Строительство фермерского элеватора: с чего начать?

Строительство фермерского элеватора: с чего начать?
Джерело фото: Elevatorist.com

Сегодня в активную фазу строительства элеваторов вступили фермеры. Этот материал — для них небольшая подсказка, на что нужно обратить внимание в первую очередь, чтобы потом не было «мучительно больно» при эксплуатации зернохранилища. Говорим о проекте, выборе правильных мощностей для элеваторного оборудования, об автоматизации и пылеподавлении.

Что такое фермерский элеватор?

Идея фермерского элеватора заключается в том, чтобы агропроизводитель мог хранить свое зерно в своем же хозяйстве. Фермеры хранят зерно либо в напольных складах, «доставшихся по наследству» от колхозов, либо в перестроенных под хранение коровниках или в построенных «с ноля» ангарах.

В последнее десятилетие в Украине значительно увеличивается урожайность. Поэтому фермерам приходится увеличивать свои мощности по хранению. И тут приходится выбирать: строить еще один ангар, складировать в «рукава», отвезти на соседний элеватор (если такой есть поблизости) или же всё-таки построить себе современное хранение. Если всё же строить свое, то с чего начать?

Строительство элеватора начинается с проекта

Проектирование — это не только получение необходимой разрешительной и проектно-строительной документации. Если вы правильно все продумаете, то уже на этапе проектирования сможете минимизировать стоимость своего элеватора без потери в функциональности, но с пониманием дальнейшего расширения. Кроме того, рациональный проект поможет сэкономить на бетонных работах, металлоконструкциях, электросетях.

Какой формат элеватора всё же выбрать для себя? Сколько тонн хранения, сколько силосов, какой ёмкости? Как их расположить? Какой производительности транспортеры и нории? Какой объем завальной ямы нужен? Как увязать существующий ЗАВ и/или зерносушилку с силосами?

Вопросов на самом деле много и ответы на них получают именно на стадии проработки задания на проектирование (или так называемого «предпроекта», т.е. разработки идеи элеватора до начала его детального проектирования).

При разработке технологического решения для элеватора следует учесть несколько основных моментов:

Какие культуры вы будете принимать, и какие из них вы будете сушить и хранить в емкостях для хранения (металлических силосах).

Какое максимальное количество тонн в день той или иной культуры вы будете принимать, дорабатывать и сушить, а также их сорность и влажность. Это определит производительность транспортного, зерноочистительного и зерносушильного оборудования.

Следует учесть подъездные пути для автотранспорта, а также наличие в непосредственной близости к будущему элеватору административных, жилых и технологических объектов, что может наложить определенные ограничения на расположение оборудования на вашем участке.

Для фермера, который будет хранить «своё и для себя», элеватор состоит из следующих узлов:

1. Узел приемки, чистки и сушки
2. Силосы для хранения зерна
3. Узел отгрузки на автотранспорт

Приемка и доработка зерна

Как было сказано ранее, для того, чтобы предусмотреть бесперебойную работу элеватора в режиме приемки, необходимо принять во внимание самые пиковые нагрузки в период уборки (т.е. максимальное количество тонн зерна, принимаемое в сутки) и длительность периода сбора урожая той или иной культуры.

Это значение определяет:

• требуемую емкость завальной ямы и оперативных емкостей перед зерносушилкой;
• производительность транспортеров и норий, работающих на приемку;
• производительность зерноочистительного оборудования.

Правильно подобранное оборудование позволит избежать простоев комбайнов и зерновозов и принять все зерно в период благоприятных погодных условий.

Завальная яма

Ее размер и ёмкость определяются видом автотранспорта, которым зерно доставляется на ток и количеством принимаемого зерна в рабочие сутки. Как правило, на фермерских элеваторах строят или переделывают существующие завальные ямы под проездные для приемки с автотранспорта с боковой разгрузкой.

Самые «популярные» емкости — 40-60 м³, но бывают и по 30 м³. Зерно из ямы забирается либо транспортером, либо самотеком в норию — в зависимости от конструктива ямы.

Транспортное оборудование

Производительность транспортного оборудования следует подбирать исходя из того, что номинальная производительность, как правило, рассчитываются по сухому чистому зерну (чаще всего пшенице), а в реальности мы принимаем зерно с разной степенью влажности и неочищенное. Поэтому на приемку зерна следует ставить транспортное оборудование несколько большей от номинальной производительности. Например, если вы хотите принимать зерно с общепринятой для среднего элеватора скоростью 100 т/ч, то на приемку влажного неочищенного зерна следует поставить транспортеры 120-130 т/ч.

При изучении ценовых предложений поставщиков на транспортное оборудование (цепные транспортеры (редлеры), нории) также следует обратить внимание на скорость цепи в транспортерах и скорость ленты в нориях.

Кроме того, головка нории и башмак должны быть футрованы, также как и выгрузной патрубок цепного транспортера. Материал футеровки — это, как правило, высокомолекулярный полиэтилен или абразивоустойчивая сталь.

Зерносушильное оборудование

Производительность зерносушильного оборудования у всех производителей также расчетная. Поэтому, чтобы сушилка при приемке зерна не оказалась у вас «узким местом», покупайте оборудование большей производительности.

Перед сушилкой рекомендуется поставить бункер-накопитель или ёмкость оперативного хранения влажного зерна. Как правило, это силос-хоппер (силос с конусным дном с углом 45 градусов). Его роль заключается в том, чтобы накопить зерно для бесперебойной работы сушилки и «выровнять» поток зерна, идущего на сушение.

Кроме того, с разных участков (полей) будет поступать зерно с разной влажностью, что скажется на равномерности производительности сушилки и, соответственно, скорости приемки. Наличие такого оперативного силоса желательно с емкостью, достаточной для обеспечения работы сушилки на сутки, в этом случае будет обязательным условием правильного технологического процесса.

Также следует помнить, что зерносушилка — это источник зерновой пыли. Поэтому наличие пылеулавливания на сушилке — это необходимость.

Какую зерносушилку выбрать?

Если говорить в общем, то для начала следует для себя решить, будете ли вы сушить зерно «в потоке», т.е. сушить одновременно с его приемкой на элеватор, либо для вашего хозяйства будет достаточно порционной сушилки. Выбор в данном случае будет зависеть от количества принимаемого зерна в сутки или за уборочный период. Посоветуйтесь на этот счет с опытным технологом-проектантом на стадии предпроекта.

На рынке в основном пользуются популярностью шахтные (в основном стационарные и поточные, но бывают и мобильные порционные), модульные (в основном стационарные и поточные), барабанные (в основном мобильные и порционные) и башенные (стационарные поточные) зерносушилки.

К плюсам шахтных зерносушилок следует отнести их универсальность — они сушат практически все выращиваемые у нас культуры. Кроме того большинство марок и моделей имеют высокую степень автоматизации.

Шахтный конструктив и автоматизация обеспечаивают высокое качество сушения. Практически все производители (не без исключения, однако) устанавливают на своих сушилках пылеулавливание, что практически всегда необходимо для обеспечения нормативов выброса пыли элеватором.

Модульные, барабанные и башенные сушилки, как правило, очень хорошо работают с пшеницей, кукурузой, но у них есть некоторые ограничения и риски при сушении масличных и мелкозернистых культур. Пылеулавливание в этих сушках отсутствует.

Важно решить для себя, на каком топливе будет работать сушилка. Все зависит от нескольких факторов, среди которых — требуемая производительность зерносушилки, доступность видов топлива и экономика сушения.

На тему экономичности сушения также написано много интересных статей, в которых среди прочего детально рассмотрена себестоимость сушения на разных видах топлива. Мы лишь скажем, что сушение зерна с использованием альтернативных видов топлива (биотоплива) может быть сопряжено с определенными нюансами.

Если вы сушите в потоке, то для достижения равномерной производительности вам важно выдерживать равномерность подачи агента сушения в сушильную камеру. При использовании биотоплива очень вероятны колебания температуры, связанные с качественными характеристиками топлива (влажность, равномерность подачи и т.д.).

Кроме того, при использовании биотоплива очень желательно, чтобы продукты горения не попадали напрямую в зерно. Для этого используют теплообменники, что увеличивает стоимость теплогенератора практически вдвое. Не забудьте также продумать источники биотоплива (хотя бы на ближайшие 3-5 лет) и предусмотреть место под склад для него.

Зерноочистительное оборудование

Перед подачей зерна на сушение оно обязательно должно пройти очистку скальпелятором: он отберет крупный и мелкий мусор и пыль. Это необходимо для безопасного и экономного сушения. После сушения обычно зерно доочищают сепаратором до нормативных показателей.

Сколько и каких силосов нужно?

Как правило, на длительное хранение закладывают кукурузу, семена подсолнечника, реже сою или рапс. Каждый хозяин знает, сколько гектар у него будет под кукурузу, сколько под пшеницу и подсолнечник или другие культуры. Зная среднюю урожайность по кукурузе за последние 5 лет, можно посчитать требуемые объемы силосного хранения. Нужно при этом не забыть сделать поправку на планируемое расширение земельного банка и увеличение урожайности.

К примеру, если в среднем под кукурузой у хозяйства находятся 800 га земли, при средней урожайности 75 ц/га, имеет смысл рассмотреть емкость элеватора под хранение кукурузы в размере 8 000 т, с учетом возможного будущего увеличения урожайности и/или площадей под кукурузу.

Почему не 6 000? Можно же на данном этапе сэкономить! Дело в том, что разница в стоимости элеватора на 8 000 т и на 6 000 т будет относительно незначительная, а «прирост» ёмкости у нас — более 30%. Часто используют такое понятие, как стоимость элеватора на 1 тонну хранения. Так вот, стоимость на 1 т хранения элеватора на 8 000 т ниже, чем на 6 000 т.

Сколько силосов лучше поставить? Один на 10 тыс. т или 3 по 3,3 тыс. т?

Ответ на этот вопрос определяется тем, какие культуры и в каком количестве вы будете хранить. И будете ли хранить только свое, или еще и докупать у соседей? Практика показывает, что самый оптимальный формат элеватора в нашем примере будет 3 силоса по 3 300 тонн каждый. Кроме очевидной гибкости в приемке, хранении и отгрузке, такой элеватор можно построить поэтапно. Например, начав с узла приемки-сушки и одного-двух силосов с дальнейшим расширением. Это позволит распределить инвестиционную нагрузку более равномерно на 2-3 года. При этом, с точки зрения затрат и оформления проектной и разрешительной документации мы рекомендуем сделать проект на весь элеватор целиком, включая стадии перспективного развития.

При выборе силосов следует обратить внимание на несколько моментов.

Поскольку элеватор — это в первую очередь сооружение, его проектирование и строительство (и соответственно, подбор технических параметров силосов) регламентируется строительными нормами (ДБН). В части силосов — ДБН регламентирует разные ветровые и снеговые нагрузки для разных регионов страны.

Силосы изготавливаются из оцинкованной стали. Цинковое покрытие защищает конструкцию от коррозии и продлевает срок эксплуатации. Цинковое покрытие (иногда можно встретить термин «гальванизация») определяется толщиной — это граммы цинка на 1 м² поверхности.

Например, 350 г/м² означает, что на 1 м² листа с обеих сторон нанесено суммарно 350 г цинка. Сейчас на рынке предлагаются силосы как украинского, так и иностранного производства с цинковым покрытием 270 г/м², 350 г/м², 450 г/м² и 600 г/м². Существуют различные мнения, но на практике приемлемым считается покрытие 350 г/м² и выше.

Следующее, на что надо обратить внимание, подбирая силос, — это аэрация. Признанный в Америке (на родине металлических емкостей) стандарт аэрации — 4,8 м³ воздуха в час на 1 м³ емкости силоса. Именно аэрация помогает сохранять зерно в требуемой кондиции и помогает избавиться от самосогревания зерна и последующей его порчи. Если будете хранить в силосах рапс, нужно обязательно это указать при подборе оборудования: для мелкозернистых культур в силосе предусмотрены специальные аэрационные решетки пола.

Производительность зачистного шнека в силосах фермерского элеватора обычно не превышает 50 т/ч. Он служит для выгрузки остающегося в силосе зерна, а это приблизительно 1/4 емкости силоса.

Также поинтересуйтесь у производителей силосов насчет гарантии на их продукцию. Как правило, гарантия составляет 1-5 лет. Но и это правило не без исключения: компания AGI-Frame производит силосы с гарантией конструктивной прочности 10 лет.

Следующий этап прохождения зерна через элеватор — это его отгрузка на автомобиль. Как правило, для выгрузки из силосов используют транспортеры до 100 т/ч.

В части выгрузки силосов на автомобили следует упомянуть еще одну опцию, предлагаемую производителями силосов — боковая выгрузка из силоса прямым самотеком. Таким образом, можно будет сэкономить на эксплуатации транспортного оборудования, выгрузив 1/3 силоса. Стоимость силоса при этом будет несколько выше.

AGI Frame предлагает готовые решения для отгрузки зерна на автомобили. В комплект входят ёмкости с конусным дном диаметром 4.5 м (вместимостью от 57 м³ до 135 м³), оцинкованные металлические конструкции, датчиками уровня, ручными или электическими задвижками, лестницами и площадками.

Автоматизация элеватора

Не следует забывать об автоматизации вашего элеватора. Автоматизация фермерского элеватора зависит от его размера и организации технологических процессов.  Она предусматривает наблюдение за режимом хранения зерна и включение и выключение аэрации в силосных банках, централизованное управление зернотранспортным оборудованием, загрузкой и выгрузкой силосов, управление узлом приемки, сушки и чистки, автоматическое отключение оборудования в случае внештатных ситуаций. Правильно продуманная на этапе проектирования автоматизация с подбором качественных комплектующих обеспечит безопасную эксплуатацию всего элеватора.

Строительно-монтажные работы

Кроме правильного проектирования и подбора оборудования для элеватора очень важно также качество строительно-монтажных работ. Хотя при проектировании детально рассчитываются все бетонные и металлические конструкции согласно нормам и правилам, само выполнение строительных работ должно быть также на высоте. Особенно в части выполнения фундаментных работ, монтажа и пусконаладки оборудования.

В то время, как многие хозяйства выполняют часть работ самостоятельно (как правило, это простые работы, например, некоторые земляные работы или, иногда, строительство завальной ямы), строительство фундаментов, изготовление и монтаж основных металлоконструкций и монтаж оборудования должны проводить специализированные компании, с опытом работы, укомплектованным инженерным и рабочим штатом и желательно под присмотром шеф-монтажника от производителя оборудования.

Юрий Дмитренко, руководитель направления фермерского оборудования компании «AGI»