Основными типами зернохранилищ в сельскохозяйственных предприятиях являются Одноэтажные склады с горизонтальными или наклонными полами и хранилища Силосного типа. Практика хранения показала, что в большинстве случаев наилучшие технологические результаты и экономическую эффективность получают при совместной эксплуатации этих типов хранилищ (3.5).
Рис. 3.5. Зернокомплекс для хранения зерна: силосы и склад
По назначению выделяют Универсальные Хранилища, предназначенные для одновременного хранения зерна любого целевого использования, а также Специализированные семенохранилища и хранилища для товарного (продовольственного и фуражного) зерна.
Склады для хранения зерна.
Это одноэтажные помещения с горизонтальными или наклонными полами, кирпичными, каменными или железобетонными стенами. Зерно в таких складах хранят насыпью на полу или в закромах. Различные способы хранения зерна, размеры хозяйств и набор культур определили появление большого числа типов и размеров зернохранилищ.
Зерновые склады делятся на Механизированные и Немеханизированные (рис. 3.6). Типовые склады имеют длину 60 м, ширину 20 м. Емкость их 3200 т при полной загрузке зерна пшеницы.
Рис. 3.6. Типы складов для зерна
А – немеханизированный; б – механизированный с проходной галереей;
в – механизированный с непроходной галереей; г – с наклонными полами;
1 – разгрузочный транспортер; 2 – предохранительная колонка;
3 – верхний загрузочный транспортер; 4 – зерно
Немеханизированные склады. Строят только с горизонтальными полами. Прием, перемещение и отпуск зерна в этих складах осуществляют с применением передвижных и самоходных механизмов.
Механизированные склады. Строят как с горизонтальными, так и с наклонными полами. Эти склады оборудуют верхними (загрузочными) и нижними (разгрузочными) стационарными ленточными транспортерами и нориями, установленными в торцах складов.
Верхний ленточный транспортер устанавливают по оси склада на строительных фермах, а нижний – под перекрытием склада в проходной или непроходной галерее. Склады с непроходными галереями строят главным образом в районах с высоким уровнем грунтовых вод.
При применении непроходных галерей ленточный транспортер, как правило, является опоясывающим, то есть одна ветвь ленты (разгрузочная) проходит в нижней непроходной галерее, а вторая (загрузочная) – по стропилам склада.
В отдельных случаях строят склады только с верхним или только нижним транспортером. Такие склады считаются механизированными частично.
Для более полного заполнения склада, особенно вдоль продольных стен, на верхнем транспортере устанавливают сбрасывающую тележку с зернобросателем, при помощи которого зерно, разгружаемое с транспортера, отбрасывается к стенам. Высота насыпи зерна в складах с горизонтальными полами, допускается: у стен 2–2,5 м, в середине склада 4–5 м.
Зерно из склада на нижний транспортер разгружают через разгрузочные люки с бункерами, встроенными в перекрытие. Всего по длине склада расположено 10 люков. Выход зерна в эти люки регулируется задвижками в самотечной трубе над нижним транспортером. Задвижками в складах с непроходными галереями управляют с площадки верхнего транспортера вертикальными штангами со штурвалами.
Во избежание несчастных случаев по затягиванию людей в зерновые воронки, образующиеся при выпуске зерна на нижний транспортер, над каждым разгрузочным люком устанавливают специальные предохранительные колонки.
В механизированных складах с горизонтальными полами при выгрузке зерна на нижний транспортер самотеком можно выпустить только 40–45 % всего хранящегося в складе зерна. Остальное зерно приходится подавать к разгрузочным люкам вручную или при помощи самоходных погрузчиков, что значительно уменьшает эффект механизации. В таких складах для полной механизация разгрузки могут применять аэрожелоба, которые, кроме того, используются как установка для активного вентилирования зерна.
В складах с горизонтальными полами можно одновременно хранить несколько разных партий зерна. Для этого склад при помощи разборных щитов делят на отсеки (закрома). Часть зерновых складов оснащают стационарными или напольно-переносными установками для активного вентилирования. Лучшие результаты получают при хранении зерна и семян в хранилищах закромного типа (рис. 3.7).
Рис. 3.7. Универсальное закромное хранилище емкостью 800 т
Механизированные склады с наклонными полами строят в районах с низким уровнем грунтовых вод. Заглубляют такие полы
на 6–7 м. В этом случае проходная галерея с нижним транспортером размещается на глубине более 8 м, а высота насыпи зерна по гребню достигает 10–11 м. Такие склады вмещают значительно больше зерна, и, что самое важное, позволяют полностью механизировать их разгрузку через нижние люки. Для этого угол наклона пола должен быть не менее 36–40° (выше угла трения зерна). Учитывая особую опасность затягивания людей в зерновую воронку при выпуске зерна, нахождение людей в складах с наклонными полами во время их разгрузки категорически запрещается.
В современных зерновых складах делают сплошные полы из тугоплавкого асфальта. Такие полы достаточно прочны, долговечны, надежно изолируют зерно от грунтовой влаги. При устройстве асфальтового пола верхний слой почвы с дерном снимают на глубину 20 см. Взамен его насыпают грунт из траншеи под фундамент здания. Поверх грунта настилают гравийную щебеночную или шлаковую подушку толщиной 15–20 см, хорошо выравнивают и укатывают катком. Подушку поливают жидким известковым раствором и укладывают 3,5–5-сантиметровый слой тугоплавкого асфальта. Пол должен быть на 20–30 см выше нулевой отметки, чтобы в склад не проникали ливневые воды. Трещины, образующиеся при эксплуатации асфальтового пола, расчищают, заливают расплавленным битумом и присыпают сверху песком.
Бетонный пол в складах применяют редко, он легко растрескивается и не обеспечивает полной гидроизоляции. На бетонном полу вследствие его повышенной теплопроводности также создаются условия для образования конденсата влаги и развития неблагоприятных физиологических процессов: прорастания и низового пластового самосогревания зерна.
Для устройства стен зернового склада используют кирпич, камень и сборный железобетон. Стены должны выдерживать давление зерновой насыпи при максимальной загрузке склада. С внутренней стороны стены делают гладкими, без щелей. Толщина стен склада по высоте неодинакова. Так, кирпичная стена имеет толщину в верхней части – 250 мм, в средней – 380 и в нижней – 523 мм. Для большей устойчивости стены дополняют специальными наружными выступами – Контрфорсами.
Стены опираются на бутовый фундамент глубиной 800 мм. Между фундаментом и стеной укладывают гидроизоляционную прокладку из двух слоев рубероида на битумной мастике. Вокруг здания устраивают отмостку шириной 1 м и сточные канавки для отвода воды.
Лучшую сохранность зерна обеспечивают стены с малой теплопроводностью и хорошей гигроскопичностью внутренней поверхности. Такие стены хорошо защищают зерно от внешних колебаний температуры, а при конденсации водяных паров в большей степени сами, а не зерно, поглощают эту влагу. Крыша склада воспринимает значительное количество солнечной энергии, поэтому она должна быть малотеплопроводной. Лучшим кровельным материалом считаются асбоцементные листы (асбофанера плоская и волнистая), обладающие малой теплопроводностью и высокой огнестойкостью. Недостатком этого материала является малая устойчивость к ударам, что затрудняет очистку крыш от снега.
Широко распространены кровли из рубероида, прочность и огнестойкость которого вполне удовлетворительны. При укладке по сплошному деревянному настилу с толевой прокладкой такая кровля служит и хорошей тепловой защитой. Кровлю из жести применяют редко из-за ее большой теплопроводности и необходимости частой покраски.
Окна в зерноскладах размещают в верхней части стен, выше зерновой насыпи. Они необходимы для минимального освещения склада и для его вентиляции. Отношение высоты рамы к ее ширине обычно 1:2. Окна открываются наружу нижним ребром, что препятствует проникновению в склад атмосферных осадков. Нижний уровень находится на высоте 2,5 м, следовательно, до этой отметки может доходить высота зерновой насыпи. В оконных проемах внутри склада устанавливают дополнительные рамы, обтянутые металлической сеткой.
Ворота зернового склада делают створчатыми, открывающимися наружу, либо раздвижными шириной, достаточной для въезда автомашин. Дверные проемы дополнительно закрывают закладными досками, чтобы полностью использовать объем склада.
Для рациональной эксплуатации одноэтажных зерноскладов и удешевления стоимости хранения зерна вместимость их должна быть использована максимально. Это достигается размещением зерновой массы предельно допустимым по высоте насыпи слоем: для сухого зерна до 4-5 м при наличии установок для активного вентилирования и 2-3,5 м в складах без активного вентилирования.
Одноэтажные зерносклады пригодны для хранения зерновых масс любого состояния по влажности и засоренности, но в этом случае высоту насыпи зерна уменьшают в 2-3 раза.
Силосы.
За последние годы в практике хранения зерна получили распространение цилиндрические Силосы различной вместимости:
от 25 т (Бункера) до 10000 т (Бины) зерна. Их делают из стали, алюминия и различных сплавов (рис. 3.8).
В качестве преимуществ таких хранилищ следует отметить удобство их загрузки (самотеком, конвейерами), а также и выгрузки (самотеком, скребковыми конвейерами, аэрожелобами и другими средствами механизации). Такие силосы можно быстро построить, они дешевле и быстрее окупаются, чем капитальные зерносклады. К несомненным достоинствам такого типа хранилищ следует отнести малую потребность в площади. Так, на территории, нужной для строительства склада на 5500 т, можно разместить три металлических хранилища общей вместимостью 15000 т. Силосы надежно защищают зерновые массы от грызунов, безопасны в пожарном отношении, они удобны и для проведения газовой дезинсекции многими фумигантами, активного вентилирования.
Однако при всех этих достоинствах металлические силосы имеют и свои недостатки. Так, при резких перепадах температур под действием окружающего воздуха и солнечной радиации создаются температурные градиенты, приводящие к явлению термовлагопроводности в зерновой массе и образованию в ней конденсационной влаги в периферийных слоях толщиной до 10-15 см. Все это способствует активизации микробиологических процессов и, прежде всего, развитию грибной флоры. Это обстоятельство побуждает загружать в металлические силосы только зерновую массу, находящуюся в сухом состоянии. Обязательным условием надежного хранения зерна является оборудование силосов системой активного вентилирования.
Крупные бины, заполненные зерновой массой, иногда внезапно выходят из строя в результате разрыва металла в различных участках конструкции. Одна из причин – это более быстрое по сравнению с зерновой массой сжатие металла при резком понижении температуры окружающего воздуха. Большое значение имеет прочность фундаментов, на которых смонтированы силосы, прочность швов при сварке металла, качество сборки конструкций, неравномерная осадка зерновой массы внутри силоса в результате вибрации грунта в зоне железных и автомобильных дорог.
Металлические силосы бывают двух видов: с Горизонтальным (рис. 3.9) и Конусным (рис. 3.10) днищем.
Силосы с горизонтальным дном проще и быстрее монтировать, однако они должны быть оборудованы разгрузочным транспортером и разгрузочными люками для зерна. Преимущество в практике хранения имеют силосы с конусным днищем, угол наклона которых должен быть не менее 45°. В них обеспечивается полная выгрузка зерна самотеком. Такой силос в сборе устанавливается на опорное металлическое основание, что позволяет резко упростить и удешевить фундамент, достаточно соорудить простую бетонную площадку под опорное основание.
Рис. 3.9. Силосы для зерна с горизонтальным днищем
В полный комплект оборудования силоса с конусным днищем входят воздухоотводы крышные и настенные, датчик верхнего предельного уровня зерна, вентилятор с воздухоподводящим патрубком, аэроднище, лестницы обслуживания, термоподвеска. Благодаря модульной компоновке многих конструкций силосов из них можно построить хранилища любой вместимости и назначения.