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

 16 січня 2019
Основним постачальником свинини до України торік була Німеччина.
Основним постачальником свинини до України торік була Німеччина.
16 січня 2019
 16 січня 2019
Фермер Володимир Болотін вирощує екзотичні цитрусові у підземній теплиці.
Фермер Володимир Болотін вирощує екзотичні цитрусові у підземній теплиці.
16 січня 2019
 15 січня 2019
Перші аукціони «ProZorro» з продажу послуг з використанням вагонів зерновозів підвищили ставки оренди вагонів більш ніж в 4 рази.
Перші аукціони «ProZorro» з продажу послуг з використанням вагонів зерновозів підвищили ставки оренди вагонів більш ніж в 4 рази.
15 січня 2019
 15 січня 2019
6 березня у Києві відбудеться «Річковий Форум 2019».
6 березня у Києві відбудеться «Річковий Форум 2019».
15 січня 2019
 15 січня 2019
12 січня було зареєстровано випадок африканської чуми свиней у Дніпропетровській області.
12 січня було зареєстровано випадок африканської чуми свиней у Дніпропетровській області.
15 січня 2019
 15 січня 2019
За 11 місяців 2018 року в Україні на 31% збільшилася реалізація переробленої рибної продукції. Причому ікри риби було вироблено більше, ніж солених оселедців.
За 11 місяців 2018 року в Україні на 31% збільшилася реалізація переробленої рибної продукції. Причому ікри риби було вироблено більше, ніж солених оселедців.
15 січня 2019

Please publish modules in offcanvas position.