Patent RU-55304-U1 (RU)
Title: Устройство для сушки зерновых культур и им подобных материалов
IPC: B02C9/04
Filed: 2005-08-24
Granted: 2006-08-10
Abstract: Зерновые культуры, в т.ч. и масличные, для правильного долгосрочного хранения должны иметь определенную влажность, т.е. максимально допустимый процент содержания воды в определенном весе или объеме зерна. В процессе уборки собрать зерновые с влажностью, необходимой для длительного хранения, не представляется возможным из-за большой остаточной влажности накапливаемой зерном при созревании и, зачастую, при неблагоприятных погодных условиях. Для достижения необходимой для хранения влажности зерно просушивают как непосредственно на токах или в специальных зерновых сушилках (если они имеются) в хозяйствах, так и в районных элеваторах. При социалистическом способе ведения хозяйства для хранения и сушки зерновых культур в стране были построены элеваторы, при проектировании которых были учтены объемы производства зерновых и максимально допустимые расстояния до хозяйств-производителей, обеспечивающие рентабельность перевозок, сушки и хранения зерновых. При переходе к рыночным принципам ведения хозяйства элеваторы стали самостоятельными акционерными обществами и, фактически, монополистами по сушке и хранению зерновых культур. При этом если цены, устанавливаемые элеваторами на сушку, хранение и очистку зерна являются более или менее приемлемыми, то стоимость перевозок при постоянно повышающихся ценах на топливо приводит к значительному удорожанию себестоимости и отпускных цен на зерновые культуры. Кроме того, при рыночных отношениях услуги элеваторов связывают производственную деятельность хозяйств-производителей зерновых, ограничивают их свободу торговли и коммуникабельность сопутствующей производственной деятельности. Таким образом, решая проблему сушки зерновых непосредственно в хозяйствах-производителях, отпадают затраты на услуги элеваторов и расходы на транспортировку зерновых, тем самым снижается себестоимость зерновых и, следовательно, увеличивается прибыль хозяйств-производителей.  
     Сложность поставленной задачи заключается в том, что время использования сушки в течение года ограничивается, практически, сезоном уборки зерновых культур, а затраты на приобретение и эксплуатацию существующих конструкций сушек не всегда и не для каждого хозяйства являются осуществимыми. Кроме того, существующие конструкции сушек, как правило, стационарные и работают на твердом или жидком топливе и электроэнергии, что требует значительных затрат на организацию производства и транспортные услуги. Эти сушки в своей основе колонные (шахтные) и так называемые «огневые», принцип действия которых заключается в следующем: воздух, разогретый пламенем продуктов сгорания, по специальным каналам поднимается вверх и разогревает при этом стенки каналов, а поток зерна, обтекая эти каналы сверху, нагревается и испаряет необходимое количество лишней влаги. Остаточное тепло удаляется по дымоходу в трубу, т.е. К.П.Д. такой установки не превышает 3%-5%, что увеличивает затраты на сушку зерна. Так, например, сушка зерновая твердотопливная «СЗСТ-7» затрачивает на сушку 4,2 т зерна 10,2 кг угля или 30 кг дров, а также 15,2 Квт электроэнергии. Зная теплотворную способность угля и дров (1 кг угля - 30 МДж; 1 кг дров - 10 МДж) и, переводя их в киловатты, имеем: на 4,2 т зерна (производительность установки) в час затрачивается 816,6 КВт и плюс 15,2 КВт электроэнергии, т.е. всего 831,8 КВт/час. Для одной тонны зерна получаем 198 КВт/час. Принимая во внимание тот факт, что из тонны зерна в среднем необходимо испарить 70 кг воды, то К.П.Д. указанной установки не превышает 5%. Более того, покупная стоимость, монтаж и эксплуатация этой сушки требуют значительных затрат и по рентабельности она практически сопоставима с затратами на услуги элеваторов или лишь немногим меньше их из-за высоких цен на топливо и энергоносители. И еще один факт. Поскольку сушки такого типа стационарны, они также требуют значительных расходов на транспортировку зерна к ним и организацию производственного процесса, хотя и предоставляют хозяйствам-производителям свободу торговли. Учитывая все вышеизложенные недостатки, нами спроектирована, изготовлена и опробована передвижная сушильная установка, работающая только на  
     электричестве и способная осуществлять работу, как на открытом воздухе, так и в крытых ангарах, складских или им подобных помещениях и обслуживать расположенные по соседству хозяйства-производителей на их территории. Установка работает от сети переменного тока напряжением 380 вольт и частотой 50 Hz. Схема установки представлена на Рис.1. Установка состоит из рамы, смонтированной на ходовой платформе. На раме установлены теплоконденсаторы и вентилятор высокого давления. Сверху на раму смонтирован генератор импульсов, который с определенной цикличностью через диффузоры распределяет поток разогретого воздуха по всей длине лотка, заполненного зерном. Дном лотка является сетка с определенной фракцией. Для равномерного распределения зерна по всей длине лотка и заданной скорости его транспортировки на лотке установлен вибратор, а величина потока зерна на выходе (т.е. производительность установки) определяется шибером в зависимости от первоначальной и необходимой конечной влажности зерна. Контроль температуры нагреваемого воздуха автоматический и осуществляется термопарой, ток которой поступает на гальванометр, отградуированный в градусах Цельсия. Стрелки гальванометра контактные и включают или отключают нагреватели, поддерживая тем самым необходимую температуру и, следовательно, экономя расход электроэнергии. Главными отличительными особенностями сушильной установки являются: - теплоконденсатор; - генератор импульсов; - вибролоток; - возможность перемещения к месту сушки зерна; - автоматическая система управления температурой сушки зерна. Теплоконденсатор представляет собой полые электрические нагревательные элементы, заполненные специальными гранулами, проходя через которые воздух мгновенно нагревается до заданной температуры (t max =380 С°). Нагретый таким образом воздух по внутреннему воздуховоду поступает в генератор импульсов. Генератор импульсов представляет собой замкнутый корпус, в котором смонтирован воздухораспределитель с приводом от мотора редуктора, распределяющий поток горячего воздуха по всей длине лотка с зерном.  
     Смонтированные на генераторе импульсов диффузоры, на которых закреплен лоток, позволяют через определенное время посылать импульсы воздуха на заданном участке, и нацелено продувать толщину зерна в лотке, обдувая каждое отдельное зернышко в сплошном потоке, обеспечивая тем самым самый рациональный отвод пара. Автоматический контроль температуры воздуха при необходимой заданной конечной влажности зерна позволяет жестко контролировать процесс сушки и экономить электроэнергию. Разработанная техническая документация на установку и первые опытно-промышленные образцы с достаточной точностью определяют параметры технических характеристик установки, которые приведены в Таб.1. 
     
       
         
               
               
               
               
               
             
                   
                 Таблица 1 
               
                 № п/п 
                 Наименование параметра 
                 Ед. измерения 
                 Величина 
                 Примечание 
               
                 1 
                 Производительность 
                 т/час 
                 1,5÷2,5 
                 В зависимости от влажности зерна и назначения 
               
                 2 
                 Энергоноситель электроэнергии 
                 В 
                 ~380  50 Hz 
                   
               
                 3 
                 Удельный расход электроэнергии га тонну в час 
                 кВт 
                 14÷28 
                 В зависимости от влажности зерна 
               
                 4 
                 Температура нагретого воздуха 
                 °С 
                 80÷350 
                   
               
                 5 
                 Мощность одного нагревателя 
                 кВт 
                 0,9 
                   
               
                 6 
                 Общая установленная мощность 
                 кВт 
                 32 
                   
               
                 7 
                 Масса установки 
                 кг 
                 1100 
                   
               
                 8 
                 Габариты:  длина -  ширина -  высота - 
                 мм  мм  мм 
                 3800  1050  1700 
                   
               
           
              
              
              
              
              
              
              
              
              
              
             
          
         
       
     
     Для определения ее рентабельности проведен сравнительный анализ затрат с использованием услуг элеватора. В сложившихся условиях в среднем установлены следующие цены на услуги элеваторов за тонну зерна: 1. Приемка - 35 руб; 2. Отпуск - 87 руб. 3. Сушка - 36 руб. 4. Очистка - 28 руб. 5. Хранение - 41 руб. ИТОГО: 227 рублей за тонну  Кроме того, необходимо учесть затраты на доставку зерна к элеватору. При среднем расстоянии от хозяйства до элеватора в 50 км общий пробег автотранспорта составляет 100 км. Стоимость перевозки на 1 км приблизительно составляет 7 рублей. Следовательно, общая сумма составит 700 руб. за 100 км. При средней загрузке в автомобиль 4 тонн зерна, стоимость перевозки 1 тонны зерна на 100 км составит 175 рублей. Таким образом, общие затраты предприятия-изготовителя зерна в данном случае составят 402 рубля за тонну. При средней отпускной цене зерна в 3000 рублей за тонну приблизительно 15% (450 руб. с тонны) уходит на оплату услуг элеватора. Если в среднем хозяйство производит 6000 тонн зерна в год и хранит его все в элеваторе, тогда за хранение и транспортные расходы оно отдает приблизительно 810 тонн зерна в год, что составляет 2,43 миллиона рублей. Сумма затрат при использовании нашей установки складывается из стоимости самой установки, затрат на энергоноситель и затрат на оплату труда одного рабочего, обслуживающего установку. По данным проводимых испытаний нашей установки были получены следующие результаты: для уменьшения влажности зерна на 5-7% на одну тонну зерна требуется затратить 25-30 Квт электроэнергии, а на сушку всего зерна в хозяйстве потребуется максимально 180 000 КВт или порядка 300 тыс. рублей в год. Таким образом, общие затраты хозяйства составят: 441,43 тыс. руб. (стоимость установки) плюс 300 тыс. руб. (энергозатраты), что составит 741,43 тыс. руб. в год. С учетом оплаты труда одного рабочего (38,5 тыс. руб.) общая сумма составит приблизительно 780 тыс. рублей в год. Разница в затратах составляет 2 430 000-780 000=1 650 000 руб. в год. Таким образом, при производстве хозяйством-производителем в среднем 6000 тонн зерна в год приобретение нашей установки рентабельно, а экономия средств составляет порядка одного миллиона девятьсот пятидесяти тысяч рублей в год. Кроме того, учитывая мобильность и коммуникабельность установки, ее легко можно доставить и установить в соседних хозяйствах для оказания взаимовыгодных услуг по сушке зерновых. Таким образом, приобретение сушки позволяет предприятию-изготовителю: 1. Отказаться от услуг элеватора; 2. Сэкономить значительные средства и уменьшить себестоимость зерновых; 3. Упростить финансовую и производственную деятельность в условиях рынка; 4. Оказывать услуги по сушке зерна соседним предприятиям-изготовителям с предоставлением сушки по месту требования, а не наоборот, и тем самым получать дополнительную прибыль; 5. Стать в условиях рынка хозяином своего труда.