранилищах.

Для выявления процентного соотношения  объема влажного и

сырого  зерна по областям Казахстана использовались данные за период более 35 лет заготовок [23,33,34].

Периоды заготовок характеризуются наибольшими  поступлениями влажного зерна, при  этом по северным областям Казахстана – 85,8 %, в центральных районах  – 69,5 %, из них 34,2 % с влажностью выше ограничительных кондиций, в восточном  – 39,9 %, по остальным областям – несколько  меньше [33].

 

За  последние годы результаты изучения изменения засоренности поступающего зерна показывают, что наблюдается  тенденция в сторону увеличения [20,25,33,34].

При этом наибольшее количество сорного  зерна приходится на северные и центральные  регионы Казахстана (от 34 до 43 %), наименьшие - западные и восточные регионы (23,6-22,8 %). По сорной примеси в объёме заготовок  зерна лидируют южные регионы  Казахстана [26,33].

Наряду  с качественным состоянием зерновой массы, обусловленной её влажностью, температурой, наличием сорной и зерновой примеси, важное значение имеет и заражённость вредителями хлебных запасов. Огромной и разнообразной представлена фауна амбарных вредителей.

Многие  виды вредителей, наносящие ущерб  сельскохозяйственным продуктам во время хранения, широко распространены по земному шару, например разные виды мучных хрущаков. Другие, такие, как  клещи, более характерны для районов  с умеренным климатом.

Фауна вредителей зерна, муки, крупы и других зерновых продуктов насчитывает  несколько десятков видов насекомых  и клещей.

Условия обитания для представителей группы вредителей хлебных запасов существенно  отличаются от условий жизни насекомых  и клещей, повреждающих сельскохозяйственные растения. Отличия заключаются в  том, что зерновая масса, являясь  основной средой обитания, хранится в  закрытых помещениях. Благодаря низкой теплопроводности и влагопроводности в зерновой массе не наблюдается резких колебаний температуры и влажности. Обычно в зерновых продуктах перед закладкой на хранение снижают содержание влаги. Зерно – сыпучий продукт. Являясь средой обитания, оно в то же время представляет отличную пищу для насекомых. В местах хранения сельскохозяйственной продукции, как правило, слабое освещение. В результате жизни в таких условиях насекомые и клещи, относящиеся к различным систематическим единицам, выработали ряд общих признаков, которые позволяют объединить их в одну группу вредителей хлебных запасов [35-38].