Зерновые и другие сыпучие продукты часто хранят в горизонтальных хранилищах, когда:
- большие количества зерна должны храниться в течение длительного времени с возможностью вентилирования хранилища;
- несущая способность грунта слишком низкая для строительства вертикальных силосов;
- местные строительные нормы запрещают строить высокие здания;
- в периоды незначительных поступлений зерна хранилище должно использоваться для других грузов;
- необходимо хранить трудносыпучие продукты, которые не выходят из силоса самотеком.
Горизонтальные хранилища имеют много недостатков, которые сводят на нет их положительные стороны:
- продукты с хорошей сыпучестью выходят самотеком только частично и производительность выгрузки низкая;
- загрузка продуктов в хранилище и выгрузка их из хранилища требуют больших затрат труда;
- после выпуска самотеком большая часть хранящейся массы продукта должна выгружаться с помощью побудителей;
- при сооружении горизонтальных силосов не может эффективно использоваться метод скользящей опалубки;
- для хранения одинакового количества продуктов необходима большая площадь земельного участка;
- чем больше площадь поверхности крыши, тем больше опасность ее протекания и чаще требуется ремонт;
- автоматизация и дистанционный контроль транспортного оборудования затруднительны;
- вследствие того, что отсеки хранилища соединяются друг с другом в верхней части, не исключается перемешивание отдельных партий, газация партий становится очень опасной и внутри подземной части хранилища пыль обычно находится во взвешенном состоянии.
Несмотря на эти недостатки, хранилища с горизонтальным полом часто применяют для хранения свежеубранного зерна.
Как уже упоминалось, в настоящее время широко используются комбайны и поэтому убранное зерно имеет более высокие, менее устойчивые влажность и температуру в процессе хранения. В связи с этим фермеры обязаны уделять больше внимания условиям хранения зерна.
Так как зерно представляет собой живой и хрупкий организм, то оно выделяет в процессе хранения диоксид углерода (СО2), влагу и теплоту.
Образующаяся теплота с трудом достигает поверхности зерновой массы, поэтому температура внутри зерновой массы сохраняется повышенной. Для длительного хранения этого зерна теплота должна быть удалена. Этого достигают двумя методами, а именно сушкой и охлаждением. Длительное время используются механические транспортные системы, которые поддерживают зерновую массу в постоянном движении, высушивая и охлаждая ее за счет контакта с воздухом. Вместо этой сложной системы используют горизонтальные силосы, где высота зерновой массы ограниченна; применяют также и эффективные системы вентилирования.
Предпочтительна ограниченная высота зерновой массы, так как это решает многие проблемы вентилирования. Хотя в зерновой массе содержится в среднем 60 % продукта и 40 % воздуха, для вентилирования толстого слоя зерна требуется значительно более высокое давление, чем при вентилировании тонкого слоя. Длительное хранение хорошо вентилируемых зерновых масс в хранилищах с горизонтальными полами связано с меньшей опасностью. Вентилирование гарантирует обработку зерна рациональным путем, и это благоприятно влияет на энергию прорастания, снижает влажность и температуру, активность плесеней, запах и размножение насекомых (насекомые избегают проветриваемых помещений). Дополнительное преимущество заключается в том, что продажу зерна можно отложить до наиболее благоприятной обстановки на рынке.
Зернохранилища с горизонтальными полами бывают различных форм и размеров, и многие конструкторы пытаются улучшить транспортировку зерна в хранилище и из него и усовершенствовать системы вентилирования и охлаждения.
Показано зернохранилище, в котором вентилятор используется не только для сушки и охлаждения зерновой массы, но также для ускорения выгрузки. Выгрузка производится, насколько позволяет угол естественного откоса зерна, а затем воздух нагнетается в специальные каналы, установленные на уровне пола. Эти каналы имеют в сечении трапецеидальную форму; ориентация выходных отверстий каналов и скорость воздуха, подаваемого вентилятором, обеспечивают псевдоожижение зерна и его транспортировку к выпускной задвижке.
Остаток, образующийся после выгрузки самотеком, удаляется постепенно. Система может быть установлена в металлических или бетонных силосах всех размеров.
Показано зернохранилище, состоящее из нескольких отсеков, примыкающих друг к другу, каждый одинакового объема и высотой слоя зерна около 10 м. Под полом каждого отсека проходят в продольном направлении различные вентиляционные каналы, покрытые специальными решетками. Каналы могут обслуживаться группами передвижных, полностью автоматизированных вентиляторов, управление которыми осуществляется с помощью системы контроля температуры и влажности, размещенной внутри зерновой массы. Свежий воздух, подаваемый в каналы, проходит равномерно через зерновую массу от пола к ее поверхности и затем выходит из помещения через отверстия в крыше.
Отдельные отсеки заполняют с помощью ленточного конвейера и передвижной разгрузочной тележки. Для улучшения заполнения отсеков имеется передвижное перемешивающее устройство, которое разравнивает поверхность зерновой массы с помощью скребкового конвейера, способного опускаться и подниматься.
При разгрузке хранилища сначала используется перемещение самотеком зерна, расположенного ближе к выпускному отверстию. Затем тот же скребковый конвейер подает зерно к выпускному отверстию. После этого небольшая передвижная нория удаляет оставшееся зерно. Некоторые интересные зернохранилища, частично заглубленные.
Приведено тонкостенное купольное хранилище, эффективное для длительного хранения зерна. Конструкция купольного здания запатентована фирмой «Howe Int. Ltd.» (Канада) — так называемая система «Binishell system»; жидкий бетон и стальную арматуру размещают на земляном основании между двумя мембранами многократного использования; систему поднимают, используя давление воздуха, когда бетон еще находится в пластическом состоянии, чтобы придать куполу требуемую форму. Этот метод позволяет сооружать купол в течение восьми дней. Купольное хранилище заполняется скребковым конвейером и опорожняется сначала самотеком, а затем вращающимся по днищу хранилища винтовым конвейером на подземный скребковый конвейер.
Системы заполнения и выгрузки позволяют обеспечить полную автоматизацию и высокий грузооборот хранилищ, сравнимый с грузооборотом вертикальных силосов.
Каждое купольное хранилище может быть оборудовано системой контроля температуры, системой фумигации и вентиляционными каналами, устанавливаемыми под его основанием.
Дополнительной особенностью является большой проем в куполе для проезда автомобилей, позволяющий в случае необходимости хранить затаренное зерно.
В некоторых странах сочетание низкой стоимости и небольшой продолжительности возведения, климатические условия, низкие нагрузки на грунт и хорошая приспособляемость конструкции делают бетонное купольное хранилище популярным.