15.07.2021

Зерновая пыль не менее вредна для организма человека и окружающей среды, чем другие виды пыли. При этом, из-за её пожаровзрывоопасности при переработке и хранении зерна следует использовать специальные взрывозащищённые фильтры.

Зерно в лидерах по массе произведённой в России продукции

Русская пословица гласит: курочка по зёрнышку клюёт, да к вечеру сыта бывает. Народная мудрость подтверждается экономикой Российской Федерации.

Зерно по массе произведённой в России продукции стоит на третьем месте после нефти и угля и становится стратегическим экспортным продуктом нашей страны. По данным пресс-службы Министерства сельского хозяйства РФ по состоянию на конец 2020 года с площади 45,3 млн гектаров собрано и намолочено 131,2 млн тонн зерна.

Зерно собирается с полей в виде зерновой массы, которая является сырьём для зерноперерабатывающей промышленности. На предприятиях зерноперерабатывающей промышленности зерно очищается от сорных примесей, сушится, сортируется, хранится и отпускается потребителям.

Масса отходов, содержащих пыль, достигает 26 % массы сырья. При всех процессах обработки зерна постоянно присутствуют два вида зерновой пыли: осевшая (порошки) и витающая (аэрозоль).

Зерновая пыль вредна для здоровья…

Зерновая пыль вариабельна и сложна по составу. Она содержит минеральную пыль (почва), разрушенное зерно и части растений, семена сорняков, мицелии и споры грибков, микробов, насекомых и клещей. Предельно допустимая концентрация (ПДК) зерновой пыли в воздухе рабочих мест составляет 4 мг/м3 воздуха. Максимально разовая концентрация зерновой пыли в атмосферном воздухе городских и сельских поселений (ПДК) равна 0,5 мг/м3. Среднесуточная — 0,15 мг/м3.

Исследование осаждённой зерновой пыли показали, что 5 % её массы приходится на частицы размером меньше 4 мкм.

Зерновая пыль и споры грибков опасны для здоровья работающих и населения прилегающих к предприятиям селитебных территорий. В современной литературе подробно описаны так называемая «зерновая лихорадка», хронические поражения лёгких («лёгкие фермеров») и другие системные поражения внутренних органов при воздействии зерновой пыли.

Таблица 1. Заболевания, вызываемые воздействием зерновой пыли

Виды биологически активной пылиЗаболевания
Пыльца злаковых растений, грибковые антигены в зерновой пыли и на растениях, клещи, органо-фосфорные инсектицидыАстма и риниты
Отдельные части растений, эндотоксины, микотоксиныВоспаление слизистой оболочки и кожи
Грибные споры или термофильные актиномицеты, выделяемые заплесневелым зерном или сеном, антигены диаметром менее 5 мкмАллергический пневмонит
Насекомые: зараженная пшеницаБолезнь пшеничного долгоносика
Остатки растений, гранулы крахмала, плесень, эндотоксины, микотоксины, споры, грибки, грамоотрицательные бактерии, ферменты, аллергены, частицы насекомых, частицы грунта, химический осадокТоксичный синдром органической пыли
Пыль хранящегося зернаЗерновая лихорадка

Пыль зерноперерабатывающих предприятий влияет на здоровье населения, проживающего в районах, где расположены предприятия по хранению и переработке зерна. Уровень заболеваний органов дыхания в этих районах достоверно выше, чем в других. При массовых выбросах пыли, которые возможны при аварийных ситуациях возможно острое воздействие пыли на рядом проживающих людей, которое выражается в остром раздражении дыхательных путей и глаз.

… и взрывоопасна. Класс взрывоопасности зерновой пыли.

Зерновая пыль относится к третьему классу опасности по токсичности и пожаровзрывоопасности. Из-за этого производственные подразделения, где осуществляется хранение и переработка зерна, контролируются Гостехнадзором РФ. Работа предприятий регламентируется Правилами безопасности взрывопожароопасных производственных объектов хранения и переработки растительного сырья, утверждённых Приказом Ростехнадзора от 15 ноября 2016 года № 475.

Нижний концентрационный порог взрываемости (НКПВ) для зерновой пыли зависит от размера частиц пыли и влажности. В связи с этим концентрации по разным источникам различны и варьируются для зерновой пыли от 40 до 20 г/м3. Для дроблёной пшеницы НКПВ равен 33 г/м3, для муки — 28,8 г/м3. В вентиляционной практике для безопасного применения систем вентиляции в расчётах используют 10 % НКПВ. Потому при концентрациях зерновой пыли в системах вентиляции выше 2 г/м3 следует применять системы пожаровзрывобезопасности.

Источники зерновой пыли на предприятиях

Все стационарные источники загрязнения атмосферного воздуха предприятий должны проходить инвентаризацию, а предприятия должны иметь разрешения на выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. Процесс инвентаризации выбросов для предприятий и проектантов достаточно сложен из-за ограниченности и устаревшей информации.

Для определения количества валовых и удельных выбросов в атмосферу в настоящее время пользуются Методикой определения валовых и удельных выбросов в атмосферу для зерноперерабатывающих предприятий и элеваторов.

Таблица 2. Среднее количество пыли от различного аспирируемого оборудования элеваторов

Наименование оборудования, процессКонцентрация пыли отходящей от оборудования, г/м3
Приемка зерна с железной дороги (завальная яма, лотки, и пр.)1,3
Башмаки норий2,0
Насыпные лотки подсилосных транспортеров0,6
Насыпные лотки надсилосных транспортеров1,5
Сбрасывающие коробки подсилосных транспортеров2,0
Автоматические весы, подвесовой и надвесовой бункера, головки норий 1,2
Поворотные круги, надсепараторные бункера 0,6
Насыпные лотки, надсилосных транспортеров1,5
Поворотные круги, надсепаратные бункера0,6
Сбрасывающие тележки 0,7
Цепные транспортеры0,8
Пневмотранспорт отходов3,0
Пыление при выгрузке зерна
Рисунок 1. Пыление при выгрузке зерна

Как очищают воздух при переработке зерна

При подготовке зерна к хранению зерновая масса перемещается от приёмных устройств к оборудованию для очистки, сушки, сортировки. Очищенное зерно обрабатывается на этом оборудовании и отправляется на хранение. Перемещение зерна и его обработка сопровождается аспирацией пыли.

Воздух, отсасываемый аспирационными установками из оборудования и ёмкостей, перед выбросом в атмосферу очищается от пыли в целях защиты окружающей среды и использования его для рециркуляции. Улавливание пыли в аспирационных установках выделяет пригодные для использования в животноводстве зерновые отходы, снижает пожарную и экологическую опасность зерноперерабатывающих предприятий.

Улавливание пыли производится циклонами или рукавными фильтрами. В таблице 3 представлены типы пылеуловителей, применяемых на отечественных элеваторах.

Пылеулавливающее оборудование отечественных предприятий

Источники загрязнения атмосферного воздуха Применяемое оборудование
Приемка, очистка, сушка и освежение (продувка воздухом слоя зерна при активном вентилировании и сушке) отпуск. Заполнение и выпуск зерна из объемного технологического оборудования (силосы, бункера)
зерна.
Циклоны сухие
Рукавные/карманные фильтры
Перемещение зерна транспортными механизмами, самотеком по точкам, в системах пневмотранспорта. Циклоны сухие
Рукавные/карманные фильтры
Очистка зерна на сепараторахЦиклоны сухие
Рукавные/карманные фильтры
Осаждение пыли в оборудовании и на конструкциях элеватора. Вторичное пылениеВакуумная уборка пыли

Циклоны, используемые на российских предприятиях, разработаны более 50 лет назад. Эффективность улавливания по паспортным данным для крупной зерновой пыли составляет 90 %. Батарейные циклоны при концентрации пыли зерна на входе от 1 до 3 г/м3 выдают на выходе 50–80 мг/м3 не уловленной зерновой пыли. Пыль дисперсностью менее 10 мкм практически не улавливается.

Рукавные (карманные) фильтры используются для более эффективной очистки воздуха от зерновой пыли. Они имеют различные типоразмеры — от локальных (не имеющих бункеров) до многомодульных фильтров разной производительности. Данные установки работают на концентрациях пыли в потоках до 80 г/м3. Остаточная запылённость на выходе зависит от применяемого фильтрующего материала и скорости фильтрации и варьируется в пределах 5–20 мг/м3.

Фильтровальные установки должны иметь взрывозащищённое исполнение:

  • корпус фильтра должен быть усиленным на взрывное давление;
  • на корпусе фильтра должны быть установлены такие элементы взрывозащиты как разрывные мембраны или пламегасители для снятия давления в результате возможного возникновения взрыва;
  • на впускном воздуховоде необходима установка обратного клапана, предназначенного для предотвращения распространения взрывной волны обратно в цех к аспирируемым точкам.
Карманный фильтр во взрывозащищённом исполнении
Рисунок 3. Точечные фильтры (подробнее >>)

Как очищают воздух при хранении зерна

Очищенное и высушенное зерно хранится в ангарах, складах и в силосах. По сравнению с напольным хранением, хранение зерна в вертикальных силосах является наиболее эффективным. Сохранение температуры и влажности зерна обеспечиваются аэрацией. Схемы аэрации силосов представлены ниже.

Аэрации силоса с плоским дном
Рисунок 4. Аэрации силоса с плоским дном
Подача воздуха в конический силос
Рисунок 5. Подача воздуха в конический силос

Исследованиями Всероссийского Научно-Исследовательского Института Зерна и продуктов его переработки (ВНИИЗ) установлено, что для хранения зерна в силосах требуется подача воздуха не менее 10 м3/ч на тонну заложенного в силос зерна.

Подача воздуха в силосы требует компенсации притока, которая осуществляется различными способами, в том числе с применением силосных фильтров.

Подача воздуха в конический силос
Рисунок 6. Силосный фильтр (подробнее >>)

Как очищают помещения от осевшей зерновой пыли

Для качественной и быстрой очистки помещений от уже осевшей зерновой пыли с исключением вторичного пыления применяются системы вакуумной пылеуборки разной производительности.

Данные системы позволяют значительно сократить время уборки, при необходимости вернуть собранный материал в цикл производства и ощутимо снизить нагрузку на привлечённый к уборке персонал.

Система вакуумной пылеуборки
Рисунок 7. Система вакуумной пылеуборки (подробнее >>)

Резюме

В заключение давайте резюмируем основные тезисы, которые следует помнить всем, кто связан с работой с зерном:

  • Хранение и переработка зерна являются важными государственными задачами нашей страны.
  • Вентиляция (аспирация и нагнетание с выбросом воздуха в атмосферу или рециркуляцией в различных комбинациях) является технологическим процессом обработки и хранения зерна.
  • Улавливание пыли в аспирационных установках выделяет пригодные для использования в животноводстве зерновые отходы, снижает пожарную и экологическую опасность зерноперерабатывающих предприятий.
  • Ужесточение санитарных требований к чистоте атмосферного воздуха населённых мест по микрочастицам и нормирование содержания спор грибков ставит неотложную задачу финишной очистки всех аспирационных выбросов и выбросов при вентилировании силосов предприятий современными воздушными фильтрами не ниже F9 класса очистки.
  • Применение современных систем аспирации на предприятиях переработки зерна позволит значительно сократить потери зерна и повысит безопасность в агропромышленном комплексе.

Таким образом, пословицу про курочку и зёрнышко можно привязать и к аспирации воздуха: здесь сделал процесс безопаснее, здесь сэкономил тёплый воздух, здесь вернул материал в производственный процесс… А в итоге получается рациональный, надёжный и социально-ответственный бизнес, работающий как на благо каждого сотрудника, так и государства в целом.

Источники:

Данная запись создана на основе статьи заслуженного эколога Российской Федерации, Юрия Степановича Корюкаева, написанной специально для АО «СовПлим».

С источником вы можете ознакомиться по ссылке: скачать (.doc)

Читайте также:
«Марганец в сварочных аэрозолях. Марганцевый паркинсонизм»
«Как сварочный аэрозоль поражает нервную систему?»

Связаться с нами