Міні-завод для виробництва насіння кукурудзи

Міні-завод для виробництва насіння кукурудзи

/ Механізація АПК / Понеділок, 08 січня 2018 09:13

Проведення післязбиральної обробки у господарстві економічно вигідне та технологічно ефективне, якщо встановлено сучасний міні-завод із виробництва посівного матеріалу кукурудзи.

Особливо актуальним стало отримання високоякісного посівного матеріалу кукурудзи у зв’язку з переміщенням товарного зерновиробництва та насінництва культури до Лісостепу і Полісся. У господарствах цих зон практично відсутня матеріально-технічна база для проведення післязбиральної обробки власного насіння кукурудзи. Інститутом розроблено проект міні-заводу та технологію післязбиральної обробки й отримання високоякісного насіння загальною потужністю до 150 т за сезон. В умовах міні-заводу можна обробляти насіння добазових і базових категорій, а також батьківських форм гібридів і нових гібридів, які потребують збереження високої сортової чистоти та своєї потенційної продуктивності. Міні-завод включає лінію приймання-обробки вологих качанів кукурудзи, сушарку з теплогенератором, кукурудзомолотарку та лінію очищення-сортування-пакування готової продукції.

 

Стан та розвиток техніки і технологій післязбиральної обробки насіння кукурудзи

В Україні свого часу було створено систему вирощування та післязбиральної обробки насіння кукурудзи, яка включала мережу насінницьких господарств і кукурудзообробних заводів, котрі організаційно й технологічно пов’язані між собою таким чином, що господарства вирощують насіннєвий матеріал, а з нього на заводі готують насіння для сівби. Особливістю системи був її централізований характер, який відповідав чинному економічному механізму країни. Система принципово не змінювалась і діяла протягом тривалого часу, починаючи із 1955–1956 рр., з моменту будівництва перших кукурудзообробних заводів.

Однак на різних етапах у системі проводились певні функціональні зміни, які пов’язувались з особливостями насінництва кукурудзи та вимогами до якості насіння. Насамперед було перенесено від заводів до господарств операцію, пов’язану із підготовкою качанів до обробки (доочищення від обгорток і сортування за типовістю). Необхідність такого рішення обґрунтовувалась тим, що в умовах нестабільного надходження кукурудзи на заводах накопичувались значні об’єми, і зростав термін зберігання необроблених качанів, що призводило до зниження виходу і погіршення якості насіння.

Інша проблема стосувалась обробки і підготовки насіння батьківських форм гібридів, які вимагали дещо іншої технології, порівняно із насінням сортовим та першого покоління гібридів. У зв’язку з цим було розпочато будівництво і створення окремої матеріально-технічної бази для обробки батьківських форм у вигляді заводів зменшеної потужності. Однак необхідної кількості таких заводів збудовано не було, до того ж їх технічний рівень був досить низьким і не забезпечував підготовку насіння з високими посівними і сортовими якостями.

Загальним недоліком централізованої системи була відсутність спільних інтересів між насінницьким господарством і кукурудзообробним заводом. Метою господарства було тільки вирощування насіннєвого матеріалу, за що він міг лише отримати у порядку заохочення комбікорми. Завод вважав за потрібне лише переробити поставлений насіннєвий матеріал, тобто питання якості насіння як готового продукту не акцентувалось.

Слід також відмітити, що кукурудзообробні заводи у більшій кількості не вважались за окремі підприємства, оскільки входили, як правило, до складу елеваторів чи хлібоприймальних підприємств. Основним завданням елеваторів і підприємств було заготівля і переміщення зерна продовольчо-кормової і технічної групи, тобто підготовка насіння кукурудзи розглядалась другорядним питанням.

17 360 69 1

Все ж попри відмічене в Україні функціонувала досить потужна матеріально-технічна база, завдяки чому насіння гібридів і сортів кукурудзи постачалось у різні країни, у тому числі зарубіжні. Загальна кількість кукурудзообробних заводів станом на початок 1993 р. сягала 97 одиниць потужністю близько 300 тис. т відкаліброваного насіння. Із загальної кількості більшу частину становили заводи проектною потужністю 1,5 тис. т за сезон. Найбільша сушильна та калібрувальна потужність була сконцентрована в Одеській, Дніпропетровській, Вінницькій, Полтавській і Черкаській областях.

У процесі експлуатації проводилась деяка техніко-технологічна модернізація кукурудзообробних заводів — встановлювались більш потужні вентилятори для сушіння, нові молотарки для обмолоту і машини для очищення насіння. До технологічних інновацій належали способи сушіння із рециркуляцією і реверсуванням теплоносія, схеми сепарування зі скороченням числа посівних фракцій. Однак основною метою модернізації була інтенсифікація виробництва та енергозбереження, питання підвищення якості продукції знову залишалось поза увагою.

Одночасно з існуванням централізованої системи створювалась також певна матеріально-технічна база для підготовки насіння кукурудзи в господарствах. Вона включала різні сушарки, насіннєочисні лінії та інше обладнання, на яких насіннєвий матеріал доводили до посівних кондицій. Особливого розвитку база набула завдяки розробленню в Інституті зернових культур НААН механізованої лінії із камерною кукурудзосушаркою, які були збудовані в багатьох господарствах України, Білорусі, РФ. Це була важлива техніко-технологічна інновація, яка дозволяла в умовах насінницького господарства поєднати технології вирощування й післязбиральної обробки насіннєвого матеріалу з єдиною метою — отримання високоякісного насіння передусім гібридів, які користувались значним попитом. Виробництво власного насіння також давало можливість різко поліпшити економіку господарства, підвищити рівень конкуренції у системі насінництва кукурудзи.

 

Техніко-технологічна характеристика міні-заводу

Досвід свідчить, що для обробки добазового і базового насіння та батьківських форм гібридів кукурудзи потрібна нетипова матеріально-технічна база з відносно невеликою потужністю і можливістю застосування індивідуальної технологічної схеми. Вона повинна відповідати таким вимогам і забезпечувати:

- помірний («м’який») тепловий режим сушіння залежно від термостійкості різних батьківських компонентів;
- гнучку схему очищення-сортування-калібрування залежно від фракційного складу насіння;
- високу сортову чистоту, виключаючи будь-яке засмічення, тому обов’язкове повне і зручне зачищення технологічних ліній при зміні об’єкта обробки;
- приймання й обробку відносно невеликих партій насіння, але в значному асортименті.


З урахуванням відмічених вимог розроблено проект міні-заводу, який включає матеріально-технічну базу і технології, розраховані на обробку того обсягу насіння, який може вирощуватись і оброблятись у насінницькому господарстві чи на дослідній станції — це батьківські компоненти гібридів, добазове й базове насіння, а також відносно невеликі партії гібридів першого покоління. Основною метою міні-заводу було виробництво високоякісного насіння та скорочення енерговитрат на його обробці, насамперед у зонах насінництва кукурудзи, неохоплених діяльністю заводу.

Припускалось також, що за допомогою міні-заводу можна вирішувати наступні актуальні організаційно-економічні завдання, які постають у галузі насінництва кукурудзи:

- оптимізувати об’єми вирощування, збирання й обробки насіння кукурудзи за рахунок зосередження у межах одного господарства (підприємства);
- організувати збирання і сушіння вологої кукурудзи у потоці, без накопичення і проміжного зберігання качанів, що дозволяє суттєво збільшувати вихід високоякісного насіння;
- застосовувати індивідуальні режими післязбиральної обробки різних форм кукурудзи, досягаючи таким чином високої сортової і посівної якості насіння;
- зменшувати об’єми перевезення і витрати, пов’язані з транспортуванням урожаю качанів;
- створювати матеріально-технічну базу для обробки і сушіння насіння кукурудзи в регіонах насінництва, які не мають спеціальних кукурудзообробних заводів або ж є нерентабельними для їх функціонування.


Згідно з призначенням міні-завод перш за все комплектується технікою, яка забезпечує виконання найбільш важливих технологічних операцій у потоці. Сюди відносяться сушарка та обладнання для підготовки й обмолоту качанів, а також очищення насіння.

Згідно з проектом міні-завод має забезпечувати на сушінні основні техніко-технологічні й експлуатаційно-економічні показники (табл. 1). Найбільш важливим показником є сезонна потужність, яка визначається за об’ємом прийнятої вологої кукурудзи і становить у межах 300–400 т качанів. Для визначення виходу готової продукції (насіння) необхідно враховувати вологість зерна і вміст стрижнів у качанах до і після сушіння, ступінь їх очищення, відхід на стадіях очищення-сортування-калібрування насіння. У більшості випадків вихід готової продукції коливається у межах 35–45% від качанів.

Таблиця 1. Техніко-технологічні показники кукурудзосушарки у складі міні-заводу

17 360 67 2

Виходячи з проектної потужності сушарки, встановлюється максимальне навантаження на стадіях, приймання і доробки качанів, сушіння, обмолоту й очищення зерна, які є основними (табл. 2).

Таблиця 2. Потужність обладнання основних технологічних процесів на кукурудзообробному міні-заводі

17 360 67 3

Об’єм качанів на прийманні і доробці (доочищення від обгорток і сортування за типовістю) має становити в межах 315–415 т, залежно від вологості, після доробки — 300–400 т. Після сушіння і видалення вологи з качанів їх об’єм зменшується до 215–250 т, виходячи із початкової вологості зерна 35%. Після обмолоту і первинного очищення об’єм зерна може дорівнювати 130–150 т. У подальшому зерно підлягає очищенню-сортуванню із виділенням посівних фракцій залежно від крупності і вирівняності зернівки кукурудзи.

Розрахунковий період роботи сушарки дорівнює 45 діб, з них 30–35 припадає на активну роботу (приймання, доробка і сушіння качанів, обмолот і очищення зерна) та 10–15 — на технологічну призупинку (зачищення обладнання, профілактика). Фактично період може коливатись залежно від вологості зерна кукурудзи, стану качанів, ступеня смітності зернової маси.

Міні-завод спроектований на модульній основі з можливістю нарощення потужності і числа технологічний операцій. Передбачено три схеми його будування і комплектації: базова, скорочена і повна (табл. 3).

Таблиця 3. Проектні схеми міні-заводу для обробки і підготовки насіння кукурудзи

17 360 68 1

Базова включає технологічні операції приймання і доробки качанів, їх сушіння й обмолот, первинне очищення зерна. Доробка качанів виконується в механізованому режимі за допомогою качаноочисника і сортувального стола, на якому видаляються нетипові качани і недоочищені. При такій схемі обробка виконується у потоці зі збиранням: від операції приймання качанів до первинного очищення зерна, тобто скорочується або ж повністю виключається будь-яке зберігання вологої кукурудзи на майданчиках. Крім того, зменшуються капітальні витрати на заключну доробку насіння, оскільки для цього використовується наявне обладнання — зерносепаратори, протруювачі, транспорт для зерна.

Скорочена — мінімально допустима за технологією схема, яка включає обладнання для сушіння й обмолоту качанів. Дозволяє при найменших витратах висушувати вологі качани й отримувати сухе зерно. Проте зростає об’єм ручної праці для доробки качанів, порушується збирання і обробка кукурудзи в потоці. При такій схемі вологі качани накопичуються на майданчиках, вручну доочищуються-сортуються і поступово обробляються у сушарці.

Повна включає операції, необхідні для отримання готової продукції і її реалізації, є найбільш фінансово витратною. При повній схемі до комплектації міні-заводу входять лінії приймання і сушіння качанів та очищення-сортування, на яких насіння доводиться до вимог посівного стандарту.

Практика експлуатації збудованих перших міні-заводів показувала, що найбільш технологічно й економічно доцільною схемою була базова, яка давала можливість вести збирання й обробку кукурудзи в потоці в оптимальні строки, а доробку насіння до норм готової продукції виконувати на наявному обладнанні. Але у сучасних умовах, у зв’язку із посиленими вимогами до якості насіння, у тому числі міжнародними нормами до сортової чистоти, більш ефективним є міні-завод, який забезпечує повну технологічну схему післязбиральної обробки.

Принципова техніко-технологічна схема у базовому варіанті передбачає наступний порядок операцій з обробки насіння кукурудзи (рис. 1). На прийманні: вологі качани завантажують у бункер приймальний 1, з нього конвеєром 2 подають на качаноочисник 3 для до­очистки від обгорток, далі конвеєром 4 спрямовують на стіл сортувальний 5 із робочими місцями 6 для відбору нетипових і пошкоджених качанів. При цьому порядок обробки качанів може бути різним, залежно від їх стану — при значному недоочищенні всі качани проходять через качаноочисник, при незначному лише частково, у режимі їх відбору і повернення зі столу сортувального.

Рис. 1. Принципова техніко-технологічна схема лінії міні-заводу для обробки і сушіння насіння кукурудзи

17 360 68 3

1 — бункер приймальний; 2, 4, 7, 18 — конвеєр похилий скребковий; 3 — качаноочисник; 5 — конвеєр-стіл сортувальний; 6 — місця робочих на сортуванні качанів; 8, 9, 16, 21, 22 — конвеєр стрічковий безроликовий; 10 — сушарка камерна; 11 — конвеєр-розподілювач; 12 — люки завантажувальні; 13 — агрегат тепловентиляційний; 14 — жолоб для самообрушеного зерна; 15, 17, 23 — візок тракторний для накопичення стрижнів, обгорток, самообрушеного зерна; 19 — молотарка качанів; 20 — машина зерноочисна.

 

На сушінні: підготовлені качани конвеєром 7 і 11 завантажують у сушарку 10 через люки верхні 12, після заповнення камери включають тепловентилятор 13. По закінченню сушіння сухі качани за допомогою конвеєрів 8, 9, 16 подають на обмолот. У процесі завантаження сушарки передбачено відбір самовимолоченого зерна з маси качанів за допомогою конвеєра 11 і жолобу 14.

На обмолоті й очищенні зерна: качани конвеєром 22 подають на молотарку 19, після неї зерно конвеєром 21 спрямовують на машину зерноочисну 20, а стрижні конвеєром 18 у накопичувальний візок 17. Від зерноочисної машини зерно відвозять за допомогою автотранспорту на зберігання або ж на подальше сортування-калібрування.

Основною частиною міні-заводу є сушарка камерного типу з тепловентиляційним агрегатом. Загальна місткість двокамерної сушарки становить 60–80 т качанів, однієї камери — 30–40 т, залежно від вологості, можлива зміна числа камер і місткості. Режим сушіння має забезпечувати температуру теплоносія у межах 35–50°С, об’єм його — 600–1000 м³/ год. на 1 т качанів.

Важливим економічним показником сушіння є витрата енергоресурсів, перш за все палива. З метою енергозбереження сушарка комплектується новим теплогенератором, який працює на рослинному матеріалі, у нашому варіанті на стрижнях кукурудзи. Таким чином, забезпечується завершення технологічного циклу — спочатку качани висушуються, обмолочуються, а потім сухі стрижні використовуються для спалювання у теплогенераторі й отримання теплоносія для сушіння.

Для сушарки рекомендується теплогенератор прямої системи спалювання стрижнів, який має коефіцієнт корисної дії не менше 90%. Він пройшов у 2015–2016 рр. випробовування в Інституті і забезпечив сушіння насіння гібридів кукурудзи та їх батьківських компонентів на стрижнях, отриманих після обмолоту качанів. Газоподібне паливо для сушіння не використовувалось зовсім.

 

Лінія очищення-сортування зерна

Наступною основною частиною комплексу є лінія очищення-сортування, яка складена з машин ПАТ «Хорольський механічний завод». Вона спроектована з урахуванням особливостей сепарування найбільш цінних категорій насіння зернових культур — добазового, базового, гібридного. До складу лінії входять зерносепаратори різної дії — ситові, аеродинамічні, гравітаційні, які обробляють насіннєвий матеріал за комплексом ознак просіювання (табл. 4). Сепарування розпочинається на горизонтальних ситах, далі виділене основне насіння обробляється в аспіраційному каналі і доробляється за необхідності на гравітаційній поверхні. Гравітаційну обробку проводять для вилучення домішок, які мають однаковий лінійний розмір з основним зерном, але іншу масу 1000 зерен чи питому масу. За допомогою гравітаційної обробки можна відібрати насіння неповноцінне — травмоване, уражене хворобами і шкідниками, недостигле.

Таблиця 4. Техніко-технологічна характеристика лінії для очищення-сортування-збагачення посівного матеріалу

17 360 69 2

До переваг лінії належить м’яка обробка насіння, виключення будь-якого механічного травмування. Насіння у лінії переміщується за допомогою тихохідних норій та полімерних еластичних зернопроводів.

Лінія монтується й експлуатується у закритому приміщенні, оскільки у процесі очищення передбачено пиловловлювання. Для цього аспіратор обладнаний закритим контуром очищення, а вентилятор пневмостолу забезпечує повне видалення пилу із приміщення.

Обладнання та машини, які входять до складу лінії, мають високий рівень енергоекономії — встановлена потужність не перевищує 23 кВт. Лінію обслуговує 1 оператор та 4 робочих у разі пакування продукції й укладання мішків. За період 2014–2016 рр. не виявлено значних порушень у роботі машин, їх обслуговування включало лише потокове регулювання, заміну сит та зачищення при обробці іншої культури.

 

Микола КИРПАдоктор с.-г. наук, завідувач лабораторією методів збереження та стандартизації зерна

ДУ Інститут зернових культур НААН України

1

 17 жовтня 2018
Чорноморський регіон, та, зокрема, Україна зберуть рекордний врожай зернової, прогнозують аналітики.
Чорноморський регіон, та, зокрема, Україна зберуть рекордний врожай зернової, прогнозують аналітики.
17 жовтня 2018
 17 жовтня 2018
Посіви озимої пшениці нині у гарному стані, запевняють фахівці.
Посіви озимої пшениці нині у гарному стані, запевняють фахівці.
17 жовтня 2018
 17 жовтня 2018
Експорт продукту бджільництва цього року впав на 40%.
Експорт продукту бджільництва цього року впав на 40%.
17 жовтня 2018
 17 жовтня 2018
За 15 років кількість компаній, що виготовляють органічний товар, зросла з 30 до 400, кажуть експерти олійного ринку.
За 15 років кількість компаній, що виготовляють органічний товар, зросла з 30 до 400, кажуть експерти олійного ринку.
17 жовтня 2018
 17 жовтня 2018
Увесь борщовий набір трохи «просів» в ціні.
Увесь борщовий набір трохи «просів» в ціні.
17 жовтня 2018

Please publish modules in offcanvas position.