Элеватор

Элева́тор (от англ. elevator — подъёмник) — наиболее совершенный вид механизированного зернохранилища, представляющий собой комплекс сооружений и оборудования для приёма, взвешивания, обработки, хранения и отпуска зерна. Основное назначение элеваторов — концентрация товарного зерна, его послеуборочная обработка, формирование крупных однородных партий и обеспечение длительного сохранения количества и качества зерновой массы. Термин «элеватор» исторически закрепился за этими сооружениями, поскольку первоначально основной машиной в них являлся ковшовый подъёмник (нория) для вертикального перемещения зерна. Современные элеваторы — это высокомеханизированные и автоматизированные предприятия, оснащённые производительным технологическим и транспортным оборудованием.

История

Элеваторная отрасль играет ключевую роль в решении основных экономических задач, связанных с зерном: концентрация товарного зерна в централизованном распоряжении, создание условий для его послеуборочной обработки и формирования крупных однородных партий, а также обеспечение сохранности зерна и продуктов его переработки до момента потребления. Преимущества элеваторов перед иными способами хранения включают полную механизацию всех операций, возможность проведения операций по обеспечению сохранности зерна (очистка, сушка), снижение потерь и изоляцию зерна от воздействия окружающей среды.

В Российской Федерации по состоянию на конец 2010-х годов насчитывалось около 1147 элеваторов и хлебоприёмных предприятий общей ёмкостью порядка 102 млн тонн. Однако общая численность элеваторов в стране за предыдущие полтора десятилетия значительно сократилась, что создаёт предпосылки для развития данного направления бизнеса.

Классификация элеваторов

Элеваторы подразделяются на типы (звенья) в соответствии с их основными функциями и местом в технологической цепи: заготовительные (линейные), перевалочные, базисные, фондовые, производственные (примельничные, прикрупяных и комбикормовых заводах) и портовые. Несмотря на частое совмещение функций, принадлежность к конкретному типу определяется географическим положением, принципиальной схемой, конструктивными особенностями, количеством и производительностью технологического оборудования.

Специфика элеваторов различных типов наглядно проявляется через коэффициенты использования ёмкости. Коэффициент оборота ёмкости (K₀) представляет собой отношение количества зерна, прошедшего через хранилище за год, к ёмкости хранилища и характеризует интенсивность его использования. Коэффициент использования ёмкости (Kₑ) отражает среднюю за год заполненность хранилища. Для заготовительных элеваторов характерен K₀ в диапазоне 0,8—1,5 при Kₑ 0,2—0,6; для базисно-перевалочных K₀ составляет 3—6 при Kₑ 0,6—0,8; для фондовых K₀ равен 0,3—0,4 при Kₑ 0,7—0,9; для производственных K₀ находится в пределах 2—8 при Kₑ 0,7—0,9; а для портовых K₀ достигает 6—10 при Kₑ 0,4—0,8.

Заготовительные (линейные) элеваторы

Основная задача заготовительных элеваторов — приёмка зерна от хлебосдатчиков с его одновременной классификацией, обработка для улучшения качества, составление крупных партий зерна из отдельных мелких, размещение, хранение и отгрузка по назначению. Характерная особенность — развитый приёмно-отпускной фронт, а поступление зерна часто ограничено короткими сроками (15-30 дней), что обуславливает значительную вместимость зернохранилищ. В советский период наблюдалась тенденция к увеличению вместимости заготовительных элеваторов и мощности их оборудования — от 1000 тонн с двумя нориями производительностью 16 т/ч до 100 000 тонн с четырьмя и более нориями производительностью 175 т/ч.

Типовыми проектами того времени были элеваторы Л-2×100, Л-2×100С (для сейсмических районов), Л-3×100 (для целинных земель), Л-4×175, ЛВ-3×175, ЛВ-4×175, ЛС-4×175 и ЛСВ-4×175. Например, элеватор Л-2×100 имел трёхрядный железобетонный силосный корпус высотой 25 метров с силосами размером 3,2×3,2 метра, вмещавшими по 150—170 тонн зерна каждый, и был оборудован двумя нориями ТНС-100. Элеватор Л-3×100, разработанный для районов освоения целинных земель, использовал типовой силосный корпус с круглыми железобетонными силосами высотой 30 метров и диаметром шесть метров вместимостью 600 тонн каждый и был оснащён тремя нориями производительностью 100 т/ч.

Перевалочные и базисные элеваторы

Перевалочные элеваторы предназначены для перегрузки зерна с одного вида транспорта на другой (например, с водного на железнодорожный или с узкой колеи на широкую). Их задача заключается не только в обработке и перегрузке зерна, но и в формировании необходимых крупных однородных партий. Вместимость таких элеваторов обычно составляет от 25 до 50 тысяч тонн, а иногда достигает 100 тысяч тонн и более. Базисные элеваторы предназначены для длительного хранения крупных партий зерна и строятся на пути движения зерновых потоков в пунктах большого потребления.

Им свойственен сильно развитый приёмно-отпускной фронт, а зерно на них часто доводится до мельничных или экспортных кондиций. В советское время функции базисных элеваторов часто совмещались с перевалочными, что было экономически выгодно благодаря компенсации дополнительных погрузочно-разгрузочных расходов более низкой стоимостью водных перевозок. Коэффициент оборота перевалочных элеваторов составлял 3,6-6,0, а при малой вместимости мог достигать 10 и более. Нории на таких элеваторах обычно имели производительность 175—350 т/ч.

Фондовые зернохранилища

Фондовые зернохранилища выполняют операции по приёмке зерна с железнодорожного и водного транспорта, приведению его в кондиционное состояние и обеспечивают длительное хранение. Их характерные черты — большая вместимость (80—100 тысяч тонн и более) и невысокий коэффициент оборота (0,3—0,4). В фондовых зернохранилищах обычно используется линейное расположение складов и силосов, при этом доля элеваторной ёмкости составляет 16—20 %, а складской — 80—84 %.

Отгрузочные устройства проектируются с высокой производительностью для обеспечения срочной отгрузки всего зерна. Несмотря на то что поступающее зерно уже, как правило, приведено в кондиционное состояние, на фондовых зернохранилищах предусматриваются мощные сепараторы и сушилки для дополнительной очистки и сушки.

Производственные элеваторы

Производственные элеваторы строятся при мельзаводах, крупозаводах, пивзаводах и комбикормовых заводах. Наиболее распространённым типом являются мельничные элеваторы, основное назначение которых — обеспечение зерном соответствующего качества мукомольного производства. На этих элеваторах создаётся 3—4-месячный запас зерна для стабилизации режима работы предприятия и возможности подбора больших однородных партий, а также организуется подготовка зерна к помолу (очистка, сушка, подсортирование). Грузооборот и коэффициент оборота мельничного элеватора варьируются в зависимости от вида подвоза и объёма местного поступления зерна. Типовыми проектами мельничных элеваторов в советский период были М-2×100, М-2×175, М-3×100 и М-3×175. Элеваторы при крупяных заводах имеют особенности, обусловленные специфическими свойствами культур; например, для риса, чувствительного к ударам, используются нории с пониженной скоростью движения ленты и не применяется пневматический транспорт, а углы наклона самотечных труб увеличены до 45°.

Портовые элеваторы

Портовые элеваторы предназначены для приёмки крупных партий зерна с железнодорожного транспорта и его отгрузки на морские суда. Они располагаются в местах стыковки морских магистралей и железной дороги и характеризуются мощными приёмно-отпускными устройствами. Приёмная способность таких элеваторов может достигать 3—4 маршрутов в сутки (около 10 % от их вместимости), а отгрузочная — 5—6 тысяч тонн в сутки и более.

Необходимость подготовки однородных партий зерна обуславливает наличие зерноочистительного оборудования и зерносушилок. Коэффициент оборота портовых элеваторов составляет 4—8, а на некоторых объектах достигает десяти и более.

Технологическое оборудование и сооружения

Современный элеватор представляет собой комплекс сооружений, связанных общими производственными процессами. К основным производственным зданиям и сооружениям относятся рабочее здание, силосные корпуса с конвейерными галереями, сооружения для разгрузки и погрузки зерна с различных видов транспорта, сооружения для сушки зерна, а также сооружения для хранения и погрузки отходов. В рабочем здании размещаются машины и механизмы для подъёма зерна (нории), взвешивания, очистки, а также механизмы для перемещения и распределения зерна. Рабочее здание является центральным элементом комплекса, вокруг которого группируются все остальные производственные сооружения.

Силосный корпус — это собственно зернохранилище, состоящее из множества силосов (ёмкостей). Наибольшее распространение получили круглые силосы диаметром шесть метров, сблокированные в корпуса, что позволяет при относительно небольшой общей ёмкости иметь достаточное количество силосов для раздельного хранения зерна различных культур, сортов и качества. Число рядов силосов в корпусе может варьироваться от двух до шести и более. Существенную часть оборудования элеваторов составляют аспирационные устройства, предназначенные для удаления пыли, которая обильно выделяется при перемещении зерна и создаёт неудовлетворительные санитарно-гигиенические условия работы, повышает износ механизмов и представляет взрывоопасную опасность.

Конструктивные особенности и типы хранилищ

Зернохранилища подразделяются на два основных типа: напольного хранения и силосные. Хранилища напольного типа (зерновые склады) могут быть не механизированными, когда загрузка и выгрузка осуществляются с помощью передвижной техники, либо механизированными, оборудованными системами вентиляции, датчиками, погрузочно-разгрузочными средствами. Силосные хранилища представляют собой одну или несколько ёмкостей, обычно цилиндрической формы, высотой до 30 метров и диаметром 4—9 метров.

Строительство силосных элеваторов сложнее и дороже, однако они обладают рядом преимуществ: их проще автоматизировать, что минимизирует повреждение зерна при отгрузке; в них легче контролировать влажность, температуру и засорённость зерна благодаря большому количеству датчиков; они лучше вентилируются. Полноценный элеватор комплектуется узлом приёмки, узлом очистки зерна, оборудованием для сушки, лабораторией, электронными весами, сепараторами, транспортёрами и оборудованием для погрузки. По материалу изготовления различают железобетонные (монолитные или сборные) и металлические элеваторы. Строительство крупных железобетонных элеваторов является наиболее дорогостоящим, в то время как металлические элеваторы примерно в 2,5 раза дешевле, что обуславливает их активное возведение в настоящее время при одновременной реставрации старых железобетонных сооружений.

Экономические аспекты и состояние отрасли в России

Элеваторная промышленность является значимой отраслью аграрного сектора. Наличие развитой сети элеваторов позволяет решать важные экономические задачи, связанные с хранением и переработкой зерна. Однако в России наблюдается дефицит современных элеваторных мощностей, их неравномерное распределение по регионам и значительный износ основных фондов. Общая мощность всех типов зернохранилищ в России оценивается в 135—145 млн тонн, из которых лишь около 47 % составляют специализированные элеваторы и хлебоприёмные пункты, а остальное — зерносклады в сельхозпредприятиях и личных подсобных хозяйствах, чьё состояние часто неудовлетворительно.

В сезоне 2017—2018 годов дефицит ёмкостей для хранения зерна оценивался примерно в 20 млн тонн, что вынуждало аграриев размещать урожай в неприспособленных складах, приводя к потерям количества и качества зерна. Так, доля пророщенного зерна в том сезоне в среднем по стране составляла 7—10 %, а в Центральном и Приволжском федеральных округах достигала 20 % при норме до 1 %. Очевидная нехватка мощностей, особенно в основных зерносеющих регионах, таких как Южный, Приволжский и Центральный федеральные округа, сдерживает развитие зернового производства и снижает конкурентоспособность российского зерна на мировом рынке.

Инфраструктурные затраты остаются высокими, и их снижение за счёт модернизации и увеличения конкуренции на рынке инфраструктурных услуг является одной из ключевых задач. Целью строительства новых и реконструкции существующих элеваторов является совершенствование технологий, увеличение выхода и повышение качества продукции, а также обеспечение перерабатывающих предприятий сырьём с необходимым запасом. Перспективы развития элеваторной отрасли связаны с внедрением новейшего российского оборудования и технологий, что позволит не только повысить эффективность хранения, но и способствовать импортозамещению и росту экспортного потенциала, который оценивается до 40 млн тонн зерна ежегодно к 2020 году.