Сушка зерна: технологии, оборудование и экономика процесса

Зерно после уборки имеет влажность от 16% до 30% в зависимости от культуры и погодных условий. Закладывать на хранение его в таком состоянии нельзя. При влажности выше критической зерно активно дышит, разогревается, поражается плесенью и теряет качество за несколько недель. Сушка снижает влажность до безопасных значений и позволяет сохранить урожай на месяцы и годы без потерь.

В России ежегодно убирается более 130 млн тонн зерна. Около 60-70% урожая требует сушки. При средней стоимости сушки 600-800 рублей на тонну, общие затраты отрасли на сушку превышают 50 млрд рублей в год. При этом правильно организованная сушка не только сохраняет зерно, но и повышает его класс, увеличивая выручку на 1500-3000 рублей с тонны.

В этой статье разберём физические процессы, происходящие при сушке зерна, типы зерносушильного оборудования, режимы сушки для разных культур, методы расчёта производительности и энергозатрат, экономику процесса и типичные ошибки, которые приводят к порче зерна и перерасходу энергии.

---

Физика процесса сушки: что происходит с зерном

Сушка зерна представляет собой процесс удаления избыточной влаги путём её испарения в окружающую среду. Влага находится в зерне в двух формах: свободная вода в межклеточных пространствах и связанная влага внутри клеточных структур. Первая испаряется легко, вторая требует значительно больше энергии.

Принцип массообмена

Для испарения влаги необходимо, чтобы парциальное давление водяного пара у поверхности зерна было выше, чем в окружающем воздухе. Этого добиваются двумя способами: нагревом зерна, что повышает давление пара у его поверхности, или понижением влажности воздуха, который контактирует с зерном.

Когда тёплый воздух проходит через слой зерна, он отдаёт зерну тепло и принимает от него влагу. Зерно нагревается, влага из его глубинных слоёв мигрирует к поверхности и испаряется. Воздух насыщается влагой и уносит её из зерновой массы. Скорость сушки зависит от разности влагосодержания зерна и воздуха, температуры сушильного агента, скорости его движения через зерновую массу и толщины слоя зерна.

Зоны сушки в зерновом слое

При продувке зерна нагретым воздухом в зерновой массе образуются три зоны. В первой зоне, через которую воздух только что прошёл, зерно прогрето и активно отдаёт влагу. Во второй зоне идёт интенсивное испарение, температура зерна близка к температуре мокрого термометра. В третьей зоне зерно ещё не прогрето, сушка не началась.

По мере продувки зоны смещаются по высоте слоя. Когда зона активной сушки достигает выхода из слоя, воздух начинает выходить насыщенным влагой, но недостаточно нагретым. Это сигнал о завершении цикла сушки для неподвижного слоя или о необходимости увеличения времени контакта для непрерывных сушилок.

Критическая температура зерна

Каждая культура имеет максимально допустимую температуру нагрева, превышение которой приводит к необратимому повреждению зерна. Для продовольственной пшеницы критическая температура составляет 55-60°C, для семенного зерна — 45-50°C, для кукурузы — 50-55°C. При перегреве происходит денатурация белков, разрушение клейковины у пшеницы, снижение всхожести у семян.

Температура сушильного агента может быть значительно выше критической температуры зерна. Например, воздух с температурой 120-150°C используется в шахтных сушилках для сушки продовольственного зерна. Зерно при этом не перегревается, так как испарение влаги с его поверхности интенсивно охлаждает его. Температура зерна стабилизируется на уровне температуры мокрого термометра, которая составляет 40-50°C при нормальной влажности воздуха.

Однако когда влажность зерна снижается до 14-15%, испарение замедляется, охлаждающий эффект уменьшается, и зерно начинает быстро нагреваться. Именно на этом этапе возникает риск перегрева. Поэтому в конце сушки необходимо либо снижать температуру сушильного агента, либо сокращать время контакта зерна с горячим воздухом.

Явление термовлагопроводности

Нагрев зерна вызывает не только испарение поверхностной влаги, но и перемещение влаги из центральных слоёв зерновки к периферии под действием температурного градиента. Это явление называется термовлагопроводностью. Оно ускоряет сушку, но создаёт напряжения в структуре зерна из-за неравномерного удаления влаги.

Если сушка ведётся слишком интенсивно, поверхностные слои зерна высыхают и затвердевают раньше, чем влага успевает выйти из центра. Образуется корка, которая препятствует дальнейшему влагоудалению. Зерно становится стекловидным снаружи и влажным внутри. При хранении такого зерна влага постепенно перераспределяется, и зерно отпотевает, создавая условия для развития плесени.

Чтобы избежать этого, применяют метод рециркуляции или отлёжки. После интенсивной сушки зерно выдерживают в бункере несколько часов без подачи тепла. За это время влага из центра зерновки мигрирует к поверхности, влажность выравнивается. Затем зерно снова пропускают через зону сушки, и процесс повторяется. Такой режим обеспечивает равномерную сушку без повреждения структуры зерна.

---

Типы зерносушильного оборудования

Зерносушилки классифицируются по нескольким признакам: по организации процесса, конструкции, способу нагрева, типу сушильного агента. Рассмотрим основные типы оборудования, их принцип работы, преимущества и ограничения.

Шахтные зерносушилки

Шахтные зерносушилки являются наиболее распространённым типом оборудования для сушки зерна на элеваторах и крупных хозяйствах. Они представляют собой вертикальную шахту прямоугольного или квадратного сечения высотой от 6 до 20 метров, внутри которой зерно медленно движется сверху вниз самотёком, проходя через зоны нагрева, сушки и охлаждения.

Принцип работы: Зерно загружается в верхнюю часть шахты через норийный элеватор. Оно равномерно распределяется по сечению шахты и начинает медленное движение вниз под действием силы тяжести. Скорость движения зерна регулируется выпускными заслонками в нижней части шахты. Типичная скорость составляет от 0,3 до 1,5 метров в час в зависимости от начальной влажности зерна и требуемой степени сушки.

Через зерновой слой поперечным потоком продувается нагретый воздух. Воздух подаётся вентиляторами в короба, расположенные по обеим сторонам шахты, проходит через перфорированные стенки коробов, пронизывает слой зерна и выходит через аналогичные короба с противоположной стороны. Толщина продуваемого слоя зерна составляет от 200 до 600 мм. За время прохождения через зону сушки зерно теряет от 2 до 6 процентных пунктов влажности в зависимости от режима.

После зоны сушки зерно поступает в зону охлаждения, где через него продувается атмосферный воздух. Охлаждение необходимо для предотвращения самосогревания зерна после выгрузки из сушилки. Зерно охлаждается до температуры, превышающей температуру наружного воздуха не более чем на 5-7°C. Охлаждённое зерно выгружается из шахты через шиберные затворы и выпускные шнеки.

Производительность: Современные шахтные зерносушилки ТЕХНИКОН имеют производительность от 5 до 50 тонн в час при снижении влажности на 6 процентных пунктов. Производительность обратно пропорциональна степени сушки. Если требуется снизить влажность на 12 пунктов, производительность сокращается вдвое.

Преимущества шахтных сушилок:

Непрерывный режим работы позволяет обрабатывать большие объёмы зерна без остановок на загрузку и выгрузку.

Равномерность сушки достигается за счёт постоянного перемешивания зерна при его движении вниз и равномерной продувки.

Возможность многократной рециркуляции зерна через сушилку для достижения требуемой влажности при бережной сушке семенного материала.

Компактность оборудования. Шахтная сушилка производительностью 20 тонн в час занимает площадь не более 50-60 квадратных метров.

Недостатки:

Высокая стоимость оборудования. Шахтная сушилка производительностью 20 тонн в час стоит от 8 до 15 млн рублей в зависимости от уровня автоматизации.

Необходимость строительства высокого здания для размещения шахты или установки шахты снаружи с защитой от атмосферных воздействий.

Чувствительность к неравномерности загрузки зерна по сечению шахты. Если зерно распределено неравномерно, образуются зоны с разной скоростью движения, что приводит к неравномерной сушке.

Применение: Шахтные сушилки оптимальны для крупных элеваторов, агрохолдингов, зерноперерабатывающих предприятий с объёмом сушки от 1000 тонн за сезон. Они эффективны для сушки пшеницы, ржи, ячменя, овса, кукурузы, рапса, подсолнечника.

Барабанные зерносушилки

Барабанные сушилки используются преимущественно для сушки кукурузы, риса и других культур, которые можно подвергать более интенсивному механическому воздействию. Они представляют собой вращающийся цилиндрический барабан, установленный под небольшим углом к горизонту.

Принцип работы: Зерно загружается в верхнюю часть барабана и медленно движется к нижней части за счёт вращения барабана и его наклона. Внутри барабана установлены лопасти, которые захватывают зерно, поднимают его и пересыпают, обеспечивая интенсивное перемешивание и контакт с сушильным агентом. Горячий воздух или топочные газы подаются в барабан и движутся навстречу зерну или по потоку.

Время пребывания зерна в барабане составляет от 30 до 60 минут. За это время зерно теряет от 4 до 10 процентных пунктов влажности. Высушенное зерно выгружается из нижнего конца барабана и направляется в бункер охлаждения.

Производительность: Барабанные сушилки имеют производительность от 3 до 30 тонн в час. Они менее производительны, чем шахтные сушилки тех же габаритов, но обеспечивают более глубокую сушку за один проход.

Преимущества:

Интенсивное перемешивание зерна исключает образование застойных зон и обеспечивает равномерную сушку.

Возможность использования топочных газов в качестве сушильного агента, что снижает энергозатраты.

Простота конструкции и обслуживания.

Недостатки:

Высокая степень травмирования зерна из-за интенсивного механического воздействия. Барабанные сушилки не подходят для семенного зерна и хрупких культур.

Большие габариты и масса оборудования. Барабанная сушилка производительностью 10 тонн в час весит около 15-20 тонн и требует прочного фундамента.

Высокая энергоёмкость из-за необходимости вращения тяжёлого барабана.

Применение: Барабанные сушилки применяются на кукурузообрабатывающих заводах, рисовых комплексах, предприятиях по переработке масличных культур. Они не рекомендуются для сушки пшеницы продовольственного назначения из-за риска повреждения клейковины.

Бункерные зерносушилки

Бункерные сушилки представляют собой стационарные или мобильные ёмкости, в которых зерно сушится неподвижным слоем путём продувки нагретым воздухом через перфорированный пол. Это самый простой и дешёвый способ сушки, но он требует значительного времени.

Принцип работы: Зерно загружается в бункер слоем от 1 до 3 метров. Под перфорированным полом бункера установлен вентилятор и теплогенератор. Нагретый воздух подаётся снизу, проходит через слой зерна, насыщается влагой и выходит в атмосферу через верхнюю часть бункера. По мере сушки нижних слоёв зона активного влагоудаления перемещается вверх.

Время сушки зависит от начальной влажности зерна, высоты слоя и мощности вентиляционной системы. Типичная продолжительность сушки составляет от 6 до 24 часов для снижения влажности пшеницы с 18% до 14% при высоте слоя 2 метра.

Производительность: Производительность бункерных сушилок определяется объёмом бункера и временем одного цикла. Бункер вместимостью 50 тонн при времени цикла 12 часов обеспечивает производительность около 100 тонн в сутки или 4 тонны в час.

Преимущества:

Низкая стоимость оборудования. Бункерная сушилка на 50 тонн стоит от 1,5 до 3 млн рублей, что в 3-4 раза дешевле шахтной сушилки той же производительности.

Бережная сушка без механического повреждения зерна. Бункерные сушилки идеальны для семенного материала.

Возможность использования существующих складских бункеров путём установки системы вентиляции.

Недостатки:

Неравномерность сушки по высоте слоя. Нижние слои высыхают быстрее, верхние медленнее. Требуется контроль влажности в разных точках.

Низкая производительность по сравнению с непрерывными сушилками.

Риск перегрева нижних слоёв зерна при длительной продувке горячим воздухом.

Применение: Бункерные сушилки применяются в небольших и средних хозяйствах с объёмом сушки до 3000-5000 тонн за сезон, для досушивания партий зерна, для сушки семенного материала в щадящем режиме.

Напольные сушилки

Напольные сушилки используются для сушки зерна, размещённого на специально подготовленных площадках с системой напольного вентилирования. Это наиболее экономичный, но и наиболее медленный способ сушки.

Принцип работы: На бетонированной площадке устанавливается система вентиляционных каналов, закрытых решётками или перфорированными листами. Зерно насыпается на площадку слоем от 1 до 2,5 метров. Под решётками установлены вентиляторы, которые подают нагретый или атмосферный воздух снизу вверх через слой зерна.

Напольные сушилки работают в двух режимах: активное вентилирование с подогревом воздуха для интенсивной сушки и пассивное вентилирование атмосферным воздухом для досушивания или консервации зерна повышенной влажности.

Производительность: Производительность напольных сушилок определяется площадью пола и временем сушки. Площадка размером 20 на 30 метров при высоте слоя зерна 2 метра вмещает около 600 тонн. При времени сушки 3-5 суток суточная производительность составляет 120-200 тонн.

Преимущества:

Минимальные капитальные затраты. Напольная сушилка на 600 тонн требует инвестиций около 3-5 млн рублей на строительство площадки и установку вентиляционного оборудования.

Возможность использования складских помещений без переоборудования.

Бережная сушка за счёт низких температур и медленного процесса.

Недостатки:

Очень низкая производительность. Не подходит для оперативной сушки больших объёмов зерна в сжатые сроки.

Неравномерность сушки. Зерно у поверхности высыхает медленнее, чем у пола.

Высокие трудозатраты на загрузку и выгрузку зерна.

Применение: Напольные сушилки используются в небольших хозяйствах, для досушивания партий зерна после предварительной сушки в шахтных сушилках, для консервации влажного зерна на период, пока не освободится основное сушильное оборудование.

---

Режимы сушки для разных культур

Каждая зерновая культура имеет специфические свойства, которые определяют оптимальный режим сушки. Режим включает температуру сушильного агента, скорость движения зерна через сушилку, необходимость рециркуляции и охлаждения. Неправильный режим приводит к перегреву зерна, снижению качества или неполному удалению влаги.

Сушка пшеницы

Пшеница является основной продовольственной культурой, и качество её сушки напрямую влияет на товарную ценность зерна. Главный показатель качества пшеницы — содержание и качество клейковины. При перегреве клейковина денатурирует, становится короткорвущейся, что переводит пшеницу в более низкий класс.

Режим сушки продовольственной пшеницы:

Температура сушильного агента составляет от 100 до 150°C в зависимости от начальной влажности зерна. Чем выше влажность, тем ниже должна быть температура на начальном этапе сушки.

Температура нагрева зерна не должна превышать 50-55°C для пшеницы 3 класса и 55-60°C для пшеницы 4-5 классов.

Степень снижения влажности за один проход через шахтную сушилку составляет от 4 до 6 процентных пунктов. При большем снижении возрастает риск неравномерной сушки.

Для семенной пшеницы температура сушильного агента снижается до 70-90°C, температура нагрева зерна не более 45°C, степень снижения влажности за проход не более 3-4 процентных пунктов. Семенное зерно часто сушат с применением рециркуляции для выравнивания влажности.

Типичный пример: Пшеница с начальной влажностью 20% и конечной 14%. Требуется снизить влажность на 6 пунктов. Используется шахтная сушилка с температурой агента 130°C. Зерно нагревается до 52°C, время прохождения через зону сушки 45 минут. После сушки зерно охлаждается до 25-30°C и направляется на хранение. Производительность сушилки 15 тонн в час.

Сушка кукурузы

Кукуруза часто убирается с влажностью 25-35%, что требует значительного снижения влажности до безопасного уровня 12-13%. Кукуруза более устойчива к механическому воздействию, чем пшеница, но имеет более плотную структуру зерна, что замедляет испарение влаги из внутренних слоёв.

Режим сушки кукурузы:

Температура сушильного агента может достигать 120-180°C для продовольственной кукурузы и 80-100°C для семенной.

Температура нагрева зерна не более 50-55°C для продовольственной кукурузы и не более 40-45°C для семенной.

Сушка ведётся в два-три этапа с промежуточной отлёжкой зерна для выравнивания влажности. После первого прохода зерно с влажностью 25-30% снижает влажность до 20-22%, затем выдерживается в бункере 4-6 часов, после чего проходит второй цикл сушки до 16-18%, снова отлёжка и третий цикл до 12-13%.

Типичный пример: Кукуруза с начальной влажностью 28% сушится до 13%. Первый проход через шахтную сушилку с температурой агента 150°C снижает влажность до 21%. Производительность 12 тонн в час. Зерно выдерживается в бункере 5 часов. Второй проход снижает влажность до 16%, третий — до 13%. Общее время процесса с учётом отлёжек составляет 12-14 часов. Суммарная производительность линии с учётом всех циклов 8-9 тонн в час.

Сушка подсолнечника

Подсолнечник имеет высокое содержание масла, которое легко окисляется при нагреве. Перегрев семян подсолнечника приводит к прогорклости масла, снижению его качества и выхода при отжиме. Семена подсолнечника имеют также тонкую оболочку, которая легко повреждается.

Режим сушки подсолнечника:

Температура сушильного агента не более 60-80°C для маслосемян и не более 40-45°C для семенного подсолнечника.

Температура нагрева семян не более 40-45°C для маслосемян и не более 35-40°C для семенного материала.

Степень снижения влажности за один проход не более 2-3 процентных пунктов.

Сушка ведётся с многократной рециркуляцией или в бункерных сушилках в щадящем режиме.

Типичный пример: Подсолнечник с влажностью 12% сушится до 7%. Используется шахтная сушилка с температурой агента 60°C. За один проход влажность снижается на 2 пункта до 10%. Второй проход снижает влажность до 8%, третий до 7%. Производительность каждого прохода 8 тонн в час. Общее время процесса с учётом трёх проходов составляет около 6-8 часов с учётом транспортировки зерна между циклами.

Сушка ячменя и овса

Ячмень и овёс используются как фуражные культуры и для производства пива и крупы. Пивоваренный ячмень требует особо бережной сушки для сохранения ферментативной активности зерна.

Режим сушки фуражного ячменя и овса:

Температура сушильного агента 100-130°C.

Температура нагрева зерна не более 55-60°C.

Степень снижения влажности за проход 4-6 процентных пунктов.

Режим сушки пивоваренного ячменя:

Температура сушильного агента 60-80°C.

Температура нагрева зерна не более 40-45°C.

Степень снижения влажности за проход 2-3 процентных пункта.

Обязательная рециркуляция для выравнивания влажности и сохранения всхожести.

---

Расчёт производительности и энергозатрат

Производительность зерносушилки и затраты энергии на сушку зависят от начальной и конечной влажности зерна, температуры и влажности наружного воздуха, типа сушилки и режима её работы. Рассмотрим методику расчёта этих параметров.

Расчёт производительности зерносушилки

Производительность зерносушилки определяется как масса зерна, высушенного за единицу времени. Для шахтных зерносушилок производительность зависит от скорости движения зерна через шахту, площади сечения шахты и насыпной плотности зерна.

Формула расчёта производительности:

П = S × V × ρ × K

где:
П — производительность сушилки, т/ч
S — площадь поперечного сечения зерновой колонны в шахте, м²
V — скорость движения зерна, м/ч
ρ — насыпная плотность зерна, т/м³
K — коэффициент заполнения сечения, обычно 0,85-0,90

Пример расчёта: Шахтная сушилка имеет две колонны размером 0,6 × 5 метров каждая. Площадь сечения одной колонны 3 м², обеих колонн 6 м². Скорость движения пшеницы 0,8 м/ч, насыпная плотность 0,75 т/м³, коэффициент заполнения 0,88.

П = 6 × 0,8 × 0,75 × 0,88 = 3,17 т/ч

Это производительность при снижении влажности на 1 процентный пункт. Если требуется снизить влажность на 6 пунктов, скорость движения зерна увеличивается в 6 раз, и производительность составит:

П = 3,17 × 6 = 19 т/ч

Расчёт количества испаряемой влаги

Для расчёта энергозатрат необходимо определить, какое количество воды нужно испарить из зерна. Количество испаряемой влаги зависит от начальной и конечной влажности и от массы зерна.

Формула расчёта массы испаряемой влаги:

W = M × (W₁ — W₂) / (100 — W₂)

где:
W — масса испаряемой влаги, кг
M — масса зерна до сушки, кг
W₁ — начальная влажность зерна, %
W₂ — конечная влажность зерна, %

Пример расчёта: Необходимо высушить 1000 кг пшеницы с влажностью 20% до влажности 14%.

W = 1000 × (20 — 14) / (100 — 14) = 1000 × 6 / 86 = 69,8 кг

Из одной тонны зерна нужно испарить почти 70 кг воды.

Расчёт энергозатрат на сушку

Энергозатраты на сушку складываются из затрат на нагрев зерна, испарение влаги, нагрев испаряемой влаги и потерь тепла в окружающую среду.

Упрощённая формула удельных энергозатрат:

E = (2500 + 300 × ΔW) × ΔW

где:
E — удельные энергозатраты, кДж на кг испаряемой влаги
ΔW — снижение влажности, процентных пунктов

Пример расчёта: Снижение влажности на 6 пунктов.

E = (2500 + 300 × 6) × 6 = (2500 + 1800) × 6 = 4300 × 6 = 25800 кДж на кг воды

Для сушки одной тонны пшеницы с 20% до 14% требуется испарить 70 кг воды. Общие энергозатраты:

25800 × 70 = 1806000 кДж = 1806 МДж = 502 кВт·ч

Это теоретический расход энергии. Реальный расход с учётом КПД теплогенератора и сушилки составит:

502 / 0,7 = 717 кВт·ч на тонну зерна при снижении влажности на 6 пунктов.

Расчёт стоимости сушки

Стоимость сушки складывается из затрат на топливо или электроэнергию, амортизации оборудования, оплаты труда операторов и вспомогательных расходов.

Затраты на энергию:

При использовании природного газа с теплотворной способностью 9,5 кВт·ч на кубический метр и КПД теплогенератора 85% расход газа составит:

717 / (9,5 × 0,85) = 88,8 м³ на тонну зерна

При цене газа 7 рублей за кубический метр затраты на топливо:

88,8 × 7 = 622 рубля на тонну

При использовании дизельного топлива с теплотворной способностью 10,3 кВт·ч на литр и КПД 80% расход составит:

717 / (10,3 × 0,80) = 87 литров на тонну

При цене дизтоплива 60 рублей за литр затраты:

87 × 60 = 5220 рублей на тонну (нереально дорого, дизель не используется)

При использовании электричества для нагрева воздуха расход электроэнергии 717 кВт·ч на тонну при тарифе 6 рублей за кВт·ч даёт затраты:

717 × 6 = 4302 рубля на тонну (слишком дорого)

Вывод: Наиболее экономичный способ сушки — использование природного газа. Стоимость энергии составляет около 600 рублей на тонну при снижении влажности на 6 пунктов.

Прочие затраты:

Амортизация оборудования: при стоимости шахтной сушилки производительностью 20 т/ч 12 млн рублей и сроке службы 15 лет годовая амортизация составит 800 тыс. рублей. При сезонной загрузке 5000 тонн это 160 рублей на тонну.

Оплата труда оператора: зарплата 80 тыс. рублей в месяц, два месяца активной работы, 160 тыс. рублей на сезон. При объёме 5000 тонн это 32 рубля на тонну.

Прочие расходы (обслуживание, ремонт, электроэнергия для вентиляторов и транспортёров): около 50 рублей на тонну.

Общая стоимость сушки: 600 + 160 + 32 + 50 = 842 рубля на тонну.

Для снижения влажности на 3 пункта стоимость составит примерно половину, около 420 рублей на тонну. Для снижения на 10 пунктов стоимость возрастёт до 1200-1400 рублей на тонну.

---

Экономика сушки: затраты против выгоды

Сушка зерна — это инвестиция, которая окупается за счёт сохранения качества зерна, предотвращения потерь и возможности реализации зерна по более высокой цене. Рассмотрим экономическую целесообразность сушки в разных сценариях.

Сценарий 1: Сушка пшеницы с 18% до 14%

Исходные данные:

Объём партии: 1000 тонн пшеницы 3 класса
Начальная влажность: 18%
Конечная влажность: 14%
Цена пшеницы с влажностью 14%: 18000 руб/т
Цена пшеницы с влажностью 18%: не принимается элеваторами или принимается со скидкой 2000 руб/т

Затраты на сушку:

Снижение влажности на 4 пункта требует энергозатрат около 500 кВт·ч на тонну. При стоимости энергии из газа 4 руб/кВт·ч это 500 × 4 / 10 = 200 руб/т на топливо. С учётом прочих затрат общая стоимость сушки 600 руб/т.

Затраты на сушку партии: 1000 × 600 = 600 тыс. руб.

Потери массы при сушке:

При снижении влажности с 18% до 14% масса зерна уменьшается. Масса воды в исходном зерне 180 кг на тонну, масса сухого вещества 820 кг. После сушки до 14% масса сухого вещества остаётся 820 кг, но теперь это 86% от общей массы. Общая масса после сушки:

820 / 0,86 = 953 кг

Потери массы: 1000 — 953 = 47 кг на тонну или 4,7%.

Из 1000 тонн влажного зерна получается 953 тонны сухого.

Выручка:

Без сушки: зерно принимается со скидкой 2000 руб/т. Выручка: 1000 × (18000 — 2000) = 16 млн руб.

С сушкой: зерно принимается по полной цене. Выручка: 953 × 18000 = 17,15 млн руб.

Чистая выгода от сушки:

17,15 — 16 — 0,6 = 0,55 млн руб или 550 тыс. руб на партию 1000 тонн.

Выгода на тонну влажного зерна: 550 руб/т.

Сценарий 2: Сушка кукурузы с 28% до 13%

Исходные данные:

Объём партии: 1000 тонн кукурузы
Начальная влажность: 28%
Конечная влажность: 13%
Цена кукурузы с влажностью 13%: 15000 руб/т
Кукуруза с влажностью 28% не принимается вообще

Затраты на сушку:

Снижение влажности на 15 пунктов требует энергозатрат около 1300 кВт·ч на тонну. Стоимость энергии около 1500 руб/т. С учётом прочих затрат общая стоимость сушки 1800 руб/т.

Затраты на сушку партии: 1000 × 1800 = 1,8 млн руб.

Потери массы при сушке:

Масса воды в исходном зерне 280 кг на тонну, масса сухого вещества 720 кг. После сушки до 13% масса сухого вещества остаётся 720 кг, что составляет 87% от общей массы. Общая масса после сушки:

720 / 0,87 = 828 кг

Потери массы: 1000 — 828 = 172 кг на тонну или 17,2%.

Из 1000 тонн влажного зерна получается 828 тонн сухого.

Выручка:

Без сушки: зерно не принимается, выручка ноль или зерно портится при попытке хранения.

С сушкой: зерно принимается по полной цене. Выручка: 828 × 15000 = 12,42 млн руб.

Чистая выгода от сушки:

12,42 — 1,8 = 10,62 млн руб на партию 1000 тонн.

Сушка кукурузы высокой влажности абсолютно необходима, без неё зерно вообще не имеет товарной ценности.

Сценарий 3: Досушивание пшеницы с 15% до 13% перед длительным хранением

Исходные данные:

Объём партии: 5000 тонн пшеницы
Начальная влажность: 15%
Конечная влажность: 13%
Срок хранения: 8 месяцев
Цена пшеницы в августе: 16500 руб/т
Цена пшеницы в апреле: 19800 руб/т

Затраты на досушивание:

Снижение влажности на 2 пункта требует около 300 руб/т.

Затраты на сушку партии: 5000 × 300 = 1,5 млн руб.

Потери массы при сушке:

Масса сухого вещества в исходном зерне 850 кг на тонну. После сушки до 13% общая масса:

850 / 0,87 = 977 кг

Потери массы: 1000 — 977 = 23 кг на тонну или 2,3%.

Из 5000 тонн получается 4885 тонн.

Выгода от хранения:

Без досушивания: зерно с влажностью 15% можно хранить, но риск порчи выше, потери при хранении 0,8% за 8 месяцев. Остаётся 5000 × 0,992 = 4960 тонн. Выручка: 4960 × 19800 = 98,2 млн руб. Минус затраты на хранение 5000 × 100 руб/т/мес × 8 = 4 млн руб. Чистая выручка: 98,2 — 4 = 94,2 млн руб.

С досушиванием: зерно с влажностью 13% хранится почти без потерь, 0,2% за 8 месяцев. Остаётся 4885 × 0,998 = 4875 тонн. Выручка: 4875 × 19800 = 96,5 млн руб. Минус затраты на хранение 4885 × 100 × 8 = 3,9 млн руб. Минус затраты на досушивание 1,5 млн руб. Чистая выручка: 96,5 — 3,9 — 1,5 = 91,1 млн руб.

Вывод: В данном случае досушивание не окупается, так как прямые потери от сушки больше, чем экономия на потерях при хранении. Досушивание целесообразно только для сроков хранения более 12 месяцев или при риске самосогревания зерна.

---

Оборудование ТЕХНИКОН для сушки зерна

ТЕХНИКОН производит и поставляет полный комплекс оборудования для сушки зерна. Шахтные зерносушилки ТЕХНИКОН представлены линейкой моделей производительностью от 5 до 50 тонн в час, адаптированных под различные типы зерновых культур и режимы работы.

Модельный ряд шахтных зерносушилок

СЗШ-5: Производительность 5 тонн в час при снижении влажности на 6 пунктов. Компактная модель для небольших хозяйств и фермерских предприятий. Высота шахты 8 метров, площадь застройки 20 м². Стоимость под ключ от 4,5 млн рублей. Расход газа 40 м³ на тонну зерна. Подходит для сушки пшеницы, ячменя, овса, рапса.

СЗШ-10: Производительность 10 тонн в час. Универсальная модель для средних хозяйств с объёмом сушки 1500-3000 тонн за сезон. Высота шахты 12 метров, площадь застройки 35 м². Стоимость от 7 млн рублей. Расход газа 38 м³ на тонну за счёт более эффективного теплообмена. Оснащена системой автоматического контроля температуры и влажности зерна.

СЗШ-20: Производительность 20 тонн в час. Модель для крупных хозяйств и элеваторов. Высота шахты 16 метров, две параллельные колонны, площадь застройки 60 м². Стоимость от 12 млн рублей. Расход газа 35 м³ на тонну. Полная автоматизация процесса сушки с возможностью дистанционного управления.

СЗШ-50: Производительность 50 тонн в час. Промышленная модель для крупных элеваторов и зерноперерабатывающих комплексов. Высота шахты 20 метров, четыре колонны, площадь застройки 120 м². Стоимость от 25 млн рублей. Расход газа 33 м³ на тонну за счёт рекуперации тепла отработанного агента. Возможность работы в режиме двухступенчатой сушки с промежуточной отлёжкой.

Комплектующее оборудование

Для организации полного цикла сушки зерна необходимо оборудование приёма, транспортировки, временного хранения и отгрузки зерна. ТЕХНИКОН поставляет комплексные решения, включающие:

Приёмные бункеры механизированные для разгрузки автотранспорта и временного накопления зерна перед подачей на сушку. Вместимость от 20 до 100 тонн, производительность выгрузки 50-150 тонн в час.

Норийные элеваторы для вертикального подъёма зерна на верх сушилки. Высота подъёма до 40 метров, производительность 10-200 тонн в час.

Скребковые транспортёры для горизонтального перемещения зерна от приёмных бункеров к нориям и от выгрузки сушилки к бункерам хранения.

Бункеры отлёжки конического типа для промежуточного хранения зерна между циклами сушки при многоступенчатой обработке.

Системы автоматизации и контроля, включающие датчики температуры и влажности зерна, расходомеры газа и воздуха, программируемые контроллеры для управления процессом сушки.

Системы рекуперации тепла

Современные зерносушилки ТЕХНИКОН оснащаются системами рекуперации тепла, которые позволяют повторно использовать энергию отработанного сушильного агента для подогрева входящего воздуха. Это снижает расход газа на 15-25% и сокращает эксплуатационные затраты.

Принцип работы системы рекуперации: отработанный влажный воздух, выходящий из зоны сушки, направляется в теплообменник, где отдаёт тепло холодному атмосферному воздуху, поступающему на сушку. Атмосферный воздух нагревается с 10-15°C до 40-50°C без затрат топлива. Затем он поступает в основной теплогенератор, где догревается до рабочей температуры 120-150°C. Экономия составляет до 20 м³ газа на тонну зерна.

---

Частые ошибки при сушке зерна

Ошибки в организации и проведении сушки приводят к потерям зерна, снижению его качества, перерасходу энергии и поломкам оборудования. Рассмотрим наиболее распространённые ошибки и способы их избежать.

Ошибка 1: Слишком интенсивная сушка за один проход

Попытка снизить влажность зерна на 10-12 пунктов за один проход через сушилку приводит к перегреву зерна, образованию корки на поверхности зерновки и неравномерной сушке. Поверхность высыхает, центр остаётся влажным. При хранении такого зерна влага мигрирует из центра к поверхности, зерно отпотевает, создаются условия для развития плесени.

Решение: Снижать влажность не более чем на 6 процентных пунктов за один проход для пшеницы и не более 3-4 пунктов для высоковлажной кукурузы. Использовать многоступенчатую сушку с промежуточной отлёжкой.

Ошибка 2: Перегрев зерна из-за неправильной настройки температуры

Оператор устанавливает слишком высокую температуру сушильного агента или слишком медленную скорость движения зерна. Зерно перегревается, клейковина денатурирует, всхожесть семян падает, появляется запах гари.

Решение: Контролировать температуру зерна на выходе из сушилки с помощью термометров или автоматических датчиков. Не превышать критические значения: 55°C для продовольственной пшеницы, 45°C для семян, 40°C для подсолнечника. Регулировать скорость движения зерна в соответствии с его влажностью и температурой агента.

Ошибка 3: Недостаточное охлаждение зерна после сушки

Зерно выгружается из сушилки с температурой 45-50°C и сразу направляется на хранение. В насыпи зерна продолжаются интенсивные процессы дыхания, температура повышается, начинается самосогревание.

Решение: Обязательно охлаждать зерно после сушки до температуры, не превышающей температуру наружного воздуха более чем на 5-7°C. Использовать зону охлаждения в сушилке или отдельные бункеры охлаждения с активной вентиляцией.

Ошибка 4: Сушка засорённого зерна

Зерно с высоким содержанием сорных примесей, половы, битых зёрен подаётся на сушку без предварительной очистки. Сорные примеси перегреваются быстрее зерна, обугливаются, образуют очаги повышенной температуры, которые поджигают зерно или вызывают его локальный перегрев.

Решение: Проводить предварительную очистку зерна перед сушкой. Удалять крупные примеси на решётах или сепараторах. Содержание сорной примеси в зерне перед сушкой не должно превышать 3-5%.

Ошибка 5: Игнорирование калибровки зерна

Зерно с большим разбросом размеров зёрен сушится неравномерно. Мелкие зёрна и щуплые зерновки высыхают и перегреваются быстрее, крупные остаются недосушенными. При хранении недосушенные крупные зёрна создают очаги повышенной влажности.

Решение: Калибровать зерно перед сушкой, разделяя его на фракции по размеру. Сушить каждую фракцию отдельно с соответствующим режимом. Особенно важно для семенного материала.

Ошибка 6: Отсутствие контроля влажности зерна

Оператор не измеряет влажность зерна на выходе из сушилки, ориентируясь только на время сушки. Режимы сушки не корректируются в зависимости от изменения начальной влажности партий. Результат — часть зерна недосушена, часть пересушена.

Решение: Устанавливать автоматические влагомеры на выходе зерна из сушилки или регулярно отбирать пробы для лабораторного контроля влажности. Корректировать режим сушки при изменении влажности поступающего зерна.

Ошибка 7: Неправильное хранение зерна после сушки

Свежевысушенное зерно имеет пониженную температуру и влажность, но его структура ещё не стабилизировалась. При загрузке в силос без выдержки зерно может отпотеть из-за перераспределения влаги.

Решение: Выдерживать зерно после сушки в бункерах отлёжки в течение 6-12 часов перед загрузкой в силосы длительного хранения. Это позволяет влажности выровняться по объёму зерновой массы.

---

Практические рекомендации по организации сушки

На основе опыта эксплуатации зерносушильного оборудования на десятках объектов сформулированы практические рекомендации, которые помогут организовать эффективный процесс сушки.

Рекомендация 1: Планируйте производительность сушилки с запасом

Пиковая нагрузка на сушилку приходится на 2-3 недели уборочной кампании, когда зерно поступает ежедневно большими объёмами. Если производительность сушилки недостаточна, зерно накапливается в приёмных бункерах, где начинается его самосогревание. Выбирайте сушилку с производительностью на 30-50% выше средней потребности, чтобы обеспечить запас мощности на пиковые периоды.

Рекомендация 2: Очищайте зерно перед сушкой

Инвестируйте в оборудование предварительной очистки зерна. Сепараторы, аспираторы, отделители соломистых примесей устанавливаются на линии приёма зерна перед подачей на сушку. Удаление сорных примесей снижает энергозатраты на сушку на 10-15%, так как не тратится энергия на нагрев и удаление влаги из примесей. Кроме того, очищенное зерно сушится равномернее и безопаснее.

Рекомендация 3: Используйте бункеры накопления и отлёжки

Организуйте буферные бункеры на входе и выходе сушилки. Входной бункер накапливает зерно перед сушкой, обеспечивая непрерывную работу сушилки даже при неравномерном поступлении зерна. Выходной бункер служит для отлёжки зерна после сушки, выравнивания влажности и охлаждения. Объём бункеров должен соответствовать 2-4 часам работы сушилки на номинальной производительности.

Рекомендация 4: Обучайте операторов

Оператор зерносушилки должен понимать физику процесса сушки, уметь настраивать режимы, контролировать качество зерна, оперативно реагировать на отклонения. Проводите регулярное обучение персонала, приглашайте специалистов для разбора сложных ситуаций, ведите журнал режимов сушки для анализа эффективности работы.

Рекомендация 5: Проводите профилактическое обслуживание

Перед началом сезона сушки проводите полную ревизию оборудования: проверяйте целостность перфорированных стенок шахты, состояние уплотнений, работу вентиляторов, горелок, датчиков, систем управления. Очищайте воздуховоды от пыли и остатков зерна. Смазывайте подшипники, регулируйте натяжение ремней и цепей. Профилактика предотвращает аварии и простои в разгар сезона.

Рекомендация 6: Контролируйте расход топлива

Устанавливайте счётчики газа, ведите учёт расхода топлива на тонну высушенного зерна. Сравнивайте фактический расход с нормативным. Превышение норматива на 20-30% сигнализирует о проблемах: утечки тепла, неправильная настройка горелок, засорение воздуховодов, нарушение теплоизоляции. Своевременное выявление проблем экономит десятки тысяч рублей на топливе.

Рекомендация 7: Ведите партионный учёт

Каждая партия зерна должна иметь свою карточку с указанием начальной влажности, конечной влажности, температуры сушки, времени обработки, расхода энергии. Это позволяет анализировать эффективность работы сушилки, выявлять закономерности, оптимизировать режимы для разных культур и условий.

---

Часто задаваемые вопросы

Можно ли сушить разные культуры в одной сушилке последовательно?

Да, можно, но требуется промежуточная очистка сушилки от остатков предыдущей культуры. Особенно важно при переходе с подсолнечника на пшеницу или с кукурузы на семена. Остатки масличных культур могут передать запах и повлиять на качество зерна.

Как определить, что зерно перегрето?

Признаки перегрева: потемнение оболочки зерна, запах гари или подгоревшего зерна, хрупкость зерновки при надавливании, снижение содержания клейковины у пшеницы, полная потеря всхожести у семян. Для контроля используйте термометры и регулярно отбирайте пробы для лабораторного анализа.

Сколько времени требуется на сушку одной партии?

Зависит от начальной влажности, типа сушилки и требуемой конечной влажности. Шахтная сушилка непрерывного действия обрабатывает зерно за 40-90 минут на один проход. Бункерная сушилка требует от 6 до 24 часов для одной загрузки. Многоступенчатая сушка с отлёжкой может занимать 12-48 часов с учётом всех циклов.

Какой тип сушилки выбрать для небольшого хозяйства?

Для хозяйств с объёмом сушки до 1000 тонн за сезон оптимальны бункерные сушилки. Они дешевле, проще в обслуживании, обеспечивают бережную сушку семенного материала. Для объёмов более 2000 тонн целесообразнее шахтная сушилка, несмотря на более высокие капитальные затраты.

Можно ли сушить зерно в зимний период?

Да, можно, но эффективность сушки снижается из-за низкой температуры и высокой влажности наружного воздуха. Расход топлива возрастает на 20-40%. Зимняя сушка применяется для партий зерна, которые не успели обработать осенью, или для досушивания партий повышенной влажности перед отгрузкой.

Как снизить энергозатраты на сушку?

Предварительная очистка зерна, использование систем рекуперации тепла, оптимизация режимов сушки, качественная теплоизоляция оборудования, регулярное обслуживание для поддержания КПД. В совокупности эти меры снижают расход топлива на 25-35%.

---

Заключение: инвестиции в качественную сушку защищают урожай

Сушка зерна является критически важной операцией в технологической цепочке от поля до потребителя. Правильно организованная сушка сохраняет качество зерна, предотвращает потери, позволяет реализовать продукцию по максимальной цене. Недостаточное внимание к сушке приводит к убыткам, которые многократно превышают затраты на приобретение качественного оборудования.

Инвестиции в современное зерносушильное оборудование окупаются за 3-5 лет за счёт сохранения качества зерна, предотвращения потерь и экономии на энергозатратах. Шахтная зерносушилка производительностью 20 тонн в час стоимостью 12 млн рублей при сезонной загрузке 5000 тонн обеспечивает сохранение зерна на сумму 3-5 млн рублей ежегодно по сравнению с продажей влажного зерна со скидкой или его порчей при попытке хранения без сушки.

ТЕХНИКОН предлагает полный комплекс решений для организации сушки зерна:

Проектирование зерносушильных комплексов с учётом объёмов производства, типов культур, энергетических ресурсов, климатических условий региона.

Поставку зерносушильного оборудования: шахтных зерносушилок, бункерных сушилок, систем рекуперации тепла, теплогенераторов, систем автоматизации.

Монтаж оборудования силами квалифицированных бригадов с соблюдением технологических норм и правил безопасности.

Пусконаладочные работы, настройку режимов сушки для конкретных культур и условий, обучение персонала.

Гарантийное и постгарантийное обслуживание, техническую поддержку на всех этапах эксплуатации, поставку запасных частей.

За 15 лет работы мы реализовали более 150 проектов зерносушильных комплексов производительностью от 5 до 50 тонн в час. Наши клиенты отмечают надёжность оборудования, низкие эксплуатационные затраты, высокое качество высушенного зерна.

Нужна консультация по выбору зерносушильного оборудования?

Инженеры ТЕХНИКОН проведут расчёт производительности сушилки для ваших условий, подберут оптимальную модель, рассчитают энергозатраты и окупаемость инвестиций, подготовят коммерческое предложение. Консультация бесплатна.

Телефон: +375 (29) 6363765 — Главный инженер
Email: info@technikonprom.ru
Сохраните качество вашего урожая — инвестируйте в надёжную сушку.

---

Читайте также: полезные материалы по теме

Сушка зерна является частью комплексной технологии послеуборочной обработки и хранения. Для полного понимания процесса рекомендуем изучить следующие материалы:

Хранение зерна: полное руководство по организации процесса — после сушки зерно необходимо правильно разместить на хранение. Базовое руководство по выбору типа хранилищ, расчёту вместимости, организации систем вентиляции и контроля качества зерна.

Длительное хранение зерна: режимы, условия и сохранение качества — правильно высушенное зерно может храниться без потерь качества до 24 месяцев. Разбираем режимы длительного хранения, критические параметры контроля, экономику процесса.

Очистка зерна: современное оборудование и методы — качественная очистка перед сушкой снижает энергозатраты на 15% и предотвращает риски перегрева сорных примесей. Обзор технологий предварительной и первичной очистки зерна.

Транспортировка зерна: нории, транспортёры и внутренняя логистика элеватора — для организации сушки необходимо оборудование транспортировки зерна от приёмных бункеров к сушилке и от сушилки к бункерам хранения. Выбор норий и транспортёров по производительности.

Элеватор под ключ: от проектирования до запуска — зерносушильный комплекс является частью элеватора. Полный цикл строительства современного зернохранилища с сушильным оборудованием, этапы реализации проекта, сроки и стоимость.

Автоматизация элеватора: АСУТП и системы контроля — современные зерносушилки оснащаются системами автоматического контроля температуры, влажности, расхода топлива. Как автоматизация снижает риски перегрева зерна и оптимизирует энергозатраты.