Стабилизация процесса подготовки зерна к помолу с помощью дозаторов непрерывного действия

Стабилизация выпуска зерна из силосов в подготовительном отделении – залог устойчивости и эффективности технологического процесса мельницы. Это доказано как зарубежным опытом, так и тремя десятилетиями успешной работы мукомольных заводов на высокопроизводительном комплектном оборудовании (ВКО). На этих предприятиях впервые в отечественной практике были массово применены автоматические стабилизаторы потока (весового расхода) зерна, теперь известные под маркой УРЗ-1 и УРЗ-2. С их помощью фирма «Бюлер», у которой советское правительство купило лицензию на производство ВКО, еще в середине ХХ века впервые реализовала прогрессивный способ непрерывной гидротермической обработки (ГТО) зерна, который распространен теперь повсеместно.

Применение стабилизаторов потока в схеме непрерывной ГТО дает мощный совокупный эффект выравнивания мукомольных свойств зерна перед подачей в размол.

Напомним составляющие этого эффекта:

• Стабилизация компонентного состава помольной смеси. Установка стабилизаторов потока под силосами неочищенного зерна позволяет формировать смесь в мельнице, в непрерывном режиме, по весу, а не по объему, со стабильным процентным содержанием компонентов.

• Стабилизация времени отволаживания зерна и процентного соотношения потоков на всех этапах в любых схемах ГТО вплоть до 1-й драной системы. Для этого стабилизаторы потоков из силосов формирования смеси и 1-го отволаживания через систему дистанционного автоматизированного управления взаимодействуют с датчиками верхнего уровня зерна соответственно в силосах 1-го и 2-го отволаживания. Силосы постоянно заполнены доверху, а зерно из них выпускается с постоянной производительностью. Остается только напомнить, что время отволаживания есть время прохождения зерна по силосу и определяется как частное от деления постоянной массы зерна в силосе на постоянную же производительность выпуска.

• Стабилизация эффективности работы зерноочистительного оборудования на максимальном уровне. Постоянные нагрузки на маршруты очистки и увлажнения зерна позволяют правильно настроить и длительно сохранять оптимальные кинематические и пневматические параметры машин, сведя к минимуму недосевы, пересевы и уносы.

• Гомогенизация смеси при стабилизированном параллельном выпуске зерна из силосов формирования и отволаживания. Этот простой, но очень эффективный технологический прием, невозможный без стабилизаторов потока, существенно уменьшает колебания во времени всех средневзвешенных показателей качества смеси, в том числе и влажности.

• Стабилизация увлажнения зерна. Решающую роль здесь играет стабильная нагрузка на увлажнительные машины и уже упомянутая гомогенизация помольной смеси. Как показывает практика, на мельницах, оснащенных стабилизаторами потока и простейшими средствами настройки увлажнения, размах колебаний влажности перед 1-й драной системой обычно не превышает +/-0.3 %, а это в 3 – 4 раза меньше, чем на мельницах, где выпуск из силосов не стабилизирован. Подчеркнем, что такой эффект достигается без применения поточных влагомеров и сложной автоматики дозирования воды!

Вот уже 30 лет более тысячи стабилизаторов УРЗ «верой и правдой» служат на предприятиях России и постсоветского пространства – только на одной мельнице производительностью 500 т зерна в сутки установлено от 24 до 28 таких устройств.

Сегодня, как показывает обследование многих мельниц – типовых и реконструированных в конце ХХ века - УРЗ повсеместно находятся в состоянии крайнего физического износа и частично выведены из эксплуатации. Это снижает эффективность помола и создает проблемы ремонтным службам предприятий. В России УРЗ и запчасти к ним не выпускаются. Ситуацию кое-как смягчают ограниченные поставки из Украины, где УРЗ производятся с советских времен.

Безусловно, подавляющее большинство УРЗ требует замены. Но не только и не столько по причине сильного физического износа – сегодня в равной степени важен их полный моральный износ. УРЗ является «клоном» швейцарского прототипа, который разработан еще в начале 60-х годов прошлого века. Для того времени это было изделие, вполне совершенное в техническом и экономическом смысле, но сегодня УРЗ абсолютно не соответствует современным требованиям.

Прежде всего - по метрологическим характеристикам. В устройстве фактически отсутствует полноценная измерительная система – есть только процентная шкала установки задания. Поэтому погрешность +/-1.0 %, записанная в паспорте УРЗ, всего лишь характеризует размах отклонений вокруг некоего среднего значения производительности. Фактическое же значение производительности потока может отличаться от заданного до +/- 25 %, что обнаружилось еще при испытаниях первой серийной партии УРЗ в 80–е годы, проведенных с участием автора статьи. Причины - дефекты изготовления у новых изделий, износ рычажной системы и лотка – у старых.

Не годится сегодня УРЗ и для работы в схемах все более распространяемой однопоточной технологии подготовки зерна с комбинированными машинами, где требуется уже не 12 т/ч, а 25-30 т/ч стабилизированной производительности.

И едва ли не главное - сегодня все больше промышленных мельниц оснащаются компьютерными системами автоматизации. Они дают технологам возможность централизованно контролировать и дистанционно настраивать технологический процесс подготовки зерна. Но УРЗ к работе в таких системах непригодны: в смысле обмена данными с центральным компьютером они «слепы, глухи и немы» - такова плата за простоту конструкции. Чтобы отрегулировать выпуск из силосов или просто убедиться, что на маршруте есть зерно, нужно, как и тридцать лет назад, выходить в цех. А о реальном составе помольной смеси, фактическом процентном соотношения компонентов смеси и суммарных нагрузках на маршруты очистки и увлажнения вообще можно только догадываться.

Что представляет собой современный стабилизатор потока зерна и чем заменить сегодня УРЗ на российских мельницах?

Современный комплект оборудования мукомольного завода включает в себя устройства для автоматической стабилизации весового расхода зерна, как неотъемлемый элемент технологии. Отличаясь конструктивными подробностями, марками электроники и видом применяемых приводов, все стабилизаторы, без исключения, устроены по схеме, показанной на рис. 1. В общем корпусе работают: измерительная часть – плоский или изогнутый лоток на датчике силы (как правило – тензометрическом) воспринимает давление струи зерна, пропорциональное весовому расходу, и исполнительная часть – регулирующая заслонка с профилированным отверстием, снабженная пневматическим или электрическим приводом, изменяет подачу на лоток.

Регулирующий преобразователь формирует сигнал расхода, сравнивает его величину с заданием и устраняет расхождение, меняя положение заслонки с помощью привода.

Построенное по такой схеме устройство относится к классу весовых дозаторов непрерывного действия. Назначение непрерывного дозатора – поддержаниепостоянного весового расхода, т.е. стабилизация производительности потока. Современный дозатор, в отличие от УРЗ, имеет нормированные метрологические характеристики и индикатор текущей производительности, способен общаться с удаленным компьютером по информационным и физическим каналам связи. Дистанционно можно включать и выключать подачу зерна, изменять задание по расходу, контролировать текущий расход, показания счетчика массы прошедшего продукта, диагностировать состояние дозатора и т.д.

Рис. 1. Функциональная схема современного стабилизатора весового расхода зерна

Из зарубежных дозаторов зерна для мельниц, предлагаемых на российском рынке, наиболее известен дозатор-расходомер «Flowbalanser» MZAH - изделие швейцарской фирмы «Бюлер». Дозаторы других зарубежных поставщиков представляют собой более или менее удачные попытки скопировать швейцарский прототип. В первую очередь это относится к турецким и китайским изделиям.

      
а)                                                                   б)
Рис. 2. Дозатор зерна «Альфа» ДЛТ-16: а) - измерительно-дозирующее устройство, б) - пульт управления

Российские непрерывные дозаторы для зерна выпускает серийно ЗАО «Весоизмерительная компания «Тензо-М». Они зарегистрированы в Госреестре средств измерения, как дозаторы типа «Альфа» модификации ДЛТ (лотковые тензометрические). Изготавливаются в трех конструктивно различных исполнениях: ДЛТ-16, ДЛТ-40 и ДЛТ-100, соответственно с верхним пределом производительности 16, 40 и 100 т/ч. Дозатор ДЛТ-40 предназначен для работы в новых линиях ГТО производительностью 25-35 т/ч, ДЛТ-100 – для формирования помольных смесей в потоке на элеваторах. Дозаторы имеют оригинальную конструкцию, защищенную российскими патентами.

Наибольшим спросом пользуется дозатор «Альфа» ДЛТ-16, разработанный именно для замены УРЗ на типовых мельницах.

По структуре он полностью соответствует схеме, приведенной на рис. 1.

В состав дозатора (рис. 2) входят измерительно-дозирующее устройство (ИДУ) с тензометрическим лотком и электроуправляемой заслонкой, а также пульт управления (ПУ) с весовым регулирующим преобразователем - терминалом. ИДУ имеет «вечный» измерительный лоток, облицованный полиуретаном и совершенно не чувствительный к налипанию пыли. Мощность привода регулирующей заслонки всего 10 Вт, время полного хода -10 с. Пыленепроницаемая дверь корпуса уплотнена силиконовым профилем и запирается клиновым замком. ИДУ устанавливается под силосом, а ПУ может быть размещен непосредственно на корпусе ИДУ, как показано на рис. 3, либо установлен отдельно на расстоянии до 100 м. Следует отметить, что ПУ унифицирован для всех исполнений дозаторов модификации ДЛТ. Применение дозатора на предприятиях по хранению и переработке зерна разрешено соответствующим органом государственного надзора.

Одного взгляда на измерительно-дозирующее устройство достаточно, чтобы убедиться – этот дозатор идеально приспособлен для замены УРЗ. Вертикальный габарит, присоединительные размеры патрубков, смещение их осей и установочный фланец корпуса идентичны УРЗ. Демонтаж УРЗ и установка на его место дозатора, как показала практика, занимает не более получаса. Для управления подачей зерна на маршрут из диспетчерской к ПУ достаточно подключить провода, отсоединенные от электропневматического клапана УРЗ. Дополнительно нужно подвести к ПУ только шлейф питания 220 В 50 Гц и дозатор готов к работе.

Таблица 1

Технические характеристики дозатора приведены в табл.1. Из таблицы видно, что мы можем предложить покупателю на выбор четыре варианта дозатора одной модификации с пределом производительности, оптимальным для конкретной технологической задачи. При этом остаются неизменными размеры корпуса и цена изделия.

Каждый дозатор «Альфа» ДЛТ-16 перед продажей калибруется в потоке модельного продукта – зерна пшеницы, на специальном весовом стенде. Поэтому, если корпус ИДУ на мельнице пользователя смонтирован по уровню - как на стенде, то дозатор не требует дополнительной калибровки и гарантированно работает с погрешностью не хуже +/- 2 %, что вполне достаточно для силосов отволаживания. Для дозаторов этапа формирования смеси предельная погрешность может быть снижена до 1 % путем несложной процедуры калибровки в потоке с использование весов маршрута – она детально описана в инструкции по эксплуатации дозатора.

Дозатор не только стабилизирует производительность, но и с такой же погрешностью учитывает количество пропущенного зерна, сохраняя эти данные при выключении питания.

На мельницах с обычными щитами-пультами настройка дозатора достаточно удобно производится в цехе с помощью клавиатуры и индикатора весового терминала.

Технологам, ранее работавшим с УРЗ, будет привычен способ настройки группы дозаторов: с клавиатуры вводится требуемая суммарная производительность потока смеси и задается процент ввода для каждого дозатора. Программа терминала сама рассчитает и установит необходимое задание по расходу зерна. В случае наличия на мельнице АСУ ТП, настройка и контроль работы дозаторов может выполняться дистанционно с помощью компьютера по каналам связи.

Дозатор обладает свойством самодиагностики. Автоматически обнаруживаются и сигнализируются три вида неисправностей: неплотное закрытие заслонки после команды «стоп», полное открытие заслонки при ее засорении и запредельное отклонение производительности в течение времени, более заданного. Сигнал аварии отображается на ПУ и может быть передан на щит-пульт или в АСУ ТП.

Рис. 3. Дозаторы «Альфа» ДЛТ-16 в зерноочистительном отделении мельницы производительностью 500 т/сут. Курского КХП

За последние четыре года в различные отрасли промышленности продано более 150 шт. дозаторов «Альфа» ДЛТ-16. Большая часть из них работает на мельницах России и ближнего зарубежья, в первую очередь – на крупных и типовых промышленных мельницах. Вот наиболее характерные примеры.

ООО «Мичуринская мукомольная компания» в 2009 году ввела в строй в Тамбовской области новую автоматизированную мельницу производительностью 400 т/сут на комплектном оборудовании итальянского производства. При выборе дозаторов для зерноочистки было отдано предпочтение продукции ЗАО ВИК «Тензо-М». На этапе формирования помольной смеси и в схеме ГТО зерна работают 14 дозаторов «Альфа» ДЛТ-16, подключенных к АСУ ТП производства ООО «ТАУ-2». Это была первая успешная проверка совместимости дозатора с АСУ ТП мельницы.

В райцентре Чернянка Белгородской обл. в 2012 г построена мельница производительностью 250 т/сут, оснащенная 11-ю непрерывными дозаторами зерна производства ЗАО ВИК «Тензо-М».

Российский агрохолдинг «Стойленская нива» в 2010 г. приобрел единовременно большую - 44 шт., партию дозаторов «Альфа» ДЛТ-16 и полностью переоснастил ими мельницу производительностью 500 т/сут в Курске (рис. 3) и такую же мельницу с АСУ ТП в Старом Осколе.

Володарский КХП, что в Нижегородской области, с 2011 г. закупает наши дозаторы, постепенно заменяя ими УРЗ в зерноочистительном отделении мельницы производительностью 500 т/сут.

В 2012 г. на мельнице Раменского КХП внедрен первый дозатор из партии 12 шт., предусмотренной для замены УРЗ под силосами формирования помольной смеси в обеих секциях зерноочистки.

Дозаторы «Альфа» ДЛТ-16 активно используют и небольшие мельницы (50-150 т/сут) с простыми схемами ГТО. Дозаторы устанавливаются по 1-2 шт. в начале линий очистки, а также перед станками 1-й др. системы. Для примера можно назвать мельницы в Туле и Егорьевске Московской обл. В пос. Башмаково под Пензой наши дозаторы, подключенные к АСУ ТП, работают в комплекте оборудования фирмы «Прокоп» взамен вышедших из строя чешских дозаторов.

Длительная эксплуатация большого количества дозаторов «А

льфа» модификации ДЛТ-16 в производственных условиях, в том числе – в комплектах импортного оборудования, убедительно подтверждает их высокую надежность и техническое совершенство. Помимо мукомольных предприятий дозаторы также успешно работают в других отраслях промышленности: химической, спиртовой, пивобезалкогольной, в производстве стройматериалов.

Сегодня представленный в статье российский дозатор зерна по всем показателям не уступает мировым аналогам, в частности лучшему из них - дозатору-расходомеру «Flowbalanser» MZAH. Есть, правда, один показатель, по которому ЗАО ВИК «Тензо-М» никак не может, да и не стремится догнать зарубежные фирмы. Это цена нашей продукции - стабильная и доступная для всех: от владельцев фермерских мини-мельниц до хозяев крупных промышленных мукомольных заводов.

Читайте также
Загрузка транспортных средств сыпучими материалами с помощью расходомеров производства ЗАО ВИК «Тензо-М»
Лотковые расходомеры и непрерывные дозаторы сыпучих материалов
Автоматизированное весовое дозирование помольных смесей
Стабилизация процесса подготовки зерна к помолу с помощью дозаторов непрерывного действия