Украина выращивает 10 миллионов тонн подсолнечника в год, при этом сжигая большую часть стеблей.
Почему стебли подсолнечника сложнее прессовать в тюки, чем любые остатки зерновых культур, какие рынки оправдывают эти усилия и как предприятия в Украине, России и северо-западном Китае превращают толстые древесные стебли в ценную биомассу.
Стебли подсолнечника: проблема, стоящая за крупнейшим урожаем масличных культур в Европе.
Подсолнечник (Helianthus annuusПодсолнечник является доминирующей масличной культурой в сельскохозяйственном поясе Черного моря. Украина ежегодно собирает от 10 до 12 миллионов тонн семян подсолнечника с 6–7 миллионов гектаров, что делает ее крупнейшим в мире производителем подсолнечника, опережая Россию (9–10 миллионов тонн) и Аргентину (3–4 миллиона тонн). Китайские провинции Внутренняя Монголия, Синьцзян и Ганьсу вместе производят от 2 до 3 миллионов тонн. После уборки урожая с колосьев подсолнечника остается стебель высотой от 1,5 до 2,5 м и диаметром стебля от 20 до 40 мм — один из самых толстых и одревесневевших растительных остатков в коммерческом сельском хозяйстве.
Стебли подсолнечника исторически являлись растительными остатками, которые каждый агроном рекомендовал утилизировать, но которые до сих пор не удалось успешно прессовать в тюки в больших масштабах. Сочетание чрезвычайно большой толщины стебля, высокого содержания лигнина (от 20 до 281 ТТ3 сухого вещества), структуры сердцевины, устойчивой к сжатию, и полых междоузлий, разрушающихся под давлением в камере пресс-подборщика, создает материал, с которым стандартные круглые пресс-подборщики не могут справиться без предварительного измельчения, и даже предварительное измельчение представляет собой серьезную проблему при прессовании. Стандартным методом борьбы является сжигание в поле — до сих пор широко распространенное в Украине и России, несмотря на законодательные запреты, — или механическое заделка с помощью мощных измельчителей стеблей, что является медленным, дорогостоящим процессом, связанным с распространением склеротиниоза и фомозной болезни в почве.
В этом руководстве рассматривается, почему прессование стеблей подсолнечника в тюки оправдывает дополнительные усилия по управлению, какая предварительная обработка необходима, какие каналы сбыта оправдывают затраты на прессование в контексте текущих рынков биомассы и грубых кормов Украины, России и Китая, а также какие конфигурации оборудования эффективно обрабатывают этот материал. Для понимания того, как экономика прессования биомассы соотносится с различными типами отходов, ознакомьтесь с нашим обзором... Рентабельность инвестиций в пресс-подборщик силоса — когда владение выгоднее, чем наем персонала Рассматриваются вопросы, связанные с принятием решений о капитальных инвестициях в операции по прессованию отходов.
Почему стебли подсолнечника нельзя прессовать в тюки напрямую?
Диаметр стебля и разрушение сердцевины
Диаметр основных стеблей подсолнечника при уборке урожая составляет от 25 до 45 мм — значительно больше, чем у стеблей кукурузы (от 20 до 30 мм), и на порядок больше, чем у травы или соломы злаковых. Внутренняя структура сердцевины стебля подсолнечника губчатая, а не волокнистая, и под давлением прессовальной камеры она разрушается, что приводит к очень низкой плотности тюка — ниже 80 кг сухого вещества/м³ в большинстве случаев прямой прессовки целых стеблей. При такой плотности стандартный круглый тюк диаметром 1,25 м весит всего 80–120 кг — что экономически неприемлемо для транспортировки и слишком пористо для любого коммерческого хранения.
Ветвящаяся структура подсолнечника усугубляет проблему прямой прессовки: боковые ветви (длиной от 20 до 35 см, диаметром от 5 до 12 мм) отходят от основного стебля и образуют структуру, которая цепляется и запутывается в зубьях подборщика, формирует в камере неравномерные массы вместо равномерного укладки и приводит к образованию асимметричных тюков с плохой сохранением формы. Предварительное измельчение является обязательным условием для прессовки стеблей подсолнечника — это не просто дополнительная мера повышения эффективности, а необходимое условие для любой коммерчески жизнеспособной прессовки.
| Предварительная настройка измельчения | Размер фрагмента | Плотность тюков | Поведение в помещении | Лучший рынок |
|---|---|---|---|---|
| Отсутствует (стебель цел). | 1,5–2,5 м | <80 кг сухого вещества/м³ | Запутывание, затыкание | Нежизнеспособно |
| Тяжелый шред | 80–150 мм | 100–130 кг сухого вещества/м³ | Периодическое засорение | Только грубые корма |
| Средняя степень измельчения ✓ | 40–80 мм | 130–170 кг сухого вещества/м³ | Хороший поток | Биомасса + грубые корма |
| Мелкая крошка | 15–40 мм | 160–200 кг сухого вещества/м³ | Отличный | Гранулированное сырье |
Применение на рынке и оценка стоимости
Рынок 1: Сжигание биомассы
Стебли подсолнечника имеют теплотворную способность от 15 до 17 МДж/кг сухого вещества и содержание золы от 5 до 91 ТТ3 (выше, чем у соломы злаковых, из-за значительного минерального состава ткани стебля подсолнечника). Более высокое содержание золы является недостатком для специализированных систем сжигания биомассы с низкой толерантностью к золе, но приемлемо для промышленных котлов и предприятий по совместному сжиганию биомассы, которые обычно перерабатывают сельскохозяйственную биомассу с содержанием золы от 6 до 101 ТТ3. Украинские заводы по производству биопеллет, быстро развивающиеся с 2018 года в соответствии с Директивой ЕС о возобновляемых источниках энергии, являются основным коммерческим рынком сбыта мелко измельченных стеблей подсолнечника в западной Украине.
Рынок 2: Грубые корма для скота
Измельчённые стебли подсолнечника средней толщины (40–80 мм) содержат от 4 до 71 ТП3Т сухого вещества, от 65 до 751 ТП3Т клетчатки и от 40 до 501 ТП3Т усваиваемой усваиваемой протеины — питательные свойства сопоставимы с пшеничной соломой или кукурузной ботвой. В качестве поддерживающего грубого корма для сухостойных коров и овец в количестве от 20 до 351 ТП3Т от общего потребления сухого вещества наряду с белковой и энергетической добавкой, он коммерчески эффективен на предприятиях по разведению крупного рогатого скота и овец в северном Казахстане и южной России, где высококачественные грубые корма являются редкостью. Вкусовые качества ниже, чем у соломы злаковых — у крупного рогатого скота обычно наблюдается период адаптации к предпочтению от 5 до 10 дней при первом введении в рацион грубых кормов из стеблей подсолнечника. Добавление мелассы в количестве от 2 до 31 ТП3Т сухого вещества рациона в период адаптации значительно улучшает начальное потребление.
Рынок 3: Субстрат для выращивания грибов
Измельченная шелуха подсолнечника, особенно ее сердцевина, используется в качестве компонента субстрата для выращивания вешенки в китайских провинциях, занимающихся производством грибов. Высокое содержание целлюлозы (38–441 ТТ3 сухого вещества) и умеренное содержание лигнина делают подсолнечную шелуху пригодным наполнителем субстрата при смешивании с пшеничной соломой или хлопковой шелухой. Это нишевое применение в Украине и северо-западном Китае, но оно обеспечивает более высокие цены, чем на рынках грубых кормов за тот же объем измельченного материала.
Он Пресс-подборщик круглых тюков 9YG-1.25A с регулируемой камерой прессования Этот конвейер предназначен для обработки измельченных стеблей подсолнечника средней толщины (40–80 мм) в стандартных круглых тюках, как для рынка грубых кормов, так и для рынка биомассы. Для мелкоизмельченного материала, предназначенного для производства гранул, регулируемое давление в камере позволяет достичь плотности тюка 160–200 кг сухого вещества/м³, требуемой конвейерными системами грануляторных заводов.
Оперативное управление в Украине и Северо-Западном Китае
Украинское окно урожая
Уборка подсолнечника в Украине проходит с конца августа по октябрь в степной зоне. Влажность стеблей при уборке обычно составляет от 20 до 351 мкг/т в южной степи (Херсонская, Николаевская, Одесская области) и от 28 до 451 мкг/т в северной лесостепной зоне. Давление стеблей естественным образом просушить их в течение 5-10 дней после уборки комбайном снижает влажность до 15-221 мкг/т — этого достаточно для сухой прессовки без дополнительной обработки. Предварительное измельчение в течение 3-5 дней после уборки дает наиболее эффективный результат: стебли остаются достаточно влажными для чистого измельчения без чрезмерного образования пыли, но при этом влажность ниже порогового значения, при котором свежие стебли после прессовки могут заплесневеть.
Вопросы управления заболеванием
Склеротиниоз стебля, фомозный стеблевой рак и ботритис головной гнили являются основными болезнями подсолнечника, которые зимуют в стеблевом материале. Прессование и удаление стеблей с поля — вместо измельчения и заделки в почву — снижает инокуляционную нагрузку для последующих культур на том же поле. Это преимущество в борьбе с болезнями все чаще признается украинскими агрономами как дополнительное обоснование прессования, помимо прямой коммерческой ценности прессованного материала.
Распространенные ошибки
Целые стебли подсолнечника высотой от 1,5 до 2,5 м и диаметром стебля от 30 до 45 мм невозможно спрессовать в тюки с помощью стандартного круглого пресс-подборщика. В результате происходит засорение камеры в первых нескольких метрах валка, повреждение зубьев подборщика жесткой структурой ветвей и форма тюков, не имеющая никакого отношения к цилиндрическому формату, необходимому для погрузки и хранения. Предварительное измельчение — это обязательный первый шаг.
Измельчённый стебель подсолнечника с влажностью выше 221 TP3T в герметичном круглом тюке нагревается до 50–65°C в течение 48–72 часов в результате микробного дыхания, которое уничтожает влажную сердцевину. Этот нагрев вызывает деформацию тюка, разрыв плёнки (если он был обернут) и развитие плесени в течение 3–4 недель. Перед прессованием необходимо высушить подсолнечник до влажности ниже 181 TP3T — засушливые и полузасушливые условия южной Украины и северо-западного Китая позволяют достичь этого в течение 5–8 дней после сбора урожая в большинстве лет.
Стебли подсолнечника диаметром от 30 до 45 мм с высоким содержанием лигнина сильно изнашивают молотки, лезвия и подшипники измельчителей. Косилки-измельчители, предназначенные для травы, и легкие измельчители, рассчитанные на кукурузную или пшеничную солому, подвержены ускоренному износу или катастрофическому разрушению лезвий при работе с подсолнечником. Перед началом промышленного производства тюков из стеблей подсолнечника следует выбрать измельчитель для тяжелых условий эксплуатации с молотками из закаленной стали и усиленными подшипниками.
Комбайны для уборки подсолнечника оставляют в валке различное количество измельченного материала дисковых жаток (древесной ткани цветоложа) рядом со стеблями. Этот материал дисков более плотный и абразивный, чем измельченные стебли, и может накапливаться в тюках, повышая содержание золы и абразивный износ оборудования гранулятора, расположенного ниже по потоку. По возможности, устанавливайте высоту стерни жатки достаточно высокой, чтобы большая часть материала дисковых жаток оставалась на пути уборки комбайном, а не вносилась в валок стеблей.
Часто задаваемые вопросы
Обсудите вашу программу прессования стеблей подсолнечника.
Сообщите нам регион вашего производства, наличие измельчителей и целевой рынок — мы подберем подходящую конфигурацию пресс-подборщика для коммерческого управления остатками стеблей подсолнечника.
