Доклад доктора технических наук Сорочинского В.Ф. "О современном состоянии техники и технологии в зерносушении для обеспечения и сохранения качества зерна"

18-Ноября-2012 13:08
В соответствии с планом работы Комитета 20 июня 2012 г. на заседании Президиума был заслушан доклад члена Президиума д.т.н. В.Ф. Сорочинского.
В докладе было отмечено, что при валовом сборе зерна в России на уровне 80 – 100 млн. тонн в сушке нуждается обычно 50 – 55%, т.е. от 40 до 55 млн. тонн зерна со снижением влажности в среднем от 20 до 14%, хотя в отдельные годы количество влажного и сырого увеличивалось до 60-70% а в некоторых регионах все зерно необходимо было подвергать сушке. Роль сушки возрастает с увеличением производства зерна, которое к 2020 году должно составить 125 млн. тонн.
Зерносушильный парк России насчитывает около 9 тыс. сушилок, из них в сельском хозяйстве около 6 тыс. сушилок производительностью от 5 до 15- 20 пл.т/ч и около 3 тыс. сушилок на элеваторах и хлебоприемных предприятиях производительностью в основном от 30 до 50 пл.т/ч. Это, как правило, в последние годы были зерносушилки советского производства со средними показателями расхода топлива 12,2 кг.усл.топл./пл.т и электроэнергии 3,0 кВт.ч/пл.т. Разработана классификация факторов риска при хранении зерна, которые необходимо учитывать для обеспечения безопасности зерна и зернопродуктов. Классифицированы также и потери зерна при хранении, которые разделяются на неизбежные и неоправданные. При этом, очистка и сушка зерна не являются потерями, т.к. приводят к повышению качества зерна, которое только после этого становится товаром.
Анализ современного состояния техники и технологии позволил выделить четыре основных способа конвективной сушки: высокотемпературная сушка; высокотемпературная сушка с промежуточной отлежкой и активным вентилированием (двухстадийная сушка); сочетание высокотемпературной сушки и низкотемпературной (с досушиванием подогретым воздухом и последующим охлаждением), а также низкотемпературная сушка активным вентилированием. При этом каждый способ сушки может существенно влиять на удельные энергозатраты. Однако основным является способ высокотемпературной сушки зерна, при котором нагрев зерна, его сушка и охлаждение осуществляются, как правило, в одном аппарате.
В настоящее время свыше 30 российских и зарубежных фирм предлагают на отечественный рынок новую зерносушильную технику. Между ними существует серьезная конкуренция за потребителя, которая часто приводит к недостоверным сведениям по основным технико-экономическим показателям, в том числе по производительности, удельным энергозатратам и эффективности сушки зерна на рекламируемых зерносушилках.
С ростом цен на топливо и электроэнергию доля энергозатрат на производство продукции растениеводства за последние годы достигла 20-25 % и имеет тенденцию к дальнейшему увеличению в связи с продолжающимся ростом тарифов на топливо и электроэнергию. При этом по экспертным оценкам из общего количества энергоресурсов, затраченных на производство зерна, прямые энергозатраты на сушку достигают до 35 % , а доля энергозатрат в себестоимости сушки составляет 70-75 %. В докладе на основании применяемых технологий сушки зерна зарубежных и российских зерносушилок и анализа их конструкций были оценены возможные перспективы экономии топлива.
Наиболее энергоемки зерносушилки периодического действия у которых удельный расход тепла на сушку достигает 6700 кДж/кг.исп.вл., а коэффициент полезного действия снижается до 37,5%.
По сравнению с зерносушилкой периодического действия сушка зерна на прямоточной зерносушилке приводит к снижению затрат тепла на 10,7 % и повышению коэффициента полезного действия сушилки с 37,5 до 42 %. Отказ от теплообменника и переход на сушку с прямым нагревом сушильного агента позволит снизить затраты тепла еще на 14,5 % и повысить КПД сушилки в среднем до 49,2 %. Такие параметры имеют большинство шахтных прямоточных зерносушилок типа ДСП без устройств для утилизации сушильного агента.
Существенно, в среднем до 56,9 % повышается КПД прямоточных зерносушилок при утилизации ненасыщенного влагой отработавшего охлаждающего воздуха и сушильного агента, выходящего из нижней части сушильных зон при удельных затратах тепла 4418 кДж/кг.исп.вл. При этом, наличие теплообменника у зерносушилок при такой схеме утилизации отработавшего охлаждающего воздуха и сушильного агента снижает КПД сушилки до 50-52 %. Значительно снизить затраты на сушку на 20 % и повысить КПД сушилки до 61,5 % при удельных затратах тепла 4090 кДж/кг.исп.вл. можно с использованием способа двухстадийной сушки с применением активного вентилирования при медленном охлаждении зерна в вентилируемых бункерах, охладителях непрерывного действия, либо в хранилищах по методу «драйэрации», который широко применяется при сушке зерна колосовых культур, кукурузы и бобовых культур.
Экономия тепла в этом случае достигается за счет полезного использования тепла, ранее прошедшего на нагрев зерна, интенсификации процесса сушки за счет увеличения температуры сушильного агента на 15-200С и сокращения потерь тепла с отработавшим в нижней части сушильной зоны ненасыщенным влагой сушильным агентом.
Максимальное значение до 77,5 % при затратах на сушку 3244 кДж/кг.исп.вл. коэффициент полезного действия зерносушилки может достигнуть с дополнительной утилизацией теплоты насыщенного отработавшего сушильного агента с использованием специальных теплообменников путем отбора тепла при конденсации водяного пара из сушильного агента и передачи его с использованием промежуточного теплоносителя для подогрева атмосферного воздуха, поступающего в топку сушилки.
Возможность применения различных способов экономии затрат на сушку определяется технико-экономическими расчетами при сопоставлении снижения затрат на сэкономленное топливо и ростом стоимости самой сушилки для их реализации.
Доклад члена Президиума заместителя директора ГНУ ВНИИЗ Россельхозакадемии, д.т.н. В.Ф.Сорочинского заслушан на заседании Президиума Комитета 20 июня 2012 г. и рекомендован для размещения на сайте Комитета.