Що таке повітряні короби зерносушарки
Повітряні короби – це спеціальні повітропроводи, розташовані в шаховому порядку по всій ширині та висоті зернової колони шахтної зерносушарки змішаного потоку.
З їх допомогою забезпечується максимально рівномірна подача гарячого повітря в зерно.
Ключова фраза тут – “максимально рівномірна подача гарячого повітря“. Саме це і відрізняє у вигідному світлі будь-яку зерносушарку змішаного потоку від зерносушарок поперечного потоку.
Якщо серцем зерносушарки є пальник, то її легені – це її короби, які буквально дозволяють сушарці дихати.
Влаштування повітряних коробів
Повітряні короби закриті зверху і з одного з торців. Знизу вони зазвичай відкриті. Також відкрито їхній інший торець.
На фото показаний такий короб з відкритого боку, де заходить робочий агент (гаряче повітря). Там, у кінці – немає проходу повітря. Єдиний маршрут, яким може пройти повітря – це крізь зерно вниз.
Такий короб називається підвідним, оскільки через нього робочий агент підводиться в зерносушарку.
Знизу короб не має днища, тому тут ви можете бачити кукурудзу, якою наповнена шахта.
Незважаючи на те, що короби мають відкриті торці, кукурудза не просипається через отвори. Пов’язано це з тим, що краї коробів розташовані на 10-15 мм нижче нижньої кромки отвору (на фото це також видно). Тому, зерно не може пересипатися через кромку, яка вище його рівня.
Як показано на картинці, у зерносушарці є підвідні короби (короби подачі гарячого повітря, червоні, припливні, відкритим торцем звернені в бік джерела тепла, звідки надходить нагріте повітря) та є відвідні короби (короби відведення відпрацьованого повітря, сині, відкритим торцем звернені в бік виходу відпрацьованого робочого агента).
Таким чином, підвідні короби підводять робочий агент (нагріте повітря) до зерна, а відвідні короби відводять відпрацьований насичений вологою робочий агент від зерна.
Розташовані такі короби зазвичай в шаховому порядку. Хоча є й інші способи розташування коробів, про які – читайте нижче.
У зерносушарці відбувається такий процес:
Гаряче повітря (червоний) проштовхується вентиляторами в усі червоні (підвідні) короби, які відкриті з правого (гарячого) боку і закриті з лівого (холодного). Гаряче повітря повністю заповнює їх пустотілу частину.
Далі це повітря, не маючи можливості вийти з лівого боку, оскільки червоний(підвідний) короб там закритий, проходить крізь зерно до синім(відвідним) коробам. З огляду на те, що короби розташовані в шаховому порядку (поперемінно підвідні (червоні) і відводять (сині)), повітря від червоногопідвідного короба одночасно просувається в усіх напрямках до найближчих синім відводячим. Дорогою повітря віддає своє тепло зерну і вбирає його вологу.
Відпрацьоване повітря (синій), віддавши своє тепло зерну і ввібравши вологу, протягується вентиляторами через сині(відвідні) короби, які праворуч закриті, а ліворуч відкриті.
Принцип роботи коробів
Завдяки конструкції, описаній вище, робочий агент сушіння (гаряче повітря) надходить від джерела тепла до підвідного короба і, ведений тиском вентиляторів, просувається до відвідних коробів.
Тут важливо те, що товщина зерна між коробом, що підводить, і сусідніми чотирма коробами, що відводять, однакова. Тому робочий агент просувається не в одному якомусь напрямку, як у зерносушарках поперечного потоку, а одночасно в чотирьох – і вгору, і вниз, по діагоналях. (Рим. фото).
Власне, це і є причиною, чому такі зерносушарки називають зерносушарками змішаного потоку.
У сукупності з постійним перемішуванням зерна в шахті, такий принцип поширення повітря забезпечує найвищу однорідність кінцевої вологості зерна.
Непогане схематичне 3D-відео роботи коробів у зерносушарках змішаного потоку зробила компанія Vesta на Росії (країна-агресор). Тут видно, що гаряче повітря заходить у підвідні короби, а виходить через відвідні.
На відео показано тільки два ряди коробів, тому воно не дає повного уявлення про те, що повітря рухається в чотирьох напрямках одночасно. Але все одно, це відео може бути корисним для більш повного розуміння.
Однорідність вологості зерна
Завдяки конструкції шахтних зерносушарок, описаної вище, короби забезпечують максимально однорідне поширення повітря в зерновому шарі.
Крім того, зерно по шахті постійно просувається. За час сушіння воно проходить різні теплові зони і ретельно перемішується. Це все дуже позитивно впливає на однорідність кінцевої вологості в шахтній зерносушарці.
На фото: Результати вимірювання тиску повітря в тестовій зерносушарці змішаного потоку, проведені Holger Scaar, Fabian Weigler, Georg Franke та Jochen Mellmann. Результати були опубліковані в журналі Landtechnic і показують високу рівномірність потоків повітря.
Завдяки такій високій однорідності повітряних потоків температура сушіння в зерносушарках змішаного потоку може бути дещо вищою, ніж у зерносушарках поперечного потоку (“американських” баштових і модульних). Це позитивно впливає не тільки на продуктивність сушарки без втрати органолептичних властивостей зерна, а й на питому витрату палива (і, як наслідок, собівартість продукції/послуг). Детальніше про цей ефект можна прочитати в нашій спеціальній статті.
Стаття по темі
Шкідливі поради
Більшість людей фразу “не намагайтеся повторити це вдома” сприймають як особистий виклик, кинутий їм телевізором.
На фото наведено конструкцію коробів однієї з українських або білоруських зерносушарок із серії “як не можна робити“. Чому ж ми вважаємо, що така конструкція нікуди не годиться?
Річ у тім, що для забезпечення однакової вологості на виході з шахти, зерно, просуваючись шахтою вниз, має поперемінно проходити короба, які підводять і відводять, хоч би де воно почало свій маршрут.
У нашому ж випадку, зерно, яке потрапляє в шахту вздовж червоної лінії, проходить тільки біля відкритих коробів, а зерно, що тече вздовж синьої лінії проходить тільки біля закритих.
За такої конструкції ми не бачимо можливості отримати зерно однорідної кінцевої вологості.
Правильні варіанти розташування коробів
Є три загальноприйняті варіанти розташування коробів зерносушарки, які, як вважається, дають рівномірну кінцеву вологість. Один із них називається рядовим, інші два – діагональними. Ці варіанти зображені на наведеній нижче картинці.
На наш суб’єктивний погляд, варіанти а) і б) є кращими. У них гаряче повітря має можливість поширюватися щонайменше в чотирьох напрямках від підвідних коробів до відвідних. У варіанті в) повітря швидше проходить короткий маршрут у горизонтальному напрямку, але при цьому майже не рухається у вертикальному напрямку. І, хоча повітропроводи мають спеціальні додаткові прорізи для того, щоб заповнити максимальний об’єм шахти, ефект все одно не такий повний, як у двох інших варіантах. Таким чином, варіант в) менш кращий, оскільки не використовує всю ємність шахти для прогріву зерна і відведення вологи.
Біконічні короби
Здавалося б – куди вже більше!? Але європейські виробники пішли ще далі і створили так звані біконічні короби (короби зі змінним перетином). Чим же вони цікаві?
Для ще більшої однорідності вологості багато сучасних зерносушарок виготовляються з коробів змінного перерізу.
У Європі такі короби часто називають не зовсім коректно: біконічні або конічні короби. Але під усіма цими назвами мається на увазі одне й те саме: короби змінного перерізу, який поступово зменшується від одного торця короба до іншого.
Такі короби з відкритого торця мають ширші отвори, ніж із закритого. Таким чином, повітря, що подається в зерносушарку, забезпечує рівномірність потоку робочого агента (гарячого повітря) не тільки по ширині сушильної колони, а й по довжині.
Для порівняння, на наступному фото показано короби української або білоруської зерносушарки, яку ми описували вище. Як бачимо, вони не змінного перерізу (не біконічні). Хоча, з таким розташуванням торців коробів це вже й не важливо зовсім.
До речі, почитайте і статтю про двозонні зерносушарки за посиланням нижче. Річ у тім, що короби в двозонних зерносушарках розташовані поперемінно. У верхній частині позитивні відкриті торці дивляться в один бік, а в нижній – в інший. Відповідно і повітря проходить у коротко з одного боку, то з іншого. Таким чином досягається ще більша однорідність зерна на виході із зерносушарки.
Стаття по темі
Так все-таки, паралельні чи “біконічні” повітряні короби?
“Традиційність – притулок відсталого розуму.” – Джудіт Макнот. Щось чудове.
На сьогодні є виробники зерносушарок, які дотримуються різних точок зору. Одні роблять сушарки з “біконічними” коробами, інші – з прямими (паралельними). І у кожного виробника “своя правда”.
Ми не будемо покупцеві нав’язувати ту чи іншу точку зору, це право і вибір залишається за покупцем. Але висловити свою думку ми теж маємо право. При цьому ми не претендуємо на істину, тим більше що сушарки з різними типами коробів роблять імениті виробники і сперечатися з ними ми не збираємося. Ми просто поміркуємо.
Отже, сьогодні залишилося зовсім небагато виробників, які продовжують випускати сушарки зі звичайними прямими коробами. Це такі компанії як, наприклад, італійська компанія Officine Minute, яка випускає зерносушарки Strahl, і німецька компанія Stela. Це досить відомі зерносушарки (особливо німецька Stela).
1. Французькі вчені
Дилер зерносушарок Strahl на Росії у своєму вебінарі порівнює короба сушарки Strahl і Petkus . Аргументом на вебінарі є якесь дослідження французького інституту, яке було проведено наприкінці 90-х років, згідно з яким дослідники зробили висновок, який ми наводимо нижче.
Давайте уважніше почитаємо цей висновок і те, як було проведено дослідження.
Читаємо:
“Конічні короби дають змогу завантажити більшу кількість зерна за того самого обсягу шахти. Це незначно зменшує вартість зерносушарки, але, з іншого боку, призводить до проблем рівномірності сушіння, нерівномірного вологознімання та зниження якості кінцевого продукту. Ці проблеми відсутні при використанні паралельних коробів. Вони гарантують рівномірну вологість висушеного зерна.”
Дослідники французького інституту
Начебто все правильно? І ми підтверджуємо: вчені зробили абсолютно правильний висновок в рамках поставленого їм завдання!
Однак, якщо ви подивитеся на зображення праворуч, то неозброєним поглядом побачите дві помилки, яких припустилися під час проєктування експериментальних зерносушарок:
- Короби в обох експериментальних зерносушарках розташовані з тим самим кроком (відстанню), що й короби зерносушарки з “біконічними” коробами. У цьому разі збільшується шар зерна між коробами, що призводить до більших втрат тиску в шахті і, як наслідок, меншої ефективності зерносушарки.
- Біконічні короби експериментальної зерносушарки виготовлені неправильно. Очевидно, що товщина шару зерна змінюватиметься по довжині короба, що дійсно призведе до нерівномірного просування зерна і, як наслідок, нерівномірної вологості. При правильному дизайні коробів товщина шару зерна була б однакова по всій довжині.
Оскільки випробування були проведені некоректно, то і висновки були отримані, хоч і правильні для даної конструкції, але некоректні для перевірки ефективності різних типів коробів.
До речі, короби німецької зерносушарки Petkus, які вони ж показують на картинках як приклад для порівняння, насправді виконані грамотно. Різницю ви бачите й самі!
Дивно, що французькі вчені допустили такий дитячий ляп! Вченим достатньо було скопіювати хоча б Petkus. Але вони вирішили “винайти велосипед”. Винайшли. Тільки кермо у велосипеда виявилося не з того боку…
ВИСНОВОК: Вченими були виготовлені експериментальні біконічні короби неправильної форми, у зв’язку з чим їхні висновки виявилися некоректними.
Чому так сталося? Ми не знаємо. Або це було зроблено спеціально, щоб, не змінюючи дизайн, отримати свідомо хибні висновки (у чому ми сумніваємося), або вчені справді були недостатньо досвідченими та не розуміли базові принципи фізичного моделювання, в цьому разі технологічного процесу сушіння.
Останньому ми більше схильні вірити. За твердженням французів, конічні короби “…незначно зменшують вартість зерносушарки”. Тут вони мають на увазі, що за рахунок використання біконічних коробів трохи зменшуються габарити зерносушарки. Це дійсно так. Але вони забули, що виробництво коробів зі змінним перетином складніше і дорожче, ніж прямих (паралельних) коробів! Щоб зрозуміти це, не треба бути технологом з металу.
Загалом, цей аргумент на користь паралельних коробів нас не переконав.
2. Міркування німців
Потрібно також зазначити, що німецька компанія Stela також, із притаманним їй німецьким консерватизмом, є противником цієї, на наш погляд, сучасної технології. Як аргумент вони наводять таке:
Читаємо:
Зерно в зерносушарках із біконічними коробами просувається швидше по краях і повільніше в середині шахти. Тому вологість зерна в середині шахти може на 3% відрізнятися від вологості зерна з торців коробів.
… так вважають маркетологи компанії Stela.
Тобто, німці вважають, що в середині шахти зерно буде більш сухим, ніж по краях. З нашої точки зору, ця заява є радше маркетинговим ходом, ніж науковим фактом. У чому ж тут справа?
Якщо подивитися на проекцію коробів зверху, то відстань між коробами змінюватиметься від меншого до більшого по всій довжині короба. Звідси можна було б зробити висновок, що в місцях, де просвіт між коробами більший, зерно просуватиметься швидше.
Однак, це не так! Адже якщо подивитися на проекцію коробів у наступному ряду, то там відстань між коробами змінюватиметься абсолютно в зворотному напрямку. І по краях шахти просвіт між коробами виходить меншим! Тому, можна було б припустити, що зерно по краях просувається повільніше, ніж у середині, а не навпаки!
Таким чином, в одному ряду зерно біля одного з країв шахти справді має меншу площу перешкоди у вигляді коробів порівняно з площею в середині шахти. Однак уже в наступному ряду така площа перешкоди буде навпаки, більшою, ніж у середині шахти. Як наслідок, швидкість просування зерна по всій ширині шахти зрівнюється і буде однаковою.
Це підтверджено не тільки численними дослідженнями, а й більшістю працюючих європейських сушарок в Україні, Казахстані, Молдові, Грузії та інших країнах.
Доцільно! Як було сказано в міркуваннях про висновки французьких учених вище, при правильному дизайні коробів, просвіт між ними не змінюється!
Що тут мається на увазі? Якщо ми подивимося на короба Petkus на фото вище, ми побачимо, що його ширина змінюється по довжині. Це означає, що з одного кінця повітропроводів (коробів), відстань у горизонтальному перерізі між ними буде меншою, а з іншого більшою.
Однак, подивіться на фотографію коробів зерносушарки Ravaro праворуч. Що ви бачите? Короба виглядають як ніби прямі. Тому, з точки зору тиску і просування зерна, воно буде рівномірним у горизонтальній площині.
Проте, на цьому фото зображені біконічні короби, а не прямі!
На наступному фото сфотографовано ті самі короби зерносушарки Ravaro, але не зверху, а збоку (у момент розвантаження зерносушарки в Україні). Тепер ви бачите, що вони таки мають змінний перетин.
У чому секрет? Насправді, просто це правильна конструкція короба, до якої, мабуть, не всі виробники додумалися.
3. Думка більшості виробників
Незважаючи на те, що виробництво біконічних коробів складніше, їх важче упаковувати до відвантаження, вони дорожчі, проте, сьогодні більшість європейських виробників зерносушарок уже давно залишили позаду паралельні короби й використовують біконічні.
Це такі відомі компанії як Scolari, Ravaro, Buhler, ESMA, CFCAI (LAW, Satig), Bonfanti та інші; Навіть невелика фінська компанія MEPU, що виготовляє простенькі фермерські сушарки, теж зрадила своїм принципам і почала робити короби зі змінним перетином. До речі, зверніть увагу, що і компанії Law та Satig, для яких наприкінці 1990-х років французькі науковці робили дослідження, що ми описали в пункті 1 вище, сьогодні теж виробляють зерносушарки саме з біконічними коробами. А про дослідження французьких учених вони, мабуть, вирішили забути.
Знос і корозія коробів
Якщо при будівництві елеватора, багато хто ще замислюється про зношення конвеєрного або самопливного обладнання, то про знос внутрішніх компонентів зерносушарки мало хто думає.
Але ж зерносушарка купується не на 1 рік. І навіть не на 10 років. Сучасна європейська зерносушарка прослужить вам десятиліття! Тому дуже важливо з’ясувати, з якого матеріалу виготовлені короби повітропроводів зерносушарки. Адже саме короби, як ніяка інша частина зерносушарки, найбільше схильні до впливу високої вологості та високих температур. Тому вони мають бути зроблені не зі звичайної сталі.
Aluzinc
Деякі сучасні виробники роблять повітряні короби (повітропроводи) з Алюцинка. Aluzinc – це хороший матеріал. Він має високу стійкість до корозії. Тому корпус сушарки, виконаний із цього матеріалу, прослужить вам довгі роки.
Багато європейських виробників також роблять з Алюцинка і повітряні короби. Це, звісно, набагато краще рішення, ніж короби, виконані зі звичайної сталі або оцинковані.
Однак, важливо розуміти, що гальванізація – це всього лише тонкий шар, під яким знаходиться звичайна конструкційна сталь. Будь-яка подряпина, потертість або скол оголюють звичайну конструкційну сталь, схильну до корозії.
Тому, хоча Aluzinc і захищає внутрішню поверхню короба, яка не торкається зерна, зовнішня поверхня залишається фактично незахищеною.
Cor-Ten
Тому деякі новаторські виробники, такі як італійська компанія Ravaro, пішли ще далі і почали виготовляти повітряні короби з легованих сталей Indaten, Cor-Ten або алюміній. У чому різниця між цими типами сталей?
Перш за все, як ми говорили вище, Aluzinc – це не сталь, а покриття. Основу Алюцинка становить звичайна конструкційна сталь, а покриття Алюцинка становить всього близько 0.02 мм (20 µm). Щойно покриття зітреться або подряпається, у цьому місці утворюватиметься іржа.
На відміну від Алюцинкового покриття, сталі Індатен, Кортен та алюміній – це суцільні сталі, які мають не тільки антикорозійні, а й антиабразивні властивості. Тому, будь-який знос, подряпина або пошкодження не призведуть до втрати їхніх антиабразивних і антикорозійних властивостей. Адже під пошкодженням виявиться знову той самий матеріал, а не звичайна конструкційна сталь, як у випадку з Алюцинком.
Завдяки цьому короби зерносушарки, виконані зі сталі типу Кортен, прослужать набагато довше.
Що стосується алюмінію, то це теж непогане рішення (порівняно з алюмінієвим покриттям або оцинковкою). Але все ж, сталь Кортен виграє завдяки своїм антиабразивним властивостям і здатності “консервуватися” в міжсезоння.
Стаття по темі
Захист верхніх ярусів
Про верхні два яруси коробів варто поговорити окремо, адже вони зношуються сильніше за будь-які інші. Пов’язано це з тим, що зерно, при першому завантаженні потрапляє в сушарку зверху, пролітає всю висоту буферної секції та вдаряється об верхні два ряди коробів. Тут зерно гасить свою швидкість і вже не чинить такого сильного стираючого впливу на нижні ряди коробів.
Якщо зерносушарка використовується на великому промисловому елеваторі, вона використовується в потоковому режимі, а первинні завантаження зерна відбуваються досить рідко. У цьому випадку знос верхніх рядів коробів не критичний.
Однак, фермерські господарства малого та середнього розміру можуть використовувати зерносушарку в порційному режимі, або багаторазово виводити її на потоковий режим. І в тому, і в іншому випадку, фермер може багаторазово завантажувати зерносушарку мокрим зерном, яке буде постійно зношувати верхні короби. Для таких випадків виробники виготовляють верхні короби з нержавійки або алюмінію.
Проте, навіть така сталь схильна до зносу. Рано чи пізно короби зітруться. А поміняти короби – це завдання непросте.
Тому, компанія Finpro Group пропонує своїм клієнтам змінне заводське футерування верхніх рядів. З таким футеруванням ви зможете сушити високоабразивну сою або рис навіть у порційному режимі! (див. фото).
Екологічність, економічність, безпека
Наостанок хотілося б відзначити інші важливі переваги, які ми отримуємо при використанні повітряних коробів у шахтній зерносушарці.
Без пилу
Шахтні зерносушарки, оснащені повітряними коробами, зазвичай працюють набагато чистіше, ніж, наприклад, американські зерносушарки. Пов’язано це з тим, що завдяки наявності великої кількості коробів, значно знижується швидкість повітряного потоку, що призводить до зменшення викидів пилу. Крім того, сушарку можна оснастити пневматичною системою пилоподавлення.
Зниження витрати палива
Що менша швидкість потоку повітря та його об’єм, то повніше повітря віддає тепло зерну, таким чином підвищуючи паливну ефективність сушарки, тобто знижується витрата газу, солярки, пелети, соломи, пара або іншого палива.
Безпека
Більш рівномірний прогрів зерна забезпечує більш безпечний режим роботи сушарки.
Висока якість зерна
Знову ж таки, саме завдяки рівномірному прогріванню зерна органолептичні якості зерна краще зберігаються за тієї самої температури сушіння (порівняно, наприклад, з американськими зерносушарками).
Наші зерносушарки з повітряними коробами
Компанія Finpro Group постачає різні зерносушарки, зокрема й такі, що оснащені біконічними повітряними коробами.
Стаття по темі
Висновок
Сьогодні ні в кого вже немає сумніву, що максимальна ефективність сушіння зерна досягається в шахтних зерносушарках змішаного потоку. Як видно з цієї статті, конструкція шахти, що складається з безлічі повітряних коробів, не тільки забезпечує ефективне сушіння, а й рівномірну кінцеву вологість зерна.
Для цього Фінпро Груп рекомендує звернути увагу на наявність таких характеристик:
- Зерносушарка має бути змішаного потоку (шахтного типу).
- Короби мають бути виконані із суцільних сталей: напівзагартований алюміній або кортенівська сталь.
- Короби мають бути біконічні (тобто звужуватися з одного боку і розширюватися з іншого).
- Якщо сушарка часто використовується в порційному режимі, потрібно захистити верхні яруси коробів спеціальним футеруванням.
Проте не всі виробники дотримуються сучасних технологій. Коли виникає питання яку купити зерносушарку, потрібно вивчити безліч питань. Або просто зателефонувати в компанію Фінпро Груп: (050) 398-2629.
Компанія Фінпро Груп не прив’язана до якогось одного виробника зерносушарок. Ми постачаємо шахтні зерносушарки з повітряними коробами (повітропроводами) змінного перерізу, постійного перерізу, а також зерносушарки інших типів.
Перед купівлею зерносушарки ми проконсультуємо ваших спеціалістів і спільно визначимо найбільш правильний тип, бренд і модель зерносушарки. Наш фахівець може приїхати в будь-яку точку України і показати вам всі види зерносушарок, розповісти про їх особливості та недоліки.
Після проведення первинного аудиту ми зможемо, спільно з вами, вибрати і купити найоптимальнішу модель зерносушарки і подивитись її роботу в реальних умовах України, провести інжиніринг та проєктні роботи по будівництву елеваторного комплексу.
Залишилися запитання? Зв’яжіться з нами!
У коментарях під цією статтею
Поставте своє запитання або напишіть коментар наприкінці цієї статті. Реєстрація не потрібна.
За допомогою форми зв’язку
Напишіть нам, використовуючи форму зв’язку внизу цієї сторінки.