Типы Элеваторов. Хлебоприемные или заготовительные элеваторы

Динамические  нагрузки от зерновой массы вызывают не только горизонтальные и вертикальные напряжения, вполне вероятно они не проходят бесследно для структуры  зерновой насыпи, ведущие к слёживанию и возникновению застойных зон  внутри хранилища. С позиции технолога  по хранению зерна важно знать  участки и частоту возникновения  выше названных изменений. Знание названных  особенностей формирования структуры  в трёхмерном пространстве хранилища  позволяет заблаговременно проводить  с большим эффектом внутренние перемещения  зерна с целью устранения неблагоприятных  процессов, происходящих в хранящемся зерне.

В процессе работы элеватора, даже в течение  одного периода заготовок, силосы, как  правило, многократно загружают, разгружают и нередко эксплуатация хранилища  идёт в проточном режиме. С позиции  эффективного хранения зерна эксплуатация хранилищ в проточном режиме нежелательна, т.к. приводит к образованию застойных  зон зерновой насыпи в периферийных слоях силоса.

Основные  задачи хлебоприемных предприятий  республики- бесперебойно принимать зерно, семена масличных культур, сортовые семена; улучшить качество продуктов сушкой и очисткой, вентилированием, охлаждением, промораживанием, обеззараживанием зараженного амбарными вредителями зерна и маслосемян; полностью обеспечить их количественную и качественную сохранность; непрерывно снабжать промышленность сырьем, население мукой и крупой, а фермерские хозяйства - семенами, комбикормами и фуражом, также отгружать на экспорт и обеспечить длительное хранение хлебных ресурсов государственного резерва.

Технический уровень заготовок, хранения и переработки  зерна включает формирование схем технологического процесса, расчета и выбора основного  оборудования, расстановки его с  учетом требований технологии, конструирования, трассировки и выбора магистрального хода инженерных сетей, определения  сметной стоимости, описания геометрии  объекта, графического вывода технической  документации .

Становление и развитие элеваторной промышленности Казахстана осуществлялось от первых емкостей амбарного типа при мельницах  в городах Кустанае, Кокчетаве, Петропавловске и Семипалатинске до новых объемно-планировочных  и проектных решений элеваторов периода освоения целинных и залежных земель. В это время в республике спроектированы и построены элеватор Л-2x100 на десяти хлебоприемных пунктах. Причем, они проектировались трехрядными по двукрылой схеме и пятирядными по одной стороне от рабочей башни. При эксплуатации таких элеваторов были выявлены узкие технологические места. Поэтому нории производительностью 100 тонн/час были заменены на 175 тонн/час, ковшовые весы – на автоматические ДН-1000, зерносушилки 8 тонн/час на Целинную 50 (Ц-50 тонн/час).

Наибольшее  распространение в Казахстане получили заготовительные элеваторы Л-Зх100, 1-3x175, Л-4х175, построенные на девяти хлебоприемных  пунктах. Их отличительная особенность  – это оперативные силосы для  кратковременного хранения небольших  партий зерна и увеличение основных ёмкостей до 50-100 тысяч тонн. В последующие  года особое внимание было уделено  созданию при хлебоприемных пунктах  поточных технологических линий, составляющих основной процесс подготовки зерна. Так появился ЛВ-Зх175, имеющий характерное  для себя сочетание элеваторной  емкости с зерноскладами, применение активного вентилирования в пяти оперативных бункерах рабочей башни  и в силосном корпусе, высокую  автоматизацию технологического процесса, прием, очистку и сушку в потоке.

Всемерный рост заготовок зерна и необходимость  длительного хранения зерновых запасов  обусловили применение элеватора ЛВ - 4x175. Последний в технологическом  процессе предусматривает разделение поступающего на элеватор потока зерна  на несколько параллельных линий, для  каждой из которых предназначены  свои транспортерные конвейеры и  технологическое оборудование, позволяющие  перемещать, взвешивать, очищать от примесей и просушивать зерна  по ходу, без задержки. Емкость элеватора  зависит от сочетания рабочей  башни с определенным количеством  силосных корпусов. Элеваторы такого типа были построены на одиннадцати  хлебоприемных пунктах.

Для середины семидесятых годов характерно проектирование и строительство  элеваторов емкостью 100-150 тысяч тонн и более. Это стало возможным  из-за объемно-планировочных и конструктивных решений элеваторных сооружений. Так появились элеваторы ЛС-4х175-62 и ЛCB-4x175-71.

Для расширения Атбасарского хлебоприемного пункта Целиноградской области был разработан индивидуальный силосный корпус СКС-Зх144 емкостью 27 тысяч тонн. Такой корпус нашел широкое применение, как при реконструкции действующих предприятий, так и вновь строящихся. На базе CKC-3x144 был разработан индивидуальный проект элеватора со встроенной в силосы рабочей башней для Актюбинска и Шемонаихи Восточно-Казахстанской области. Такое же решение применено при реконструкции элеваторов на станции Кара-Тугай Актюбинской области и Азат Кокчетавской области. Эти проектные новшества нашли широкое применение в стране. Технологические схемы упомянутых элеваторов разработаны с применением высокопроизводительного технологического, транспортного и зерносушилъного оборудования.

Впервые был разработан ГосНИИсредазпромзернопроект проект специализированного элеватора для риса-зерна, строительство которого осуществлено на станции Джалагаш Кзыл-ординской области. Известно, что рис-зерно при транспортировке и технологической сушке очень подвержен растрескиванию, приводящему к увеличению выхода дробленой крупы и снижению ее цены. Поэтому при технологической обработке риса-зерна применяется минимальное количество перебросов, скорости транспортировки снижены до 1,8 - 2,2 м/с, углы наклонов бункеров и самотеков равны 45°, самотечные трубопроводы лузги запроектированы из стальных цельнотянутых труб со стенками толщиной 4,5-6,0 мм. На прямых участках у самотеков длиной более 5 м предусматривается установка гасителей скорости зерна, производительность технологического оборудования несколько занижена и приведена в соответствие с характеристиками риса-зерна, применено активное вентилирование всех силосов, надсепараторных емкостей рабочего здания, и накопительных емкостей, сушка риса-зерна на зерносушилках осуществляется в три этапа с промежуточной отлежкой в течение 11-12 часов.

Практика  эксплуатации сборных силосов показала, что на этих элеваторах практически  исключается возможность применять  требуемую технологию обработки  зерна: обеззараживание, активное вентилирование и охлаждение. Значительно усложняется  механическая зачистка и обеззараживание  силосов, не загруженных зерном. Кроме  того, сборные силосы в связи с  их объединением с помощью перепускных  окон в группы (по 4-6) создают повышенную взрывоопасность элеваторов.

В нашей стране среди предприятий  отрасли хлебопродуктов на первом месте  по пожаровзрывоопасности находится комбикормовая промышленность, за ней следуют элеваторная и мукомольная промышленность.

Главными  причинами взрывов на предприятиях по хранению и переработке зерна  являются:

- несовершенство и неисправности  оборудования, нарушение правил  его эксплуатации (33 %);

- самовозгорание сырья и готовой  продукции в силосах и бункерах  в результате нарушения действующих  норм хранения продуктов (более  20 %);

- проведение огневых работ с  нарушением правил пожарной безопасности (21 %).

Многолетний опыт эксплуатации сборных силосных корпусов типа СКС-Зх144 показывает значительную сложность хранения зерна в них. Практически невозможно обеспечить герметичность хранилища, т.к. для  сборки силосного корпуса даже сравнительно небольшой (до 11 тыс. т) емкости потребуется более 2000 сборных элементов, около 20 км швов, около 10 тыс. шпилек, 20 тыс. гаек, 20 тыс. шайб, свыше 10 тыс. различных отверстий в железобетонных изделиях.

Сложность усугубляется еще и тем, что в  заводских условиях некоторые, а  иногда значительные количества железобетонных элементов изготавливают, не соблюдая габаритные размеры, с низким качеством  поверхности, неправильным армированием. Нарушение хотя бы одного из многочисленных требований, которые необходимо выполнять  при строительстве сборных силосов, приводит к нарушению их герметичности  и, следовательно, нормальных условий  хранения зерна.

Рекомендуемые нормативные параметры учитывают перспективные изменения в отраслях сельского хозяйства и хлебопродуктов Казахстана.

Зерно, поступающее на предприятие, подвергают необходимой обработке (очистке, сушке, охлаждению, обеззараживанию и др.) в сроки, обеспечивающие сохранность его качества.

Организация работы с поступающим зерном направлена на своевременное выполнение необходимых операций для доведения зерна до состояния стойкого в хранении и подготовки партий зерна целевого назначения.

Фактором, определяющим стойкость свежеубранного зерна при хранении, является его влажность, наличие сорной и зерновой примесей и температура. Стойкость зерновых масс определяется по неблагоприятным условиям, которые могут сложиться в связи с неравномерным распределением влажности и засоренности в зерновой насыпи.

В результате своевременной обработки зерна сокращаются перемещения отдельных партий внутри предприятия, повышается стойкость зерновых масс к хранению, лучше используется вместимость хранилища. Обработка зерна в процессе его поступления на предприятие резко сокращает потери зерна, возникающие в результате повышенной физиологической активности, свойственной зерновым массам в начальный период их хранения.

Для обработки зерна в потоке созданы технологические линии, состоящие из комплекса машин, связанных между собой в заданной последовательности оперативными и накопительными бункерами и подъемно-транспортными механизмами. Схема приемки и обработки зерна обычно включает: отбор проб и определение по ним качества поступающего зерна; взвешивание на автомобильных весах; разгрузку зерна; формирование партий зерна по технологическим достоинствам и состоянию качества; первичную очистку от грубых примесей и аспирационных относов (негодных отходов); сушку; вторичную очистку с отделением ценных зерновых отходов в сухом виде; взвешивание; закладку зерновых масс в хранилище.

Основным  мероприятием, обеспечивающим сохранность  свежеубранного влажного и сырого зерна, является снижение его влажности, уровень  которой при хранении не должен превышать: пшеницы, ржи, ячменя, гречихи – 15°/о, а при хранении в металлических емкостях влажность не должна превышать 14%; овса, кукурузы в зерне, риса-зерна, проса, сорго – 14%; подсолнечника – 7%; клещевины – 6%; гороха, чечевицы, фасоли, кормовых бобов – 16%.

Зерно, предназначенное для хранения свыше  одного года, сушат до влажности: пшеница, рожь, ячмень, овес, гречиха, рис-зерно – 13 - 14%; кукуруза в зерне и просо – 12-13%; чечевица, фасоль, кормовые бобы, горох – 15%. Зерно, поступающее на  предприятия, подвергают очистке от сорной и зерновой примесей до требований, отвечающих целевому назначению, что обеспечивает рациональное использование зерновых ресурсов, оборудования и затрат.

В таблице 6 приведено соотношение  зерна основных культур, размещаемых  на хранение. Наибольший объем хранящегося  зерна приходится на пшеницу (78,5…81,8 %) и ячмень (11,1…14,6 %). Количество зерна  других культур не превышает 5…8 %.

Таблица 6 – Соотношение основных культур за период 2000-2008 гг   

Основными причинами неравномерного распределения  параметров в формируемых на элеваторах партиях зерна являются случайность  объединения масс зерна, поступающих  с разных полей и от хозяйств, а также самосортирование, происходящее на всех этапах работы с зерном.

Количество признаков, характеризующих  зерновую массу, поступающую на элеватор, невелико, однако их различные сочетания  приводят к необходимости формировать  и раздельно обрабатывать большее  число партий.

Наибольшее  количество партий формируется на предприятиях зон, ведущих заготовку нескольких культур.

В настоящее время научно обоснованы сроки длительного хранения зерна  в сухом и охлаждённом состоянии  и засоренностью в пределах требований к зерну на переработку. Для зерна  различных культур сохранение качества на исходном уровне в зависимости  от зоны и условий хранения обеспечивается в течение 4¼8 лет. [96-101].

В работах, выполненных Фейденгольдом В.Б. совместно с Додиным А.В., Темирбековой С.А., Тухватулиным М.М. [102-108], приведены результаты исследований, проведенных в этом направлении, позволившие расширить знание о зерне, как объекте хранения.

Отдельные партии зерна объединяют в крупные  массой несколько сот или даже тысячи тонн для хранения в силосах  элеваторов или в складах. При  этом в основу укрупнений партий пшеницы  в пределах отдельных сортов положены показатели технологических достоинств и состояния по влажности, сорной и зерновой примесям. Укрупнение партий пшеницы осуществляется с учетом послеуборочной обработки зерна. Партии зерна сухого и средней сухости с различной степенью сорной и зерновой примесей могут быть объединены после интенсивной очистки и доведения содержания примесей до одинаковой степени чистоты.

Партии  влажного зерна с различным содержанием  сорной и зерновой примесей могут  быть объединены после проведения технологических  операций послеуборочной обработки  по очистке и активному вентилированию.

Партии  сырого зерна пшеницы (до и свыше  ограничительных кондиций) могут  быть объединены после проведения сушки и очистки и доведения их до сухого и чистого состояния.

Партии  зерна пшеницы также можно  укрупнять в пределах отдельных  сортов, имеющих одинаковое содержание и различное качество клейковины и приобретающих разные мукомольные  и хлебопекарные свойства после  эффективной сушки. В этом случае укрупненная партия приобретает  одинаковые количественно-качественные характеристики клейковины при постоянной натуре с незначительными отклонениями по стекловидности.