Инновации бизнесу. Проект хранилища с функцией просушивания зерна.

ПОДРОБНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Заявку на получение дополнительной информации по этому проекту можно заполнить здесь.

Наименование инновационного проекта

Проект хранилища с функцией просушивания зерна.

Рекомендуемая область пременения

Проектирование в области агроиндустриального строительства.

Назначение, цели и задачи проекта

Проект предназначен дляприменения в конструкциях стен хранилищ для просушивания и эффективного хранения зерна с применением активной вентиляции (газации) сыпучего материала.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

Сохранение и рациональное использование всего выращенного урожая, получение максимума изделий из сырья сегодня является одной из основных государственных задач.

Продукты питания, вырабатываемые из зерна злаковых растений (печеный хлеб, крупа, макаронные и другие изделия из муки), являются составной частью пищи человека. Огромное значение в жизни человека имеют зерна и семена злаковых растений. Исследование мирового потребления продовольствия показывает, что около 50% белков, 70% углеводов и 15% жиров приходится на долю зерна и семян. Кроме того, они являются необходимым концентрированным кормовым средством и, в некоторой степени, техническим сырьем.

В связи с сезонностью зернового производства возникает необходимость хранения в нашей стране запасов зерна для их использования на различные нужды в течение года и более. Многовековой опыт показывает, что сохранение человеком зерновых запасов – большое и сложное дело. Несмотря на недостаток зерна и зерновых продуктов, еще значительная часть их в период хранения гибнет и не доходит до удовлетворения нужд человека.

Эти потери зерна при хранении могут свести на нет все достижения сельскохозяйственного производства, направленные на повышение урожайности зерновых культур и рост валовых сборов зерна, обесценить труд, затраченный на выращивание и уборку урожая.

За период прошлых лет значительные изменения в технической базе хранения зерна произошли и в нашем хозяйстве. Значительно повысился удельный вес элеваторов и механизированных складов. Возросла степень механизации работ с зерном и зерновыми продуктами во всех звеньях народного хозяйства. Это позволило ввести в практику новые усовершенствованные технологические приемы, обеспечивающие сокращение потерь зерна и снижение издержек при его хранении.

Зерно представляет собой живой организм, в котором протекают разнообразные жизненные процессы. Интенсивность их зависит от условий окружающей среды. Если последние благоприятствуют активному обмену веществ в клетках зерна, то это неизбежно приводит к значительным потерям в его массе и может сопровождаться снижением качества. Значительные трудности при хранении зерновых продуктов возникают и в связи с тем, что, кроме человека, они имеют и других «потребителей».

Из этого следует, что в результате воздействия микроорганизмов, а также вредителей из мира насекомых происходят снижение качества и потери в массе продукта. При плохой организации хранения уничтожают и загрязняют грызуны и птицы. Специфические явления, протекающие в крупе и муке при хранении, также изменяют их потребительские качества. Наконец, масса и свойства зерновых продуктов могут изменяться и вследствие их физических свойств.

Таким образом, исходя из природы хранимого зерна и возможных потерь, возникает необходимость защиты его активного воздействия факторов биотической среды, а также создание условий, препятствующих интенсивному обмену веществ в клетках зерна. Эту задачу можно успешно решить, лишь применяя соответствующие методы подготовки продуктов перед закладкой их на хранение и обеспечивая определенные условия хранения. Все это возможно осуществить лишь при наличии технической базы, т.е. хранилищ, оснащенных необходимым оборудованием и сооруженных с учетом свойств зерна.

Задачи, поставленные в области хранения зерновых продуктов, показывают, что организация их сохранности весьма многогранна. Мало иметь достаточно хороших хранилищ, использование последних должно сопровождаться применением современной технологии, обеспечивающей соответствующую подготовку зерновых продуктов перед закладкой их на хранение и перед отпуском потребителю.

Кроме того, природа самих продуктов хлебной группы вызывает необходимость организации систематического наблюдения за каждой партией в течение всего периода хранения. Любая вспышка биологических процессов в зерне во время его хранения также приводит к необходимости срочного применения тех или иных технологических приемов.

К зернохранилищам – местам организованного и рационального хранения зерновых масс – предъявляется много разносторонних требований – технических, технологических, эксплуатационных и экономических. Все они направлены на то, чтобы в зернохранилище можно было обеспечить сохранность зерновых партий с минимальными потерями в массе, без потерь в качестве и с наименьшими издержками при хранении.

Любое зернохранилище должно быть достаточно прочным и устойчивым, т.е. выдерживать давление зерновой массы на пол и стены, давление ветра и неблагоприятные воздействия атмосферы. Оно должно также предохранять зерновую массу от неблагоприятных атмосферных воздействий и грунтовых вод; для этого кровля, окна и двери должны быть устроены так, чтобы исключалась возможность проникновения в зерновую массу атмосферных осадков, а стены и пол изолированы от проникновения через них грунтовых и поверхностных вод.

Чрезвычайно важным требованием, предъявляемым к зерноскладам и элеваторам, является надежность защиты в них зерновых масс от грызунов и птиц, а также вредителей из мира насекомых и клещей. Зерносклады должны быть удобными для проведения мероприятий по обеззараживанию составляющих его конструктивных элементов, вместимостей и находящихся в них зерновых масс.

Во всех зернохранилищах должны быть предусмотрены мероприятия по борьбе с пылью. Зернохранилища должны быть сооружены из камня, кирпича, железобетона, металла и др. Выбор строительного материала зависит от местных условий, целевого назначения хранилища (для длительного или кратковременного хранения зерна) и экономических соображений. Правильно построенные зернохранилища из кирпича и железобетона позволяют также избежать резко выраженных явлений термовлагопроводности в зерновой массе.

В нашем хозяйстве основными типами зернохранилищ являются одноэтажные склады с горизонтальными или наклонными полами и элеваторы из сборного железобетона. Практика показала, что наилучшие технологические результаты и экономическую эффективность получают при совместной эксплуатации этих типов хранилищ.

Преимущества хорошо построенных элеваторов перед складами состоит в следующем: достигается полная и высокопроизводительная механизация работ с зерновыми массами, облегчается проведение всех мероприятий, обеспечивающих сохранность и оздоровление зерновых масс, исключается возможность истребления зерна грызунами и птицами, упрощается борьба с насекомыми и клещами, обеспечивается значительная зерновых масс от воздействия внешней среды (колебания температуры, осадки, грунтовые воды и т.п.), для элеватора требуется значительно меньшая площадь, что позволяет более компактно на сравнительно небольшой территории, соединенной с путями сообщения, разместить все сооружения хлебоприемного или зерноперерабатывающего предприятия. Основной недостаток современных силосных элеваторов в том, что их нельзя использовать для продолжительного хранения зерновой массы любого состояния и назначения. В силосах может быть обеспечено надежное хранение партий зерна только сухого и средней сухости. Влажное и сырое зерно легко подвергается слеживанию и самосогреванию, если вовремя не принять мер для охлаждения при малейших признаках самосогревания или плесневения, обнаруженных в результате регулярного и тщательного контроля. Нельзя также в силосы элеватора загружать и зерновые массы, обладающие плохой сыпучестью. Кроме того, издержки при хранении зерновых масс (на 1т зерна) в элеваторе значительно больше, чем на складе. Поэтому элеватор как самостоятельное хранилище наиболее выгоден, когда он принимает, обрабатывает и отгружает большое количество зерна.

Элеваторы различают: заготовительные, строящиеся на хлебоприемных предприятиях; производственные – при мельничных, крупяных, комбикормовых заводах и других производствах; перевалочные – в морских и речных портах, на крупных ж\д станциях, необходимые для перегрузки и кратковременного хранения зерна; базисные – для накопления и хранения государственных запасов зерна.

Емкость различных типов современных элеваторов колеблется от 25 до 140-150 тысяч тонн. Емкости силосных элеваторных корпусов бывают от 7,7 до 25 тыс. т.

В нашем хозяйстве есть хлебоприемный элеватор ЛС-6-100 емкостью 12-24 тыс.т линейный, сборный с шестью нориями производительностью по 100 т\ч каждая. Он целиком возводится из сборных железобетонных элементов. Рабочее здание (башня) элеватора высотой 54,3 м, емкость силосных корпусов по 11,3 тыс. т каждый, емкость силосов в башне 6200 т, в т.ч. оперативные бункера – 800, силосы накопительные – 3930, для зерна, подлежащего сушке, - 1340 т. Размеры силосов в силосных корпусах и в башне в плане 33 м.

Партии зерна, подготовленные к хранению и не подлежащие отгрузке, размещают на хранение в склады, связанные транспортными коммуникациями с элеватором. Потребность в складах возникает также в связи с поступлением на хлебоприемные предприятия, часто одновременно, зерна и семян многих культур различного качества и состояния. В складах хранят и основную массу семенных фондов.

Наряду с этим необходимо ставить перед собой следующие задачи: сохранение зерновой массы и семян без потерь в массе или с минимальными потерями, хранение зерна без ухудшения его качества с соблюдением всех правил технологии хранения, повышение качества зерновых масс при хранении, сокращение затрат труда и средств на единицу массы хранящегося зерна при наилучшем сохранении его количества и качества, привлечение более квалифицированных и опытных работников, знающих свое дело – современный специалист по хранению зерна должен иметь разностороннюю подготовку как в области биологических, так и технических дисциплин.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Конструкция хранилища основана на бионическом принципе компоновки квазицилиндрических ячеек, объединенных в гексагональные структуры. Ячейки выполнены пересекающимися с образованием вертикальных каналов, которые могут быть использованы для активной вентиляции /газации/ и/или разгрузки сыпучего материала, что создает удобство для проведения обработки зерна, включающей технологические операции по его просушиванию. Стены ячеек выполнены из сборных объемных элементов, расположенных рядами по высоте с взаимным смещением, обеспечивающим перевязку стыков. Каждый объемный элемент с внешней стороны имеет форму цилиндрической поверхности в 5/6 длины окружности и снабжен расположенными с внутренней стороны пятью чечевицеобразными отверстиями, соответствующими по очертаниям конфигурации вертикальных каналов в плане. Торцы каждого объемного элемента в каждом ряду присоединены к внешней стороне смежного с ним элемента.

Техническое решение предназначено для использования в конструкциях стен хранилищ для сыпучих материалов.

Хранилище поясняется чертежом, где на рис.1 представлен план размещения сборных объемных стеновых элементов в четном ряду по высоте хранилища; на рис.2 – то же, в нечетном ряду; на рис. 3 –соединение объемного стенового элемента со смежным, план; на рис. 4 – объемный стеновой элемент, план.

Хранилище включает основные емкости 1 и расположенные вокруг него чечевицеобразные в плане дополнительные емкости 2, которые могут быть использованы в качестве вертикальных каналов для разгрузки или активной вентиляции (газации) сыпучего материала. Стенами 1 и 2 служат объемные элементы 3. Они содержат внутри плоскости 4 в форме дополнительных емкостей 2 и размещены горизонтальными рядами по высоте хранилища с взаимным смещением в четных и нечетных рядах, обеспечивающим перевязку вертикальных стыковых швов. Каждый объемный элемент 3 выполнен с пятью внутренними плоскостями 4 и внешней стенкой, имеющей в плане форму окружности в пределах 5/6 ее полной длины. По торцам и между внутренними полостями 4 объемный элемент 3 снабжен отверстиями 5 под болты 6. Торцы каждого объемного элемента 3 пристыкованы к внешней боковой поверхности одного и того же смежного элемента между его внутренними полостями 4. При этом каждый объемный элемент 3 разграничивает несколько основных емкостей 1.

Объемные стеновые элементы 3 выполняются из железобетона, металла и/ или других материалов. Монтаж конструкции сводится к поярусной установке элементов 3 и соединению их между собой болтами 6, пропущенными через отверстия 5, с последующим замоноличиванием стыков.

Объемные элементы выполняют из железобетона, металла и/или других материалов. Монтаж конструкции сводится к поярусной установке и соединению объемных элементов.

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

Техническое решение обеспечивает многофункциональные технологические возможности использования вертикальных каналов: при гексагональной компоновке цилиндрические ячейки выполнены пересекающимися с образованием вертикальных каналов и собраны из объемных элементов. Затраты материала на конструкцию стен снижаются на 20-30%.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

Указанная конструкция позволяет повысить сборность, жесткость и эксплуатационную надежность зернохранилища, снижается трудоемкости монтажа на 50-60%.

Новые потребительские свойства продукции

Снижение затрат на изготовление, улучшение эксплуатационных качеств, повышение надежности хранения зерна.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Согласно ГОСТ.

Стадия и уровень разработки

Предлагаемые инвестиции

0,040 млн. руб.

Рынки сбыта

•передача копий патентных материалов
•Россия
•страны СНГ.

Возможность и эффективность импортозамещения