Поточно-конвейерные технологии в молочном животноводстве

Анализ технологических составляющих молочного животноводства, связанных с процессами кормления, доения, удаления навоза и микроклимата. Изучение математической модели обоснования выбора систем микроклимата при проектировании животноводческих помещений.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид автореферат
Язык русский
Дата добавления 04.02.2018
Размер файла 12,4 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Исследования параметров температурного компенсатора проводились в двух регионах России - Нечерноземье (Нижегородская область), Северный Кавказ (Краснодарский край, Ростовская область). Основная их часть проведена в колхозе имени Ленина Большемурашкинского района Нижегородской области.

Предположение о стабильности температур в подпольном навозохранилище полностью подтверждается суточными диаграммами термографов (рис. 15). Для сравнения на одну карту нанесены показания двух термографов - одного, находящегося на улице, и другого - в подпольном навозохранилище. График изменения температуры в компенсаторе является практически прямой линией, параллельной оси х, при этом а принимает соответственно значения 3, 4, 5 и может быть представлен линейной функцией у = а (а 0).

На рис. 16 представлены результаты наблюдений за состоянием микроклимата на фермах колхоза имени Ленина Большемурашкинского района Нижегородской области. Под каждым столбиком гистограммы в прямоугольнике представлены номера зон. Проведенные исследования охватывают значительный промежуток времени с 1 ноября по 7 мая и, кроме этого, включают три времени года - осень, зиму и весну.

Рисунок 15 - Суточная карта термографа

Рисунок 16 - Графические результаты наблюдений за состоянием микроклимата на фермах колхоза имени Ленина Нижегородской области

На гистограмме представлены результаты опытных данных по трем видам газа - сероводород, окись углерода, аммиак (вертикальные оси). По полю гистограммы проведены три горизонтальных линии, обозначающие допустимую концентрацию сероводорода для коров и молодняка старше 4 месяцев 10 мг/м3, допустимую концентрацию окиси углерода для этих групп животных 15 мг/м3 и допустимую концентрацию аммиака 20 мг/м3.

В результате проведенных исследований установлено: применение температурного компенсатора позволяет поддерживать основные параметры микроклимата в животноводческом помещении при крупной концентрации поголовья в пределах зоотехнических норм - температуру в зоне содержания животных от +12 до + 15,5 оС (зимой), от +18 до + 21,5 оС (летом), влажность от 67,7 до 85,5 %, концентрацию аммиака ниже допустимой нормы на 45 %, сероводорода - на 80 %, окись углерода отсутствует. Данный способ обеспечения параметров микроклимата в животноводческих помещениях способствует процессу поточности, так как не создает дополнительных связей и ограничений со смежными поточно-конвейерными технологиями кормления и доения. Надежное функционирование температурного компенсатора находится в зависимости от степени заполнения подпольного навозохранилища с технологическим циклом 12 месяцев. Предел допустимого заполнения хранилища составляет ѕ его общего объема в течение 18 месяцев

В четвёртой главе «Методика расчета и определения параметров поточно-конвейерных технологий в молочном животноводстве» представлены основы расчета параметров поточно-конвейерной технологии индивидуального кормления коров, расчет теплового баланса температурного компенсатора при подпольной системе навозоудаления, методика оценки и выбора систем микроклимата животноводческих помещений, метод объединения поточно-конвейерных технологий кормления и доения в единый технологический комплекс.

В процессе применения кормового конвейера определяющим условием эффективности его эксплуатации является обеспечение процесса поточности с целью исключения возможных простоев смежной поточно-конвейерной технологии доения. При этом происходит совмещение их технологических циклов. Наступает момент, когда одновременно осуществляется процесс кормления и доения. В данной ситуации определяющим параметром, обеспечивающим непрерывный процесс стыковки двух технологий, является производительность.

Степень заполнения кормового конвейера определяется по следующей формуле

, (42)

где kос - общее число секций конвейера; kзс - число секций конвейера, занятых животными; kсс - число свободных секций конвейера, находящихся в зоне предварительных и заключительных технологических операций.

Коэффициент полезной занятости конвейера можно определить из соотношений

, (43)

где Тпц - общее время на полный технологический цикл конвейера; Тпо - время на выполнение предварительных и заключительных технологических операций (из расчета на каждый рабочий цикл конвейера); Тлм - лимит машинного времени кормления коров на конвейере.

С учетом длины и линейной скорости конвейера его производительность будет равна

, (44)

где lш - шаг расстановки подвесок; Lкк - общая длина конвейера; Vкк - линейная скорость кормового конвейера; tl - время, за которое конвейер проходит путь, равный длине его секции.

Производительность Qкк двухлинейной параллельно-поточной линии кормления можно представить в следующем виде

, (45)

где fпо - коэффициент производственных отклонений и задержек, возникающих в ходе работы кормового конвейера (всегда fпо 1).

Нагрузки кормового конвейера определяются из постоянных составляющих на его тяговой ветви

, (46)

где Gn - масса подвески; Gк - масса каретки цепи; Gц - масса одного погонного метра цепи; - шаг расстановки кареток.

Нагрузка qri на грузовой ветви от точки 2 до точки 10 (рис. 17)

, (47)

где Gr - масса корма вы кормушке.

Рисунок 17 - Конфигурация трассы кормового конвейера:

- подъем по трассе; - спуск

Рисунок 18 - График нагрузок по трассе кормового конвейера:

1 - qr; 2 - qr2...10; 3 - qr10...11 = 535 Н/м; 4 - qr11...12 = 463,5 Н/м;

5 - qr12...13 = 386,1 Н/м; 6 - qr13...14 = 308,7 Н/м; 7 - qr14...15 = 23 Н/м;

8 - qr15...16 = 145 Н/м; 9 - qr16...17 = 64,2 Н/м

Переменная часть нагрузки qri на грузовой ветви определяется графически по участкам от 10...11 до 16...17. Суммарная нагрузка на грузовой ветви по участкам от qr10...11 до qr16...17 определяется по формуле

, (48)

где Gд - усилие на подвеску, создаваемое животным при поедании кормов.

Натяжение цепи в отдельных точках кормового конвейера (рис. 18) составит:

в точке 0 S0 = Smin, S0 = 1000 Н; (49)

в точке 1 S1 = S0 + Cсдq17...20 l0...1, qrп-2 = qr; (50)

на перепаде высот трассы конвейера:

в точке 9 S9 = 30 (30 S8 + Cсдqr2...10 l8...9 + qr2...10 hкк), (51)

где hкк = 2,22 м - перепад высот трассы;

в точке 19 S19 = 30 (30 S18 + Cсдqr l18...19 - qr hкк), (52)

где 30 - коэффициент сопротивления движению цепи на вертикальном перегибе трассы кормового конвейера под углом = 30о; Ссд - коэффициент сопротивления движению кареток цепи на прямолинейном участке трассы кормового конвейера.

Тепловой баланс температурного компенсатора при подпольной системе навозоудаления - это сопоставление прихода тепловой энергии от всех источников и ее расход с учетом анализа тепловых процессов, происходящих в компенсаторе. Учитывая математический анализ теплотворной способности земли Q3, формулы теплового баланса температурного компенсатора будут иметь вид Q3 + Qж - Qв - Qп > 0(+). (53)

Получив расчетные значения составляющих теплового баланса температурного компенсатора, имеем

уровень 4,5 м 2638634 - 1756900 > 0(+) баланс положительный

уровень 3,2 м 2298882 - 1756900 > 0(+) баланс положительный

уровень 2,4 м 2139150 - 1756900 > 0(+) баланс положительный

уровень 1,6 м 2027010 - 1756900 > 0(+) баланс положительный

уровень 1,1 м 1682634 - 1756900 < 0(-) баланс отрицательный

Таким образом, при завершении заполнения температурного компенсатора навозной массой до отметки 1,1 м (3/4 объема) его эффективность становится равной нулю

(Vтк 3/4 Vх) (Q3 0) (0 + Qж - Qв - Qп); (54)

(Vтк 3/4 Vх) (Q3 0) (Qж - Qв - Qп < 0(-)), (55)

где Vтк - объем температурного компенсатора; Vх - объем подпольного навозохранилища.

Состояние микроклимата можно представить как множество Мк, состоящее из таких элементов, как температура воздуха Ттв, его влажность Wвв, скорость движения Vсв, засоренность пылью Мзв, газовый состав Gгсв, наличие в воздухе микроорганизмов Вмв, ионизация J, освещенность Lо, уровень шума Zш, давление воздушной среды Рдв и записывается в виде формулы

Ттв Л Wвв Л Vсв Л Мзв Л Gгсв Л Вмв Л J Л Lо Л Z ш Л Рдв Мк. (56)

Формирование микроклимата животноводческих помещений во многом обусловливается объемно-планировочным решением Ор, теплоизоляционными свойствами строительных конструкций Тс, технологиями кормления К, поения П и навозоудаления Н. В математическом виде получим следующие выражения Мк Ор Тс К П Н;

(Ор Л Тс Л К Л П Л Н) Мк. (57)

В свою очередь, параметры микроклимата оказывают воздействие на продуктивность животных Жмп, расход кормов Ррк, срок службы зданий, оборудования Сс и экологическую обстановку Эо. Используя алгебру логики, получим Мк Жмп Ррк Сс Эо;

Мк (Жмп Ррк Сс Эо). (58)

Прямые и овеществленные затраты на микроклимат включают такие элементы, как стоимость энергозатрат Сэ, стоимость оборудования системы микроклимата Сом и здания Сз

Сэ Л Сом Л Сз Мк. (59)

Рисунок 19 - Схема оценки и выбора системы микроклимата

Анализ типовых систем микроклимата показал взаимосвязь - с одной стороны микроклимат находится под воздействием ряда факторов (характеристики здания, технология содержания, параметры окружающей среды), а с другой - сам является воздействующим фактором (продуктивность животных, расход кормов, срок службы здания, экология). Выглядит это с использованием алгебры логики следующим образом

Мк = f (Ф) V Мк (Ф1 ... Фn); (60)

Ф = f (Мк) V (Ф1 ... Фn) Мк, (61)

где Ф, Ф1…Фn, - факторы, воздействующие на микроклимат Мк животноводческого помещения; Ф , Ф1 ... Фn - факторы, находящиеся под воздействием параметров микроклимата Мк животноводческого помещения.

Данные функции взаимодействия микроклимата с различного рода факторами послужили основой для разработки обоснования выбора системы обеспечения микроклимата в животноводческом помещении в виде схемы, представленной на рис. 19.

Микроклимат животноводческого помещения, как известно, находится под влиянием таких производственно-технических составляющих, как технологии навозоудаления, поения и кормления, объемно-планировочное решение животноводческого здания, теплотехнические свойства строительных материалов. С другой стороны, микроклимат оказывает влияние на продуктивность животных, расход кормов, срок службы оборудования и конструкций здания, а также на экологию. При выборе систем микроклимата необходимо учитывать прямые и овеществленные затраты, складывающиеся из стоимости зданий, сооружений и оборудования, а также эксплуатационные затраты и цены на энергоносители.

Объединение в единый поточно-конвейерный комплекс технологий кормления и доения, температурного компенсатора для обеспечения параметров микроклимата при подпольном навозоудалении в рамках одной фермы обуславливает комплексное рассмотрение и определение основных звеньев системы, их параметров, нахождение расчетных и практических значений данных параметров и их совместимость.

Для анализа процесса функционирования поточно-конвейерных технологий кормления и доения построена циклограмма (рис. 20). Общий цикл совместной работы включает в себя четыре этапа: первый - начало работы кормового конвейера; второй - полная загрузка поточно-конвейерных технологий; третий - завершение работы кормового конвейера; четвертый - завершение работы доильного конвейера.

Полный цикл кормления состоит из трех этапов: первый - цикл заполнения кормового конвейера; второй - цикл полной загрузки кормового конвейера; третий - цикл освобождения конвейера.

Заполнение доильной установки длится 8 минут, поэтому полному циклу доения характерна более равномерная загруженность оборудования в сравнении с кормовым конвейером. Циклограмма отражает поэтапное объединение поточно-конвейерных технологий - животные зоны А (рис. 20) кормового конвейера переходят в зону Б для обслуживания на доильной установке и так далее В - Г, Д - Е до полного завершения всех процессов.

С точки зрения производительности кормовой конвейер и доильный соответствуют друг другу (рис. 21). Если в ходе объединения возникает отставание кормового конвейера от доильного, его можно компенсировать предварительным накоплением животных в проходах, имеющих значительную протяженность.

Рисунок 20 - Циклограмма метода объединения поточно-конвейерных технологий кормления и доения коров

Рисунок 21 - Фрагмент графика производительности поточно-конвейерных технологий кормления и доения в момент объединения

Объединение поточно-конвейерных технологий в единый комплекс в рамках одного цеха или фермы возможно при соблюдении порядка и технологии, а также ряда параметров объединяемых звеньев. Объединение осуществляется по следующей схеме движения: боксы - технологические проходы - кормовой конвейер - кормление - технологические проходы - доильный конвейер - доение - технологические проходы - боксы. При этом обслуживание коров начинается с бокса, наиболее удаленного от входа на кормовой конвейер, при наличии двух проходов для животных.

В пятой главе «Внедрение поточно-конвейерных и смежных технологий в молочном животноводстве» рассмотрены результаты внедрения двухлинейного параллельно-поточного кормового конвейера, поточно-конвейерной технологии доения коров, послойного способа уборки навоза при подпольном навозохранении и температурного компенсатора.

Поточно-конвейерная система кормления животных на фермах молочного направления предназначена для осуществления процесса индивидуального кормления коров, расширения диапазона среды их обитания при большой концентрации поголовья и круглогодовом содержании в помещении ферм, принудительного моциона, обеспечения процесса поточности при наличии поточно-конвейерной технологии доения, создания исполнительной части средств механизации для перехода к автоматизированным системам управления технологическим процессом, основанным на принципах ресурсосбережения.

Устройство поточно-конвейерных систем кормления животных независимо от конструктивных и технологических особенностей (косое расположение животных, однорядный и двухрядный конвейеры) имеет следующие общие технические составляющие: тяговая цепь 5, на которой закрепляются подвески с кормушками 1, зоны входа 18 и выхода 21 животных, где для этого имеются участки подъема конвейера 19, система внутренних 4, внешних 3 и разделительных 2 перегородок, непосредственно трасса конвейера 8, поворотные звезды 31, электропривод 9, 10, 12, натяжное устройство 11, участок очистки кормушек 24, участок загрузки кормушек 14, устройства принимающее 7 и подающее корма 6, предохранительные датчики 13, 27-30 и электроаппаратура управления конвейером 25, 26 (рис. 22).

Рисунок 22 - Общая схема двухлинейной поточно-конвейерной технологии кормления коров экспериментального комплекса на 1000 голов колхоза им. Ленина Нижегородской области (обозначения в тексте)

Кормовые конвейеры были разработаны Горьковским проектно-конструкторским технологическим институтом (ГАЗ, г. Нижний Новгород) при участии и под руководством Тесленко И.И. (ст.). Горьковский автозавод изготовил данные конвейеры, а их монтаж выполнила бригада треста «Верхневолгохиммонтаж». Данные поточно-конвейерные системы находились в эксплуатации в колхозе им. Ленина и п. Кудьма («Буревестник») Нижегородской области более десяти лет. В ходе монтажа и эксплуатации конвейеров автором данной диссертационной работы были проведены исследования параметров поточных линий кормления.

Доильные установки серии ДКТ типа «Карусель», разработанные нами, могут использоваться в любой зоне страны и при различных формах организации молочного животноводства: на небольших фермах и при пастбищной системе содержания от 50 до 400 коров - универсальная установка на 12 станков с косым расположением в мобильном и стационарном исполнении ПДКТ-12 (рис. 23); при стойловом содержании на 400-800 коров - на 24 станка с косым расположением животных ДКТ-24; для ферм и комплексов от 600 до 2400 коров - на 50 станков с косым расположением ДКТ-50; для комплексов от 1500 до 4000 коров - конвейерная установка на 74 станка с косым расположением ДКТ-74. По способу размещения животных на конвейере кольцевые доильные установки имеют конструкцию с последовательным расположением станков на 16 мест, а с косым - на 12, 24, 50 и 74 станка.

С целью обеспечения высокой культуры обслуживания отрасли молочного животноводства в агрофирмах и фермерских хозяйствах, увеличения сменной нагрузки на оператора машинного доения в полевых условиях до 400 коров конструкторским бюро Тесленко был разработан универсальный передвижной доильный конвейер ПДКТ-12 «Карусель».

Рисунок 23 - Передвижная поточно-конвейерная доильная установка ПДКТ-12, п. Кудьма, Нижегородская область

Основанием для разработки послужили: научно-техническая программа «Нечерноземье 95» 05.Р.02, материалы опытно-производственных проверок в хозяйствах Омской, Нижегородской и Пермской областей, а также Краснодарского края. Технологическая новизна передвижной доильной установки защищена авторским свидетельством № 1335268.

Установка ПДКТ-12 была собрана в условиях Павловской «Райсельхозтехники» Нижегородской области и успешно эксплуатировалась на летних лагерях животноводческого комплекса поселка Кудьма («Буревестник») Богородского района Нижегородской области (рис.23). Здесь же автором данной работы были проведены аналитические и экспериментальные исследования параметров передвижной доильной установки ПДКТ-12 в условиях летних лагерей для животных. Учитывая аспекты развития сельскохозяйственного производства, можно отметить особую актуальность использования из всего модельного ряда доильных конвейерных установок типа «Карусель» передвижной доильной установки ПДКТ-12.

Послойный способ уборки навоза при подпольном навозоудалении предназначен для приема, накопления и консервации навозной массы, хранения ее в течение значительного промежутка времени и внесения в качестве органических удобрений на поля севооборота путем послойной выгрузки. Данный способ навозоудаления является смежной технологией поточно-конвейерного комплекса экспериментальных ферм промышленного типа.

В двух хозяйствах Нижегородской области было построено и введено в эксплуатацию три животноводческих комплекса, где использовалась система подпольного навозохранения (рис. 24) при температурном компенсаторе с послойным способом уборки навоза.

Рисунок 24 - Схема подпольного навозоудаления на экспериментальном моноблоке на 2700 голов телят, колхоз им. Ленина Большемурашкинского района Нижегородской области

Навоз во время содержания животных попадает на решетчатые полы и протаптывается через них конечностями в подпольную часть. Находясь в подпольном хранилище значительное время (календарный год), навозная масса разделяется по структурным свойствам на пять слоев.

Из-за отсутствия опыта эксплуатации крупных комплексов со зданиями, совмещенными с навозохранилищами, на начальной стадии внедрения возникли трудности технологического плана - уборка разнородной навозной массы из подполья. Наиболее сложным оказался процесс выгрузки жидких фракций. Но в конечном итоге эта часть технологического эксперимента завершилась успешным решением, а его новизна защищена авторским свидетельством № 1445579. Внедрение машинной выгрузки было осуществлено сразу же после ее разработки.

Температурный компенсатор при подпольном навозохранении предназначен для обеспечения основных параметров микроклимата в животноводческом помещении, при этом используются нетрадиционные источники энергии - низкопотенциальная тепловая энергия земли и тепло, выделяемое животными.

Внедрение данного способа вентиляции выполнено на трех животноводческих объектах - экспериментальном комплексе на 1000 коров и экспериментальном моноблоке на 2700 голов телят колхоза им. Ленина Большемурашкинского района, экспериментальном молочном комплексе на 1600 коров п. Кудьма («Буревестник») Богородского района Нижегородской области. Новизна внедренной системы вентиляции защищена авторским свидетельством № 1341462.

Отделом капитального строительства колхоза имени Ленина Большемурашкинского района Нижегородской области при участии автора данной диссертационной работы был разработан проект экспериментального производственного блока на 2700 телят, который в течение года был построен и сдан в эксплуатацию.

Путь разработки новых технологических способов и технических решений, учитывающих все аспекты промышленного производства, привел к созданию комплексной поточно-конвейерной технологии содержания коров и явился новым этапом в развитии мегаферм.

Наиболее комплексными крупномасштабными экспериментами в данном направлении являются работы, выполненные в Нижегородской области. В основу исследований положены творческие изыскания И.И Тесленко (ст.), специалистов колхоза им. Ленина во главе с председателем Героем Социалистического Труда П. М. Соколовым и два индивидуальных проекта институтов «Горьковгипросельхозстрой» и «Горьковколхозпроект». Проектирование, строительство, изготовление экспериментального оборудования, внедрение этих комплексов осуществлено за 1,5 года в колхозе им. Ленина и п. Кудьма («Буревестник»).

Технологическая сущность предлагаемых способов заключается в комплексной системе содержания, кормления и доения скота посредством применения поточно-конвейерных установок многократного действия (рис. 25). Процесс осуществляется непрерывным совмещением движущегося потока животных с движением подвесного грузонесущего кормового конвейера и непрерывным самостоятельным входом коров на кольцевой доильный конвейер.

Выносимые на защиту ресурсосберегающие технологии объединены в данном случае в один животноводческий комплекс (мегаферму), где процесс кормления осуществляется посредством кормового конвейера, доение - на конвейерной доильной установке (авт. св. № 1333268), навозоудаление выполнено в виде послойного способа уборки навоза при подпольном навозохранении (авт. св. № 1445579), микроклимат обеспечивается температурным компенсатором (авт. св. № 1341462).

Рисунок 25 - План молочного комплекса на 1000 коров колхоза им. Ленина

Проект мобильно-полевого комплекса для доения с применением ПДКТ-12 и система вентиляции с температурным компенсатором включены в каталог паспортов научно-технических достижений, рекомендуемых для использования в сельском строительстве Северного Кавказа (СевкавНИПИагропром).

В шестой главе «Технико-экономические показатели поточно-конвейерных и смежных технологий в молочном животноводстве» представлены расчеты годового экономического эффекта от применения поточно-конвейерной технологии индивидуального кормления животных, поточно-конвейерной доильной установки, послойного способа уборки навоза при подпольном навозохранении и температурного компенсатора (в ценах 2009 г.).

Применение поточно-конвейерной технологии обеспечивает процесс кормления животных на молочных комплексах при крупной концентрации поголовья. При этом сменная нагрузка на одного оператора достигает 1000 голов. Небольшая установленная мощность конвейера позволяет снизить энергопотребление в целом на животноводческой ферме. В качестве сравнения используются мобильные и стационарные средства раздачи кормов. Площадь, занимаемая стационарной системой, составляет Sсрк = 1406,4 м2, мобильной системой раздачи кормов - Sмрк = 1425 м2, поточно-конвейерной технологией индивидуального кормления коров Sпктк = 1074 м2.

Учитывая технико-экономические расчеты, капитальные затраты на приобретение основных средств базовой Кґмрк и предлагаемой Кґпктк технологии, а также эксплуатационные затраты Иґмрк, Иґпктк, годовой экономический эффект от использования поточно-конвейерной технологии кормления составляет 466136 рублей.

Таким образом, годовой экономический эффект от использования поточно-конвейерной технологии индивидуального кормления животных составляет 460 тысяч рублей.

Поточно-конвейерные доильные установки серии ДКТ обеспечивают процесс доения на различных животноводческих объектах - от небольших ферм с поголовьем 200…400 коров до промышленных комплексов при крупной концентрации поголовья 1000…4000 коров. С учетом показателя пропускной способности (производительности) доильных установок для обслуживания 400 коров на площадке требуется две установки УДС-3А или одна ПДКТ-12.

Годовой экономический эффект от применения передвижного доильного конвейера с учетом капитальных (Кудс, Кпдкт) и эксплуатационных (Иґудс, Зудс, Иґпдкт, Зпдкт) затрат составляет 1685983 рублей.

Таким образом, годовой экономический эффект от использования передвижного доильного конвейера ПДКТ-12 составляет 1680 тысяч рублей.

При расчете технико-экономического эффекта от внедрения послойного способа уборки навоза при подпольном хранении в качестве базовой технологии используется система скребковых транспортеров и мобильных средств транспортировки к открытому хранилищу. Для обеспечения процесса навозоудаления на комплексе с поголовьем 1000 коров необходимо 7 комплектов навозоуборочных транспортеров типа ТСН, один мобильный силовой агрегат МТЗ-80 и две тележки для транспортировки навоза в открытое хранилище.

С учетом капитальных затрат на строительство навозохранилищ Кох (открытое хранилище), Кпх (подпольное хранилище), затрат на приобретение транспортеров Ктсн, мобильных средств Кмтз и металлических решеток Кмр и эксплуатационных затрат (Итсн, Имтз, Зтсн, Змтз) годовой экономический эффект от применения послойного способа подпольного навозоудаления составляет 1115883,08 рублей.

Таким образом, несмотря на то, что капитальные затраты на обустройство системы послойного навозоудаления при подпольном навозохранении на 28,4 % выше базовой системы, за счет незначительных эксплуатационных затрат годовой экономический эффект от применения предлагаемого способа составляет 1110 тысяч рублей.

Температурный компенсатор - система обеспечения параметров микроклимата в заданных зоотехнических нормах, основанная на использовании нетрадиционных источников энергии. Данный способ вентиляции является ресурсосберегающей технологией, так как исключает применение традиционных видов энергии, при этом не требует значительных капитальных вложений.

Для обеспечения процесса воздухообмена в корпусе, рассчитанном на 1000 голов коров необходимо установить двадцать US - больших вентиляторов BIG-ASS-FAN фирмы Arntjen, семь комплектов регуляторов Fan-Control и двенадцать электрокалориферов типа СФОА-16.

С учетом капитальных затрат на приобретение вентиляторов Кв, регуляторов вентиляции Кр, электрокалориферов Кэк, воздуховодов Квв, а также годовых эксплуатационных затрат на электроэнергию (Ив,. Ир, Иэк) годовой экономический эффект при использовании температурного компенсатора составляет 933079,36 рублей.

Таким образом, годовой экономический эффект от применения ресурсосберегающей системы температурного компенсатора составляет 930 тысяч рублей.

Общие выводы

1. Исследованиями показана перспективность использования для анализа структуры энерго- и ресурсозатрат процесса производства животноводческой продукции алгебры логики, которая может стать основой методологии при комплексной оценке энерго- и ресурсосберегающих технологий.

2. Исследованиями технических, технологических и экономических параметров поточно-конвейерных систем кормления коров установлено: оптимальная технологическая скорость движения кормового конвейера может быть задана в пределах 0,075…0,15 м/с; лимит машинного времени на поедание суточного рациона обусловлен качеством кормовых компонентов и колеблется от 1,6 до 3 часов; минимальный радиус поворота трассы конвейера по оси внутренней линии потока коров составляет 3000 мм, шаг расстановки подвесок с индивидуальными кормушками - 2800 мм, ширина технологического прохода на прямолинейном участке трассы кормового конвейера равна 800 мм, а на поворотах 900 мм.

3. По результатам исследований определены следующие технологические параметры поточно-конвейерной организации доения коров: скорость движения по внешнему периметру конвейера, при которой сохраняется целостность потока, технологические условия процесса доения и смены коров находится в пределах 0,08…0,16 м/с; временной цикл вращения в рамках технологического диапазона машинного доения коров рассчитан на 6, 8 и 10 минут за один полный оборот установки; тангенциальное ускорение при скоростном режиме в пределах 0,08…0,16 м/с составляет 0,0007…0,0075 м/с2 и не выводит животных из равновесия в момент пуска и остановки кольцевого конвейера, центробежные силы, возникающие в процессе движения на кольцевом конвейере, не оказывают ощутимого воздействия на животных и находятся в пределах 0,3…3,4 Н.

Конструкция конвейера с «косым» расположением станков повышает коэффициент полезной занятости конвейера, сокращает межоперационную зону обслуживания коров, обеспечивает условия для роста производительности (от 100 до 600 коров в час), культуры и безопасности труда, формирует основу для снижения удельных затрат из расчета на одно скотоместо.

4. В результате проведенных расчетных и практических исследований послойного способа уборки навоза при подпольном навозохранении определены его следующие основные параметры: объем навозохранилища при содержании в моноблоке 800…1000 голов коров составляет 12636…13837 м3; допустимый объем заполнения навозохранилища составляет 3/4 его общего объема и равен 9477…10378 м3; максимальный срок хранения навозной массы в подпольной части равен 622…711 дням, в соответствии с расчетом теплового баланса температурного компенсатора этот период составляет 18 месяцев, а оптимальное время хранения равно 12 месяцам; время, затрачиваемое на полную выгрузку навоза из подпольного хранилища, зависит от числа и грузоподъемности транспортных и погрузочных агрегатов и составляет 22…28 дней.

Данный способ навозоудаления обеспечивает функционирование температурного компенсатора и процесс поточности при использовании конвейерных технологий кормления и доения, объединенных в единый технологический комплекс.

5. Устройство подпольных температурных компенсаторов обеспечивает процесс аккумуляции и утилизации естественной тепловой энергии почвы и биологического тепла животных в системах микроклимата, а также осуществляет защиту внутренних параметров микроклимата от колебаний температуры внешней среды: при отрицательной температуре внешней среды (зона Центральной России) температура в зоне содержания животных находится в пределах + 5…+ 12 оС; концентрация аммиака составляет 10 мг/м3 (предельно допустимая 20 мг/м3), сероводорода - 1,1 мг/м3 (предельно допустимая 10 мг/м3), окись углерода не обнаружена (предельно допустимая 15 мг/м3).

6. Из математического анализа теплотворной способности почвы следует, что с ростом заглубления воздействие внешних факторов на почву снижается. На основании полученных аналитических и практических данных можно отметить, что температурный компенсатор имеет круглый год стабильные температуры, изменяющиеся в пределах +5 оС ... +12 оС. Летом приточный воздух, попадая в подпольную часть здания, охлаждается, а зимой подогревается.

7. По результатам расчета теплового баланса температурного компенсатора установлено, что предел нормальной конвекции естественной тепловой энергии почвы и внешней среды определяется допустимой заполняемостью подпольного помещения навозной массой. Эта величина не должна превышать ѕ его общего объема, так как на уровне 1,1 м теплотворной способности земли становится недостаточно для поддержания параметров микроклимата.

8. Процесс воздействия на параметры микроклимата и их влияние на окружающую среду послужили основой для разработки методики и ее математической модели анализа в качестве рекомендаций при выборе системы обеспечения микроклимата в животноводческом помещении с учетом экономических возможностей хозяйства, его технической оснащенности и способа содержания животных.

9. Совместная работа поточно-конвейерных технологий кормления и доения осуществляется в строгой последовательности: боксы - ПКТ кормления - ПКТ доения - боксы, при соблюдении заданных параметров данных технологий и очередности обслуживания боксов, предотвращающей пересечение потоков движения животных.

10. Поточно-конвейерная и смежные технологии в молочном животноводстве, объединенные в единый технологический комплекс в рамках мегафермы, где процесс кормления осуществляется посредством кормового конвейера, доение - на конвейерной доильной установке (авт. св. № 1333268), навозоудаление выполнено в виде послойного способа уборки навоза при подпольном навозохранении (авт. св. № 1445579), микроклимат обеспечивается температурным компенсатором (авт. св. № 1341462), внедрены на двух экспериментальных комплексах - на 1000 коров колхоза им. Ленина Большемурашкинского района и на 1600 коров п. Кудьма («Буревестник») Богородского района Нижегородской области. Послойный способ уборки навоза при подпольном навозоудалении и система температурного компенсатора внедрены на экспериментальном моноблоке на 2700 голов телят колхоза им. Ленина Большемурашкинского района Нижегородской области. Практическую ценность представляют проект мобильно-полевого комплекса для доения на базе ПДКТ-12 и система вентиляции на основе температурного компенсатора, включенные в каталог паспортов научно-технических достижений, рекомендуемых для использования в сельском строительстве Северного Кавказа (СевкавНИПИагропром). В результате проведенных исследований были подготовлены Рекомендации научно-технических основ проектирования, изготовления, монтажа и эксплуатации роторно-конвейерных доильных установок (опубликованы по решению ученого совета СевкавНИПИагропром).

11. Применение двухлинейного кормового конвейера позволяет снизить на 63 % затраты на энергоресурсы (электроэнергия, дизельное топливо) и сократить на 32 % производственные площади, занимаемые данной технологией (в сравнении с мобильной). Использование универсального передвижного доильного конвейера ПДКТ-12 позволяет вдвое повысить производительность труда при содержании животных в летних условиях на пастбищах и в 3 раза снизить затраты на электроэнергию (в сравнении с базовой доильной установкой). Подпольная система навозоудаления позволяет экономить ежегодно до 16 тысяч кВт ч электроэнергии и до 33 тысяч кг дизельного топлива. Температурный компенсатор в системах микроклимата крупных животноводческих комплексов позволяет ежегодно экономить до 250 тысяч кВт ч электроэнергии.

Особая благодарность выражается заведующему лабораторией механизации животноводства СКНИИЖ доктору сельскохозяйственных наук Н.П. Ледину и заведующему кафедрой электрических машин и электропривода КубГАУ доктору технических наук, профессору С.В. Оськину за поддержку при выполнении диссертационной работы.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

1. Тесленко И.И. (ст.), Тесленко И.И. О поточно-конвейерных линиях кормления коров //Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1982. - № 6 - с. 31.

2. Тесленко И.И. (ст.), Тесленко И.И. Технико-экономические особенности новых промышленных технологий //Экономика сельского хозяйства. - 1982. - № 9.- с. 77-79.

3. Тесленко И.И. (ст.), Тесленко И.И. Новые формы промышленных технологий в молочном скотоводстве //Сельское хозяйство Нечерноземья. - 1983. - № 2.- с. 8-10.

4. Тесленко И.И. (ст.), Киташева В.Ф., Тесленко И.И. Основы расчёта технологического программирования производства молока - М.: Научные труды ВИЭСХ. - 1983. - т. 58.- с. 29-37

5. Тесленко И.И. (ст.), Игнатенко Л.И., Краснов В.С., Осипов К.М., Тесленко И.И. Рекомендации по экономико-техническому программированию кормопроизводства в зоне Северного Кавказа. - Ростов-на-Дону: СевкавНИПИагропром, 1986. - 39 с.

6. А.с. 1333268 СССР. Доильная установка. /Тесленко И.И. (ст.), Тесленко Л.И., Тесленко И.И., Тесленко И.Н. - 1987.

7. А.с. 1341462 СССР. Способ вентиляции животноводческого помещения /Тесленко И.И. (ст.), Тесленко Л.И., Тесленко И.И., Тесленко И.Н. - 1987.

8. А.с. 1445579 СССР. Устройство для хранения навоза / Тесленко И.И. (ст.), Игнатенко Л.И., Тесленко И.Н., Тесленко И.И. - 1987.

9. Тесленко И.И. (ст.), Игнатенко Л.И., Тесленко И.И., Кийло Ю.И. Некоторые аспекты реконструкции животноводческих ферм. Тезисы докл. обл. конф. Реконструкция животноводческих объектов. Внедрение ресурсосберегающих технологий. - Ростов-на-Дону: СевкавНИПИагроопром, 1987. - с. 19 - 22

10. Тесленко И.И. (ст.), Игнатенко Л.И., Тесленко И.И. Основные способы и средства организации доения. Тезисы докл. обл. конф. Реконструкция животноводческих объектов. Внедрение ресурсосберегающих технологий. - Ростов-на-Дону: СевкавНИПИагропром, 1987. - с. 47 - 50.

11. Тесленко И.И. (ст.), Игнатенко Л.И., Тесленко И.И. Технологическое программирование в процессах содержания коров. Тезисы докл. обл. конф. Реконструкция животноводческих объектов. Внедрение ресурсосберегающих технологий. - Ростов-на-Дону: СевкавНИПИагропром, 1987. - с. 34 - 37.

12. Тесленко И.И., Нечаев С.В. Мобильный полевой комплекс для доения. Каталог паспортов, рекомендуемых для использования в сельском строительстве Северного Кавказа. - Ростов-на-Дону: СевкавНИПИагропром, - 1988. - вып. 8.- с. 45 - 46.

13. Тесленко И.И., Игнатенко Л.И., Кийло Ю.И. Способ вентиляции животноводческих помещений. Каталог паспортов НТД, рекомендации для использования в сельском хозяйстве Северного Кавказа. - Ростов-на-Дону: СевкавНИПИагропром - 1988 - вып. 8 - с. 51 - 52.

14. Тесленко И.И. (ст.), Игнатенко Л.И., Краснов В.С., Тесленко И.И., Самарцев А.И. Научно-технические основы проектирования, изготовления, монтажа и эксплуатации роторно-конвейерных доильных установок. Рекомендации.- Ростов-на-Дону: СевкавНИПИагропром, 1988. - 52 с.

15. Тесленко И.И. (ст.), Игнатенко Л.И., Тесленко И.И. Послойный способ уборки навоза из открытых и подпольных хранилищ. Тезисы докл. обл. конф. Теория и практика сельского строительства на Северном Кавказе. - Ростов-на-Дону: СевкавНИПИагропром, 1989. - с. 155 - 157.

16. Тесленко И.И. Система утилизации естественной тепловой энергии с использованием температурных компенсаторов на животноводческих комплексах. Автореферат дис. на соиск. уч. степени канд. техн. наук - М.: ВИЭСХ, 1997. - 24 с.

17. Тесленко И.И. Ресурсосберегающие технологии в молочном животноводстве. [Монография] - М.: Изд. РГПУ, 2002. - 289 с.

18. Тесленко И.И. Технико-экономическая оценка конвейерных доильных установок. Материалы 3-й межвуз. науч. конф. Энергосберегающие технологии и электрооборудование в народнохозяйственной и оборонной областях. - Краснодар: КубГАУ, КВАИ, - 2004. - том 2.- с. 127 - 131.

19. Цой Ю.А., Тесленко И.И. Программирование кормопроизводства - процесс ресурсосбережения первого этапа производства молока //Техника в сельском хозяйстве - 2004 - №4. - с. 36 - 37.

20. Тесленко И.И. Энергосберегающая технология уборки и консервации навозной массы на крупных комплексах //Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2004 - №7 - с. 12 - 13.

21. Тесленко И.И. Температурный компенсатор - система утилизации естественной тепловой энергии //Техника в сельском хозяйстве - 2004. - №5. - с. 9 - 10.

22. Цой Ю.А., Тесленко И.И. Обоснование ресурсо- и энергосбережения в молочном животноводстве // Механизация и электрификация сельского хозяйства - 2004 - №10. - с. 15 - 16.

23. Усаковский В.М., Тесленко И.И. (ст.), Цой Ю.А., Тесленко И.И. Колхозы в зарубежной практике //Степные зори - 2004. - №124. - с. 7.

24. Усаковский В.М., Тесленко И.И. (ст.), Цой Ю.А., Тесленко И.И. Фермы будущего //Степные зори - 2004. - №115. - с. 7.

25. Цой Ю.А., Тесленко И.И. Ресурсосберегающая технология машинного доения //Механизация и электрификация сельского хозяйства - 2004 - №12. - с. 13 - 15.

26. Тесленко И.И., Петухов А.А., Тесленко И.Н. Экологически безопасный послойный способ уборки навоза при подпольном навозохранении. Материалы Всероссийской науч.-практ. конф. Безопасность и экология технологических процессов и производств. - Персиановский: ДГАУ, 2005. - с. 160 - 162

27. Тесленко И.И., Оськина А.С. Исследования поточно-конвейерной технологии индивидуального кормления. 3-я Российская науч.-практ. конф. Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе. Сборник науч. тр. - Ставрополь: СГАУ, 2005. - с. 380 - 383.

28. Тесленко И.И., Петухов А.А. Практика внедрения поточно-конвейерных ресурсосберегающих технологий в молочном животноводстве. Материалы 3-й Всероссийской науч.-практ. конф. Современные проблемы устойчивого развития агропромышленного комплекса России. - Персиановский: ДГАУ, 2005. - с. 145 - 146.

29. Тесленко И.И., Петухов А.В. Конвекция естественной тепловой энергии температурного компенсатора. Материалы 3-й Всероссийской науч.-практ. конф. Современные проблемы устойчивого развития агропромышленного комплекса России. - Персиановский: ДГАУ, 2005. - с. 143 - 144.

30. Тесленко И.И., Тесленко И.И. (IV) Передвижная доильная установка «Карусель». Материалы 3-й Всероссийской науч.-практ. конф. Современные проблемы устойчивого развития агропромышленного комплекса России. - Персиановский: ДГАУ, 2005. - с. 151 - 152.

31. Тесленко И.И., Тесленко Е.И. Двухлинейный параллельно- поточный кормовой конвейер. Материалы 3-й Всероссийской науч.-практ. конф. Современные проблемы устойчивого развития агропромышленного комплекса России. - Персиановский: ДГАУ, 2005. - с. 149 - 150.

32. Тесленко И.И., Петухов А.А., Тесленко И.И. (IV) Структура ресурсо- и энергопотребления на фермах КРС молочного направления. Материалы 3-й Всероссийской науч.-практ. конф. Современные проблемы устойчивого развития агропромышленного комплекса России. - Персиановский: ДГАУ, 2005. - с. 147 - 148.

33. Тесленко И.И., Петухов А.А., Тесленко Е.И. Экономико-технологические модели задач по выбору оптимального проекта кормопроизводства. Материалы 3-й Всероссийской науч.-практ. конф. Современные проблемы устойчивого развития агропромышленного комплекса России. - Персиановский: ДГАУ, 2005. - с. 112 - 114.

34. Тесленко И.И., Петухов А.А. Температурный компенсатор при подпольном навозохранении. Сборник науч. тр. Энергосберегающие технологии, оборудование и источники электропитания для АПК. - Краснодар: КубГАУ, 2005. - с. 116-119.

35. Цой Ю.А., Тесленко И.И. Поточно-конвейерная технология индивидуального кормления коров //Механизация и электрификация сельского хозяйства - 2005.- №10.- с. 15-16.

36. Тесленко И.И., Петухов А.А., Тесленко И.И. (IV) Использование температурного компенсатора для создания микроклимата в телятнике //Механизация и электрификация сельского хозяйства - 2005.- №12.- с. 21-22.

37. Тесленко И.И. Круг смелости //Вольная Кубань - 2005.- №193. - с. 4.

38. Тесленко И.И. (ст.), Тесленко И.И., Рудь А.И., Тесленко Е.И. Зоотехнические параметры поточно-конвейерной технологии индивидуального кормления коров //Главный зоотехник - 2006. - №2. - с. 17-20.

39. Тесленко И.И., Рудь А.И., Тесленко И.Н. Температурный компенсатор - система обеспечения параметров микроклимата животноводческого помещения //Главный зоотехник - 2006. - №2.- с. 56-59.

40. Тесленко И.И., Петухов А.А., Тесленко И.И. (IV) От первой «Карусели» до поточно-конвейерных технологий //Механизация и электрификация сельского хозяйства - 2006.- №3.- с. 19-21

41. Тесленко И.И., Рудь А.И., Петухов А.А., Тесленко И.И. (IV) Исследование зоотехнических параметров кольцевых доильных конвейеров типа «Карусель» //Главный зоотехник - 2006. - №3. - с. 69-72.

42. Тесленко И.И., Рудь А.И., Петухов А.А., Тесленко И.Н. Экологически безопасная система послойного подпольного навозоудаления //Главный зоотехник - 2006. - №3. - с. 72-74.

43. Тесленко И.И., Тесленко И.Н. Тепловой расчет температурного компенсатора для коровника //Механизация и электрификация сельского хозяйства - 2006.- №5.- с. 20-21.

44. Тесленко И.И., Рудь А.И., Тесленко И.И. (IV) Фермы промышленного типа //Главный зоотехник - 2006. - №5. - с. 40-42.

45. Тесленко И.И.,Тесленко И.Н., Тесленко И.И. (IV) Этапы производства молока в единой системе «человек-машина-земля-корма-животное» //Главный зоотехник - 2006. - №6. - с. 40-42.

46. Тесленко И.И., Осаулко С.И., Тесленко И.И. (IV) Методика разработки ресурсосберегающего технического планирования на производстве. [Монография] - Краснодар: Изд. СевкавНИПИагропром, 2006. - 175 с.

47. Цой Ю.А., Тесленко И.И., Тесленко Е.И. Информационное обеспечение проектируемого кормопроизводства. // Главный зоотехник - 2006. - №9. - с. 70-72.

48. Ледин И.Н., Тесленко И.И. Передвижной доильный конвейер ПДКТ-12 «Карусель». Сб. науч. тр. Ресурсосберегающие технологии производства продукции животноводства. - Краснодар: СКНИИЖ, 2006. - с. 18-22.


Подобные документы

  • Характеристика водоснабжения и поения животных в коровнике. Определение показателей микроклимата и освещения животноводческих помещений. Расчет производительности поточно-технологической линии доения коров и обработки молока. Удаление и обработка навоза.

    контрольная работа [65,1 K], добавлен 17.01.2013

  • Параметры микроклимата животноводческих помещений. Влияние химического состава и физических свойств воздуха на продуктивность сельскохозяйственных животных. Дифференциальное уравнение воздухообмена. Вентилятор стеновой и клорифер для животноводства.

    реферат [3,0 M], добавлен 03.05.2012

  • Влияние микроклимата на естественную резистентность организма животных. Застойные зоны воздуха в животноводческих помещениях. Способы обнаружения и ликвидации локальных зон аэростазов. Применение ультрафиолетового облучения для улучшения микроклимата.

    дипломная работа [1,9 M], добавлен 05.10.2012

  • Свиноводство как одна из наиболее высокоэффективных отраслей животноводства. Технология и условия содержания свиней, основные требования к оборудованию и нормы микроклимата в помещении. Особенности кормления свиней и сущность процесса удаления навоза.

    курсовая работа [81,5 K], добавлен 01.04.2013

  • Значение микроклимата животноводческих помещений. Организация и механизация доения. Принцип работы и регулировки измельчителя кормов "Волгарь-5". Устройство и принцип работы фуражира ФН-1,4. Методика расчета потребности животноводческой фермы в воде.

    контрольная работа [829,0 K], добавлен 12.02.2011

  • Изобретение решетки для перекрытия навозного канала и устройства для удаления навоза из животноводческих помещений. Расчет площадей помещений и выбора количества зданий свиноводческой фермы. Выбор машин и оборудования для технологической линии фермы.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 20.01.2012

  • Ветеринарно-гигиенические обоснования показателей микроклимата коровника. Зоогигиеническая оценка систем вентиляции и освещенности. Способы хранения навоза. Требования к качеству кормов и кормлению, технологии содержания и условиям ухода за животными.

    курсовая работа [389,2 K], добавлен 13.12.2014

  • Изучение способов механизации животноводческих ферм для коров привязного содержания. Проектирование производственной линии удаления навоза скребковым навозоуборочным транспортером с применением гидрофицированной установки. Обеспечение санитарных условий.

    курсовая работа [483,9 K], добавлен 24.08.2014

  • 3оогигиенические требования к отдельным параметрам микроклимата животноводческих помещений и их влияние на организм животного. Защита животноводческих объектов от инфекционных заболеваний. Нормы потребности воды для животных и на технические нужды.

    курсовая работа [1,0 M], добавлен 10.12.2014

  • Оборудование для транспортировки и раздачи кормов и поения свиней. Расчет микроклимата в животноводческом помещении. Конструктивная разработка растаривателя мягких контейнеров. Расчет системы удаления навоза на фермах. Расчет линии приготовления кормов.

    курсовая работа [131,2 K], добавлен 06.06.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.