WWW.KONF.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Авторефераты, диссертации, конференции
 


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |

«ОБОСНОВАНИЕ НИЗКОЗАТРАТНОЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКЦИИ НА МОЛОЧНОЙ ФЕРМЕ МОДУЛЬНОГО ТИПА ...»

-- [ Страница 1 ] --

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия»

На правах рукописи

Мирошникова Валентина Викторовна

ОБОСНОВАНИЕ НИЗКОЗАТРАТНОЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОЙ

ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКЦИИ



НА МОЛОЧНОЙ ФЕРМЕ МОДУЛЬНОГО ТИПА

Специальность 05.20.01 – Технологии и средства механизации сельского хозяйства (по техническим наук

ам) Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Краснов И.Н.

Зерноград – 2014 Содержание Введение……………………………………………………………… 1 Состояние производства животноводческой продукции и обзор технологических решений по производству молока в хозяйствах различной категории………………………………. 11

1.1 Современное состояние производства продукции животноводства………………………………………………………. 11

1.2 Анализ технологий и планировочных решений молочных ферм… 18

1.3 Обзор модульных молочных ферм малых предприятий………….. 33

1.4 Обзор исследований проектно-технологических решений молочных ферм модульного типа…………………………………... 38

1.5 Цель и задачи исследования………………………………………... 45 2 Теоретические исследования и разработки по обоснованию усовершенствованной технологии производства молока на фермах модульного типа……………………………………….. 47

2.1 Общая схема усовершенствованной технологии производства молока и выращивания молодняка КРС на ферме модульного типа……………………………………………………………………. 47

2.2 Общие закономерности оценки средств механизации процессов в коровнике модульного типа………………………………………… 54

2.3 Выбор средств механизации производственных процессов……… 55

2.4 Обоснование уровня затрат при выборе средств механизации производственных процессов в коровнике………………………… 58

2.5 Оценка степени изменения затрат на производство молока на ферме в зависимости от способов содержания животных………... 60

2.6 Влияние технологии доения коров на эффективность производства молока………………………………………………… 62 Выводыпо главе……………………………………………………... 63 3 Программа и методика экспериментальных исследований по обоснованию низкозатратной экологически чистой технологии производства молока на ферме модульного типа.. 65

3.1 Общая программа экспериментальных исследований ……………. 65

3.2 Методика исследований и обоснования планировочных и технологических решений молочной фермы…………………….. 67

3.3 Методика проведения хронометражных измерений………………. 69

3.4 Методика определения физико-механических свойств продукции молочной фермы………………………………………... 73

3.5 Методика определения температур и давлений продукции фермы в процессе её производств…………………………………... 81

3.6 Методика определения кратности опытов и обработки их результатов………………………………………………………... 84 4 Результаты исследований и разработок по обоснованию технологии производства молока на ферме модульного типа…… 87

4.1 Результаты исследований и разработок по содержанию и кормлению животных на ферме модульного типа……………………… 87

4.2 Основные закономерности поения животных молочной фермы модульного типа……………………………………………………... 101

4.3 Результаты исследований по обоснованию технологии машинного доения коров и первичной обработки молока на ферме……………………………………………………………… 108

4.4 Результаты исследований и разработок процесса уборки и переработки навоза в концентрированные органические удобрения…. 123

4.5 Обеспечение микроклимата на молочной ферме модульного типа……………………………………………………... 143

4.6 Охрана труда и окружающей среды при работе молочной фермы модульного типа……………………………………………... 147 Выводы по главе……………………………………………………... 152 5 Оценка технико-экономических показателей внедрения научных разработок молочной фермы модульноготипа на 100 коров…………………………………………………………. 155 Выводы по главе……………………………………………………... 164 Общие выводы и предложения производству………………….. 165 Литература…………………………………………………………... 168 Приложения………………………………………………………….. 177

–  –  –

Молоко – один из ценнейших продуктов питания человека и основа для производства многих продовольственных товаров российского и мирового рынка. Увеличение его производства – устойчивая, объективная тенденция современного развития агропромышленного комплекса (АПК) [21,67,91].





В 1998 г. мировое производство молока всех видов животных составило 556 млн.т, а в 2009 г. увеличилось до 703 млн.т. В России с 2005 по 2010 гг. производство молока возросло на 3,8%, и наша страна по-прежнему занимает пятое место по его производству после Индии, США, Китая и Пакистана [119].

В настоящее время доля общественного животноводства в России существенно снизилась. Более 80% потребляемого количества молока, во всяком случае на Юге России, производится в личных подсобных хозяйствах.

Уровень самообеспечения России молоком и молочными продуктами в настоящее время составляет несколько выше 80%, из-за чего импорт этой продукции все еще высок. К тому же темпы прироста мировых объёмов продовольствия по прогнозам аналитиков уже к 2030 г. сократятся втрое, а население нашей планеты увеличится на 27%. Это вызывает необходимость прежде всего устойчивого отечественного производства сельскохозяйственной продукции, в том числе молока и продуктов его переработки, что обеспечит продовольственную независимость нашего государства.

Превалирующее производство молока в мелких хозяйствах в современных условиях вызывает необходимость решения многих проблем молочной отрасли, связанных в первую очередь с низкой производительностью труда, высокими затратами и тяжелыми условиями труда животноводов из-за устаревших технологий и технических средств, базы молочного животноводства и дефицита кадров.

Решение их невозможно без модернизации ферм на основе совершенствования технологических процессов производства молока в условиях малых ферм, разработки новых, в том числе автоматизированных, средств механизации всех производственных процессов на таких фермах [75].

Национальным проектом «Развитие АПК» на 2008-2013 и затем на 2013гг. предусмотрено строительство и реконструкция предприятий различных форм собственности по производству животноводческой продукции.

Цель программы – обеспечить продовольственную независимость, повысить конкурентоспособность и финансовую устойчивость животноводческих предприятий.

К настоящему времени разработано большое количество планировочных решений ферм для содержания крупного рогатого скота на 10, 20, 50, 200 и более коров и ремонтного поголовья для малых хозяйств на уровне проектных разработок, экспериментальных схем, проектно-технологических решений на базе обобщения опыта эксплуатации действующих животноводческих объектов. Каждому проектно-технологическому решению соответствуют специфические схемы механизации производственных процессов, технологии их выполнения и компоновочные решения [37, 78, 93, 110].

Однако большая часть этих проектов не внедрена в производство. Принятые в них системы содержания животных, механизации и автоматизации процессов не обеспечивают высокой продуктивности коров и снижения затрат на производство молока. Нет в них и решений по утилизации навоза.

Вступление России в ВТО и внедрение в связи с этим программы безопасности производимой продукции с учетом комплекса санитарно-гигиенических и технологических требований позволяет сельхозтоваропроизводителям выходить на новые рынки, но одновременно увеличивается и конкуренция с иностранными товаропроизводителями в производстве и сбыте продукции животноводства. В связи с этим с 2013 года введены компенсационные выплаты части затрат за производство молока, меняется система сельскохозяйственной продукции, создается сеть молокоприемных пунктов в сельских поселениях по заготовке молока от личных подсобных хозяйств.

Весьма актуальными становятся вопросы разработки и научного обоснования рациональных вариантов и технических решений низкозатратных, экологически чистых технологий производства молока. Анализ известных технологических решений малых молочных ферм, результатов ряда фундаментальных и прикладных исследований в этом направлении послужил основой настоящих разработок и синтеза решений, соответствующих физиологическим потребностям животных на каждой из фаз их биологического цикла, обеспечивающих рост производства, культуры труда, снижения себестоимости молока и мяса, ресурсосбережению и охране окружающей среды от загрязнений и инфекций.

Настоящие научно-исследовательские разработки направлены на обоснование низкозатратной экологически чистой технологии производства молока применительно к личным подсобным и фермерским молочным фермам модульного типа с возможностью наращивания или снижения поголовья животных, первичной обработки и переработки навоза и навозосодержащих отходов в ценные концентрированные органические удобрения (КОУ), что содействует повышению этого сектора экономики России.

Цель исследования – обоснование параметров низкозатратной экологически чистой технологии производства молока на фермах модульного типа малой вместимости, обеспечивающей замкнутый цикл производства.

Объект исследования: процесс модульного построения молочных ферм с замкнутым технологическим циклом производства молока.

Предмет исследования: закономерности процесса модульного построения молочных ферм с замкнутым технологическим циклом производства молока.

Методы исследований. Поставленная в работе цель достигается сочетанием теоретических и экспериментальных исследований процесса модульного построения молочных ферм с замкнутым технологическим циклом производства. Использованы известные методы обоснования содержания животных, выбора оборудования по индексам затрат на механизацию производственных процессов, исследования технологических операций, методы хронометража, тензометрий. Экспериментальные данные обработаны с использованием пакета прикладных статистических программ.

Научная новизна состоит в обосновании рациональных вариантов и технических решений низкозатратных, экологически чистых технологий производства молока, которые позволили разработать:

- общую схему совершенствования технологии производства молока и выращивания молодняка КРС на фермах малых хозяйственных образований с возможностью их модульного построения и увеличения поголовья;

- методы обоснования способов содержания животных на модульной ферме и выбора средств механизации производственных процессов;

- рациональные варианты механизации и автоматизации производственных процессов приготовления и раздачи кормов на ферме, автопоения, доения и первичной обработки молока, управления стадом и контроля продуктивности животных, уборки и переработки навоза и навозосодержащих отходов в КОУ, создания микроклимата и обеспечения экологической чистоты;

- проектные решения модульной фермы на 100 дойных коров с усовершенствованной технологией первичной обработки навоза и переработки его в концентрированные органические удобрения (КОУ).

Научная гипотеза – повышение функциональной эффективности производства молока на фермах личных подсобных и фермерских хозяйств с обоснованием их модульного построения и обеспечением низкозатратной экологически чистой технологии производства, первичной обработки и переработки всех видов продукции фермы.

Рабочая гипотеза – снижение затрат на производство всех видов продукции фермы возможно совершенствованием технологии содержания животных, рациональным выбором оборудования для механизации всех производственных процессов, гибким управлением поголовьем на основе модульного построения фермы и снижением вредных выбросов.

На защиту выносятся:

- общая схема усовершенствованной технологии производства молока и выращивания молодняка КРС на фермах малых хозяйственных образований с модульным построением их и возможностью наращивания поголовья животных;

- методика обоснования способов содержания животных на модульной ферме и выбора средств механизации производственных процессов;

- усовершенствованная технология производства и ускоренная технология первичной обработки навоза с последующей переработкой его в КОУ;

- уточнённые данные по физико-механическим свойствам исходной навозной массы и КОУ из неё;

- проектное решение модульной фермы на 100 коров и расчётные техникоэкономические показатели её внедрения.

Апробация работы и публикация.

Основные положения диссертации доложены и одобрены на научно-практических конференциях ФГБОУ ВПО АЧГАА, ФГБОУ ВПО СтГАУ, Международной научнопрактической конференции по механизации сельского хозяйства (г. Минск, НПЦ НАН Беларуси), на НТС МСХ РФ и МСХ и П РО. По результатам исследований получено 3 патента, опубликовано 9 статей, в том числе 5 статей в изданиях, рекомендованных ВАК, издана одна монография, подана заявка на изобретение на модульную ферму.

Реализация результатов исследования. Результаты исследований положены в основу проектной документации на модульную ферму с низкозатратной экологически чистой технологией производства молока для МСХ РФ, переданы МСХ и П Ростовской области, внедрены в СПК-колхозе им. С.Г. Шаумяна Ростовской области. Разработка удостоена серебряной медали и диплома XIIIРоссийской агропромышленной выставки «Золотая осень-2011».

Работа содержит пять глав.

В первой главе изложено современное состояние производства продукции животноводства и дан анализ технологий и планировочных решений молочных ферм, поставлены цель и задачи исследования.

Во второй главе приведены результаты теоретических исследований по обоснованию усовершенствованной технологии производства молока на ферме модульного типа, разработке методов выбора оборудования для механизации производственных процессов в ней.

Третья глава содержит программу и методики исследований технологических показателей функционирования исследуемой молочной фермы модульного типа.

В четвёртой главе представлены результаты исследований по обоснованию технологических линий производства молока, мяса и органических удобрений на ферме модульного типа для малых хозяйственных образований, обеспечивающих экологическую безопасность производства этой продукции, территории фермы и посёлка Пятая глава содержит результаты расчёта и оценки техникоэкономических показателей внедрения экспериментальной молочной фермы с экологически чистой технологией производства продукции.

По результатам исследований и разработок на защиту вынесены следующие положения:

- общая схема усовершенствованной технологии производства молока и выращивания молодняка КРС на фермах малых хозяйственных образований с модульным построением их и возможностью наращивания поголовья животных;

- методика обоснования способов содержания животных на модульной ферме и выбора средств механизации производственных процессов;

- усовершенствованная технология производства и ускоренная технология первичной обработки навоза с последующей переработкой его в КОУ;

- уточнённые данные по физико-механическим свойствам исходной навозной массы и КОУ из неё;

- проектное решение модульной фермы на 100 коров и расчётные техникоэкономические показатели её внедрения.

1 СОСТОЯНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ЖИВОТНОВОДЧЕСКОЙ

ПРОДУКЦИИ И ОБЗОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ

ПО ПРОИЗВОДСТВУ МОЛОКА В ХОЗЯЙСТВАХ РАЗЛИЧНОЙ

КАТЕГОРИИ

1.1 Современное состояние производства продукции животноводства Стратегическим направлением развития животноводства является решение важнейшей социально-экономической задачи по обеспечению населения продуктами питания высокого качества за счет его отечественного производства и достижения продовольственной независимости России.

Вследствие ряда причин в секторе мясомолочного животноводства наблюдается неуклонное сокращение поголовья. По данным Министерства сельского хозяйства России, в 2010 г. поголовье КРС составило порядка 20 млн. гол., что на 700 тыс. меньше, чем в 2009 г., когда этот показатель составлял 20,67 млн. гол. (сокращение за год 3%). Сокращение на уровне 2% наблюдалось и в 2009 г. по отношению к 2008 году. За пятилетний период поголовье крупного рогатого скота в хозяйствах всех российских производителей сократилось на 1,65 млн. гол. (до 20 млн. гол.)[108,120].

Исследования ученых и практиков свидетельствуют о том, что в первую очередь спад численности поголовья обусловлен диспаритетом между закупочными ценами на молоко и говядину и постоянно повышающейся стоимостью материальных ресурсов, используемых на производство этой продукции.

Скотоводство является более инертной подотраслью животноводства по сравнению, например, со свиноводством и птицеводством, где процессы оборачиваемости стада и капитала гораздо быстрее (5…10 лет). Снижение поголовья КРС связано и с уменьшением спроса среди населения на говядину и замещением ее более доступным мясом птицы (процесс уменьшения потребления мяса крупного рогатого скота за счет увеличения потребления мяса птицы наблюдается во всем мире) [122].

Основная масса поголовья КРС сконцентрирована в сельскохозяйственных организациях и хозяйствах населения (46,4% и 46,2%, соответственно)[1].

Такое распределение поголовья обуславливает и специфику кормовой базы, т.к.

в хозяйствах населения и сельскохозяйственных организациях применяются различные по составу корма (рис. 1.1).Удельный вес поголовья в крестьянских (фермерских) хозяйствах и в хозяйствах индивидуальных предпринимателей составляет лишь 7,4% от всей численности поголовья.

Увеличение численности КРС в стране наблюдается лишь в крестьянских (фермерских) хозяйствах и хозяйствах индивидуальных предпринимателей в период с 2005 по 2010 годы (с 931 тыс. гол. до 1,475 млн. гол). Данное обстоятельство объясняется разработкой ряда программ, направленных на развитие животноводства преимущественно в крестьянских (фермерских) хозяйствах.

Например, к числу предпринятых мер можно отнести льготное кредитование фермерских хозяйств, программу «Развитие пилотных семейных молочных животноводческих ферм на базе крестьянских (фермерских) хозяйств на 2009– 2011 годы». Однако этот рост в данной категории хозяйств существенно не влияет на общую численность КРС, т.к. здесь сконцентрировано всего 7,4% поголовья.

–  –  –

В 1991-1999 годах происходило устойчивое падение производства молока в России (рис. 1.2). Если в 1990 году оно составляло 55,7 млн тонн, то в 1999 году – уже 32,3млн. тонн. В 2000…2012 годах производство молока стабилизировалось на уровне 31…34 млн. тонн. В 2012 году оно составило 31,8 млн.

тонн, из которых 14,8 млн. тонн приходилось на сельхозорганизации, 15,4 млн.

тонн – на хозяйства населения, а 1,7 млн. тонн – на фермерские хозяйства и индивидуальных предпринимателей.

Существенны в нашей стране и проблемы молочного скотоводства. В центральных районах РФ в молочных хозяйствах в основном занимаются разведением голштинизированного черно-пестрого скота. В последнее время достаточно высоки объемы импорта КРС – несколько десятков тысяч голов в год.

Однако завоз в Россию большого количества различных пород и линий дойных коров и их гибридов недостаточно обоснован, требует формирования стройной системы породного состава, разработки перспективных направлений его совершенствования, содержания и эксплуатации. Реально же завозимые животные не адаптированы к нашим условиям, из-за чего срок продуктивного долголетия их весьма ограничен.

Основные породы крупного рогатого скота: герефордская, абердинангусская, голландская, холмогорская, красная степная, айрширская, ярославская, симментальская, сычевская, швицкая и костромская.

В последние годы благодаря приоритетному национальному проекту «Развитие АПК» и разработанной на его основе Программе «Развитие сельского хозяйства и регулирование сбыта сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2008–2013 гг.», а затем и на 2013-2020 гг. достигнута положительная динамика в АПК ведущих субъектов РФ и, в частности, Ростовской области, Краснодарского и Ставропольского краёв.

Отраслевая специализация в сельском хозяйстве способствует сохранению статуса Южного федерального округа как одного из лидеров в агропромышленном комплексе региона и экономике России. Для ведения сельского хозяйства в ЮФО используется 15,2% сельхозугодий и 14,3% пашни России [1]. Общая площадь сельхозугодий ЮФО составляет 39,2 млн.га, что соответствует 14,3% пашни России(274,1млн.га). Более5,8 млн. га пашни приходится на Ростовскую область [116].

В структуре производства продукции сельского хозяйства в ЮФО на долю растениеводства приходится 67%, животноводства – 33%.

По объему производства сельскохозяйственной продукции ЮФО занимает 3-е место в Российской федерации (рис.1.3).

Рисунок 1.3 – Объем производства продукции сельского хозяйства в федеральных округах РФ,% (к общему объему) В регионах ЮФО производится 10% от общероссийского объема получаемого молока.

При этом Краснодарский край и Ростовская область обеспечивают почти три четверти объема производства по округу.

В общем производстве животноводческой продукции в России (табл. 1.1) основная доля приходится на личные подсобные хозяйства. По производству мяса она составила в 2007 г. 60,9%, молока – 78, яиц – 32,3%. В крестьянских (фермерских) хозяйствах производится 6,2% мяса, молока – 8,4, яиц – 1,4%.

Эти цифры свидетельствуют о том, что основная масса животноводческой продукции производится в настоящее время в личных подсобных хозяйствах населения, что не только увеличило возможности самообеспечения населения продуктами питания, но, самое главное, способствовало сохранению социальной стабильности в период реформирования прежней системы производства.

Реализация национального проекта по направлению «Ускоренное развитие животноводства» в рамках целевых отраслевых программ «Развитие молочного скотоводства и увеличение производства молока в Российской Федерации на 2009–2012 гг.» и «Развитие мясного скотоводства России на 2009–2012 гг.»способствовали положительному влиянию на развитие отрасли животноводства.

В настоящее время удельный вес Ростовской области в общероссийском объеме производства составляет: молока и мяса – 3,6% (соответственно 4-е и 5е места), зерна – 10,8% (3-е место).

За анализируемый период наблюдается и рост продуктивности животных в хозяйствах региона. Надои на одну корову увеличились с 2811 в 2000 г.

до 3820 кг. Сохранив даже эти темпы, в 2015 году продуктивность коров может превысить5000 л, чего не было в истории Союза и России, в том числе новейшей.

Таблица 1.1 – Производство основных видов продукции животноводства (по всем категориям хозяйств) Анализ эффективности производства животноводческой продукции показывает, что в условиях сложившейся конъюнктуры рынка стабильно рентабельным в регионе является производство яиц и молока.

Все это свидетельствует о том, что в молочном скотоводстве абсолютный приоритет должен быть отдан увеличению продуктивности животных, наряду с ростом их численности. Несмотря на то, что поголовье коров в России снизилось более чем в 2 раза, мы имеем в расчете на 1000 человек 85 коров, тогда как в Англии, США и др. развитых странах этот показатель составляет 35-40 голов [9,52,53]. Продуктивность скота в этих странах составляет 6500…8000 кг молока и более. Удои молока на корову в нашей стране в ближайшие годы необходимо довести до 4000…4300 кг, что обеспечит не только самообеспечение населения региона мясом и молоком, но и поставки этой продукции в другие регионы страны и на экспорт.

Ключевыми элементами роста эффективности животноводства является не только улучшение его генетического потенциала и укрепление племенной базы, но и создание и развитие небольших семейных ферм или личных подсобных молочных ферм различной (управляемой) мощности, обеспечивающих экологически безопасное производство высококачественной продукции с минимальными затратами трудовых и материальных ресурсов.

В целом же решение проблемы стабилизации темпов роста производства продукции крупного рогатого скота в АПК России должно рассматриваться в контексте приостановления деградации, а в дальнейшем – роста престижа сельской жизни во всех ее составляющих: духовно, материально и социально.

Разработка и реализация проектно-технологических решений предлагаемого уровня требует анализа известных технологических решений производства животноводческой продукции в мире, оценки фундаментальных и прикладных исследований в этой области научных знаний и синтеза на этой основе моделей производств, в наибольшей мере соответствующих физиологическим потребностям животных в сложных биотехнологических системах.

1.2 Анализ технологий и планировочных решений молочных ферм

Известны многочисленные объемно-планировочные решения помещений для содержания крупного рогатого скота с поголовьем до 200 и более коров и ремонтного поголовья.

Разработаны и проекты реконструкции существующих помещений для коров применительно к малым фермам личных подсобных и фермерских хозяйств, в которых использованы комплекты современных технических средств механизации основных производственных процессов при различных способах содержания животных, блокирования с кормоцехами и молочными отделениями, хранилищами кормов, навоза и навозосодержащих стоков.

Они подразделяются в основном по двум признакам (рис.1.4): по способу содержания животных и по способу механизации основных производственных процессов.

Коровники

–  –  –

Рисунок 1.4 – Классификационная схема коровников молочных ферм По способу содержания животных коровники разделены с содержанием животных на привязи и беспривязно.

Привязной способ содержания коров в настоящее время превалирует на молочных фермах хозяйств всех категорий.

Собственно чаще на таких фермах коров на привязи содержат лишь в зимний (стойловый) период года с обязательной прогулкой на выгульных дворах или по специальным прогонам, в летний же период их содержат беспривязно в прифермерских лагерях или в лагерях вблизи пастбищ или кормового севооборота. Эта система содержания коров традиционная для России и самая древняя.

Положительными сторонами ее являются возможность дифференцированного подхода к кормлению каждого животного, индивидуального учета продуктивности и затрат кормов, труда и материальных ресурсов.

Однако специфика самой технологии содержания коров на привязи даже в условиях высокой механизации производственных процессов не обеспечивает повышения производительности труда обслуживающего персонала и норм обслуживания животных одним рабочим (табл. 1.2).

Талица 1.2 – Сводные данные анализа нагрузки на обслуживающий персонал действующих малых ферм некоторых хозяйств ЮФО

–  –  –

Трудовые и денежно-материальные затраты на производство одного центнера молока при этом остаются высокими даже при наращивании поголовья коров на ферме [91]. Так, для ферм, приведенных в таблице 1.2, затраты на амортизацию и ремонт оборудования коровника составляют 30…35% себестоимости молока, а заработная плата – 35…40%.

В беспривязной системе содержания, широко внедряемой в нашей стране и за рубежом, наибольший интерес представляет беспривязно-боксовый способ. При нем животные в течение всего года находятся без привязи в свободном движении внутри коровника и по территории выгульных площадок. Оборудование коровников кормовыми боксами для отдыха животных обеспечивает улучшение условий их содержания. Корова круглый год может использовать лучистую энергию солнца и свежий, лишенный углекислоты, избыточной влаги и аммиака, воздух. Под воздействием естественной среды воздействий животные в большей мере закаляются, у них активизируется обмен веществ, химическая и физическая терморегуляция, что способствует повышению их продуктивности и укреплению здоровья.

Затраты труда и средств на уход и содержание животных при беспривязно-боксовом содержании скота достаточно резко сокращаются, культура обслуживания его повышается, что способствует большей хозяйственной выгоде [88].

Известны и способы конвейерного содержания коров на привязи к подвижной цепи конвейера [39, 41, 88], а также в индивидуальных клетках мобильного кольцевого конвейера [87,120,125].Они позволяют в значительной мере автоматизировать процессы обслуживания животных и обеспечить поточность производства. Однако реализация их дорога и в условиях малых ферм недостаточно рентабельна.

Деление коровников по способам механизации производственных процессов на рисунке 1.4 более широкое. Коровники могут быть с мобильной и стационарной системами раздачи кормов, уборкой навоза механическими средствами (скребковыми, скреперными, шнековыми и др. устройствами) и гидросмывом, с организацией доения в стойле и вне стойла, водоснабжением из групповых или индивидуальных поилок, с естественной или принудительной вентиляцией, с дополнительным отоплением и без него. Отличаться они могут и по другим способам механизации ряда дополнительных производственных процессов.

Сочетание их в практике проектирования коровников весьма широкое, что требует разработки новых, более совершенных аналитических методов оценки их эффективности в реальных условиях функционирования.

Кроме этого возможно деление коровников по этажности и блочности помещений для содержания и обслуживания отдельных групп животных в них.

Рассмотрим ряд наиболее интересных известных планировочных и технологических решений коровников небольшой вместимости, предназначенных в основном для личных подсобных и фермерских хозяйств.

В личных подсобных и фермерских хозяйствах предпочтение обычно отдается узкоспециализированным фермам, в том числе и молочным, с учетом возможностей собственного земельного участка, поэтапного наращивания поголовья, утилизации отходов, первичной обработки и частичной переработки продукции и наличия рынков её сбыта.

Самыми малыми являются подворья для содержания 5…10 коров привязного содержания по типовым проектам 801-7-1-91 и 801-7-2-91 (рис 1.5).

В технологическом процессе производства молока на такой ферме коровы содержатся в стойлах помещения 1 на привязи. Корма раздаются ручной тележкой, поение осуществляется из индивидуальных автопоилок, доение – передвижным доильным агрегатом, а удаление навоза – шнековым транспортером или бульдозером на базе небольшого колесного трактора. Первичная обработка молока производится только фильтрацией и охлаждением его путем орошения фляги водопроводной водой. Обслуживает такое подворье один человек, годовое производство молока может составлять до 50 тонн со сдачей его на молочный завод.

Рисунок 1.5 – Коровник на 10 коров привязного содержания по типовому проекту 801-7-2-91:

а – общий вид; б – план коровника4: 1 – стойловое помещение;

2 – молочная; 3,4 – тамбуры; 5 – помещение для комбикормов; 6 – навес Расширение фермы при этом возможно только дополнительным строительством зданий, а степень механизации производственных процессов недостаточна и осуществляется на использовании оборудования с низкой производительностью, что не обеспечивает сокращения затрат, экономии материальных ресурсов и оздоровления экологической обстановки в районе расположения подворья.

Другая группа семейных молочных ферм рассчитана на содержание 15…25 коров, например, по типовым проектам 801-01-104-91 и 801-ВАП-75-90 (рис.1.6).

На такой ферме кроме коровника на 25 коров предусмотрен жилой дом 1, хозпостройки 2, хранилища кормов, гараж 7, выгульный двор 8 и теплица 14.

Содержание скота – стойлово-пастбищное, а в коровнике – привязное.

Коровник содержит (рис. 1.6в) стойловое помещение 1, молочную 2, вакуум-насосную 3, профилакторий 4, кормоприготовительную 5, помещение для хранения концкормов и комбикормов, расположенные по обе стороны от центрального прохода коровника, а также тамбур 11. В коровнике предусмотрен и денник для отёла коров, содержание откормочного молодняка – привязное, а телят и ремонтного молодняка всех возрастов – без привязи в боксах.

Рисунок 1.4 – Семейнаяферма на 25 коров с законченным циклом производства по типовому проекту 801-ВАП-75-90:

а – общий вид; б – схема генплана: 1 – жилой дом; 2 – хоз.блок;

3 – коровник; 4 – сарай; 5 – силосохранилище; 6 –льдохранилище;

7 – гараж; 8 – выгульный двор; 9 – жижесборник; 10 – площадка для корнеплодов; 11,12 – дезборьеры; 13 – пожарный водоем; 14 – теплица; 15 – трансформатор;

в – план коровника: 1 – стойловое помещение; 2 – молочная; 3 – вакуумнасосная; 4 – профилакторий; 5 – кормоприготовительная; 6 – комната для обслуживающего персонала; 7 – электрощитовая; 9 – техническое помещение;

10 – помещение для корнеплодов; 11 – тамбур Раздача кормов производится мобильным кормораздатчиком, поение – из автопоилок; доение – стационарной доильной установкой с молокопроводом, удаление навоза – скребковым транспортёром с последующей транспортировкой тракторной тележкой в навозохранилище.

К недостаткам коровника относится неудовлетворительная экологическая чистота территории, сложность увеличения поголовья животных и разрозненность цехов и пунктов для доения и первичной обработки и переработки продукции и кормов, что снижает эффективность производства продукции и делает её достаточно затратной.

Не решены эти вопросы и в экспериментальных коровниках привязного содержания, предложенных СевКавНИПИагропромом по типовым проектам с шифрами 11632,0-05,8903075 на 16 (рис.1.7) и 25 коров; 178, 11631, 88/123 и 177 на 50 коров (рис.1.8) и др.; ГНУ ВНИПТИМЭСХ беспривязного содержания с полным оборотом стада и ГНУ СКНИИМЭСХ на 20 коров.

Рисунок 1.7 – Плани разрез коровника на 16 коров привязного содержания (СевКавНИПИагропром):

1 – помещение для содержания животных: а, б, в – секции для коров, молодняка и денник; 2 – помещение для содержания: а, б – телят от 10 дн. до 3 мес. и профилактория на 2 гол.; 3 – молочная;

4 – блок привода навозоуборочных транспортеров; 5 – тамбур.

Рисунок 1.8 – Планировочное решение для привязного содержания 16 коров с полным оборотом стада:

1 – стойловое помещение для 16 коров, 8 нетелей, 7 телят, 5 бычков; 2 – молочная;3 – кормокухня; 4 – контора; 5 – склад грубых кормов; 6 – склад корнеплодов;

7 – приёмник навоза, 8,9 –склад кормов Определенный интерес в планировочном решении представляет экспериментальный коровник на 62 коровы с выращиванием ремонтного молодняка, разработанный также СевКавНИПИагропромом для животных южных регионов России (рис. 1.9). В нём помещение для содержания молодняка отделено от помещения для коров поперечным транспортёром 10 для выгрузки навоза от двух скребковых транспортёров 9 и 7. Доение осуществляется в молокопровод, по которому молоко поступает в молочный танк 3 с холодильной установкой 4.

Ему присущи такие же недостатки, как и рассмотренным выше коровникам.

В известных зарубежных проектно-технологических решениях коровников малых ферм схемы механизации производственных процессов также разнообразны и в основном базируются на беспривязном содержании коров.

Рисунок 1.9 – План экспериментального коровника на 62 коровы, разработанный СевКавНИПИагропром:

Экспликация помещений:

1 – помещение для содержания коров; 2 – помещение для содержания телят; 3 – секция для содержания молодняка; 4 – денник; 5 – молочная;

6 – котельная; 7 – профилакторий; 8 – вакуумнасосная; 9 – коридор;

10 – электрощитовая; 11 – лаборатория; 12 – моечная;

13 – манеж осеменительный; 14 – склад; 15 – тамбур.

Оборудование коровника:

1 – индивидуальная автопоилка; 2 – оборудование для ухода за доильными аппаратами; 3 – молочный танк; 4 – холодная установка; 5,6 – клетки для животных; 7 и 9 –навозоуборочные транспортеры; 8 – приводная станция поперечного навозоуборочного транспортёра10; 11, 12, 13 – бункера.

Анализ технологических и проектных решений как в нашей стране, так и за рубежом показывает, что при этом предусматривается, как правило, наличие в коровнике следующих помещений: помещения для животных различных возрастных групп, для обслуживающего персонала, молочной, вакуумной, помещения для кормов, тамбуры и вспомогательные помещения.

Для раздачи кормов на малых фермах крупного рогатого скота используются два типа машин: стационарные и мобильные.

Стационарные кормораздатчики типов РВК-Ф-74, KB-150 применяются в основном в помещениях с узкими кормовыми проходами и въездными воротами высотой до 2,4 м, хотя эти кормораздатчики могут применяться и на крупных фермах и комплексах, помещения которых сблокированы галереей.

Мобильные кормораздатчики используются повсеместно в тех зданиях, где ширина кормовых проходов и высота въездных ворот позволяют свободное их передвижение.

Стационарные машины имеют ряд существенных недостатков. Прежде всего, они не обеспечивают 100%-ной надежности технологического процесса, а их резервирование в условиях животноводческих ферм, особенно малых, практически исключено.

Распространённая в нашей стране технология машинного доения коров в стойлах также требует больших затрат труда, так как операции по подготовке вымени животного к доению, контроль за доением, а также заключительные операции, включающие в себя машинное додаивание и снятие доильного аппарата, выполняются вручную. Качество проведения ручных операций при этом во многом зависит от квалификации оператора, его отношения к труду и соблюдения технологии доения. Это приводит к снижению продуктивности животных, а также возникновению заболеваний вымени коров маститами машинного происхождения, что снижает и срок продуктивного использования коров.

Используемые машинные технологии доения при привязном содержании с типовым набором технологических операций не создают условий реализации у коров биологических возможностей. Исключение человеческого фактора, обеспечение адекватной реакции организма и машины на всех стадиях процесса доения коров и полное опорожнение вымени может способствовать быстрому росту удоев животных, увеличению срока их использования, улучшению воспроизводства стада и созданию условий для роста генетического потенциала коров. Поэтому эффективное ведение даже небольших хозяйств на современном этапе немыслимо без оснащения их совершенной доильной техникой и внедрения новых технологий доения.

Качественное поение крупного рогатого скота обеспечивает стабильность физиологического состояния животных, позволяет снизить их заболеваемость, а также повысить продуктивность (по молоку на 5…10%; по привесам до 20%) и снизить расход кормов до 3% [92,94]. Для этого животные должны быть обеспечены водой температурой 10…18°С (коровы, телята –18°С, молодняк – 12…18°С) со свободным доступом к ней [95,107]. Конструкция системы и ее основных элементов должна исключать стрессовые явления у животных, случаи травматизма.

Общее требование при разработке системы автопоения – соблюдение зоотехнических требований к процессу автопоения.

Анализ небольших животноводческих объектов показал, что уровень механизации процесса автопоения составляет 90…92% [94]. Однако используемое оборудование не полностью отвечает зоотехническим требованиям к процессу поения. Не выдерживается температурный режим подготовки воды, имеет место повышенная загрязненность средств автопоения, компоновочные решения систем не всегда обеспечивают качество процесса.

Поэтому в проектных решениях системы автопоения должны быть заложены наиболее перспективные технологические схемы и оборудование, обеспечивающее качественное поение животных в рамках зоотехнических требований.

В зависимости от технологии содержания животных, консистенции навоза, объемно-планировочных решений и других условий используются и различные способы удаления навоза (рис. 1.10).

Для очистки помещений и удаления подстилочного навоза применяют мобильные транспортные средства или агрегаты: бульдозеры БН-1, Д-606, Д-444, погрузчики ПБ-35, ПФП-1,2, мобильные навозоуборочные агрегаты АМН-Ф-20, навозоуборочный агрегат ВНИИМЖ – самопогрузчик универсальный СУ-Ф-0,4 [97, 128]и др.

Рисунок 1.10 – Принципиальные технологические схемы систем удаления навоза бульдозерами при подстилочном содержании животных:

а – содержание животных на глубокой несменяемой подстилке;

б – на сменяемой подстилке Для очистки навозных проходов и выгульных дворов чаще используется бульдозеры типа БН-1,5.

Стационарные механические системы удаления навоза из животноводческих помещений и их технологические и технические решения используются на фермах КРС при привязном, боксовом и комбибоксовом содержании как для бесподстилочного содержания животных на щелевых полах, так и на сменяемой подстилке, для навоза влажностью 85…92%.

Основные технологии и технологические решения систем удаления навоза из помещений стационарными навозоуборочными средствами реализованы в следующих технических решениях:

– скребковыми транспортерами типа ТСН, КСН, КНП, КСУ;

– скреперными установками типа УС и УСН;

– шнековыми транспортерами КШТ, КОШ, ШТН и др.;

– транспортерами других типов.

Все скребковые транспортеры имеют ряд недостатков, которые обусловлены, прежде всего, особенностями их конструкций:

– механизируется уборка навоза только с площади под транспортером, составляющей всего 16-18% от общей площади пола, а очистка стойл выполняется вручную;

– наличие открытых навозных каналов приводит к ухудшению микроклимата, перерасходу подстилки, загрязнению кожного покрова животных;

– при работе транспортера происходит интенсивный износ его рабочих органов и поверхности навозных каналов;

– увеличенный по длине (контуру) путь транспортирования навоза;

– при использовании в качестве подстилки неизмельченной соломы или другого длинностебельного материала возможен сход цепи со звездочки (вследствие наматывания материала на звездочку).

Заслуживает внимания все более широко внедряемая система удаления навоза скреперной установкой.

Так ВНИИМЖ разработал для этой цели техническое решение системы удаления навоза с применением установки УСН-Ф-0,25, отличительной особенностью которой является то, что изменение направления движения тягового органа осуществляется без реверсирования приводной станции.

По сравнению с известными скреперными установками эта установка позволяет снизить удельную энергоемкость процесса на 60%, материалоемкость – в 2 раза и затраты труда – на 75%, повысить наработку на отказ в 3 раза и добиться полного удаления навоза без образования «мертвых» зон в торцах каналов [69].

Качество подстилочного навоза во многом зависит от способов содержания животных. К наиболее распространенным технологиям относится производство навоза на выгульных дворах, в стойлах при привязном содержании животных и в секциях с групповым содержанием животных на глубокой подстилке [97].

Общий выход подстилочного навоза на выгульных площадках определяется выходом экскрементов, принимаемым в среднем равным 15% от суточного объема кормов на голову скота и расходом подстилочных материалов (с учетом остатков грубых кормов)[98].

При получении на ферме твердого подстилочного навоза важным элементом является его хранение.

Известны три способа хранения навоза: горячий (рыхлый), холодный (плотный) и горячепрессованный. Первым способом предусматривается укладка навоза в узкие, не шире 2…3 м бурты, вторым –укладку плотную увлажненного навоза в бурт шириной не менее 5м и высотой до 2м, третьим – укладку слоем 0,8…1,0 м с последующим уплотнением каждого слоя после повышения температуры в бурте до 55…60°С. При этом в бурт кладут не менее 3–4 слоев навоза высотой не менее 2 м.

При холодном способе хранения в несколько раз сокращаются потери азота и органического вещества. При этом азот остается в более подвижной и доступной для растений аммиачной форме.

Основными недостатками существующей технологии хранения твердого навоза являются следующие:

1. В связи с низкой культурой производства продукции животноводства и несовершенством технических средств для уборки навоза в него попадает при погрузке в технологическую машину недопустимо большое количество инородных включений (бетон, камни, металл, дерево и др.), которые в последующем вместе с удобрениями вносятся на поля и засоряют почву.

2. Высокая стоимость строительной части навозохранилищ.

3. Засоренность бурта навоза семенами сорной растительности.

Следовательно, на животноводческих предприятиях, в том числе и фермах КРС технологии хранения навоза, подготовки из него органических удобрений практически не соблюдаются. Следствием этого является нарушение экологии в районах расположения ферм (испарение вредных веществ в атмосферу, контакт вредных веществ с подпочвенными водами); снижение почвенного плодородия из-за непоступления в почву органических удобрений.

–  –  –

Рисунок 1.13 –Внутренняя планировка коровника (фрагмент) беспривязного боксового содержания коров на щелевом полу Аналогичные принципы заложены и реализованы в экспериментальных проектах Датского НИИОХ (DIAS) (рис.

1.11, 1.12) и проектах реконструкции существующих помещений, разработанных ГНУ СЗНИИМЭСХ.

Таким образом, планировочные решения молочных ферм, несмотря на широкое их разнообразие, все еще не обеспечивают полной механизации производственных процессов, сокращения затрат труда и материальных ресурсов, повышения продуктивности коров и снижения негативного влияния фермы на окружающую среду.

Все это свидетельствует о необходимости проведения дальнейших работ по совершенствованию технологии производства молока на фермах малых хозяйственных образований.

1.3 Обзор модульных молочных ферм малых предприятий В последние годы учеными научно-исследовательских институтов Россельхозакадемии, проектными и конструкторскими организациями, образовательными учреждениями России разработаны многочисленные объемнопланировочные решения помещений для содержания крупного рогатого скота с поголовьем до 200 и более коров и ремонтного поголовья, решения для содержания всех половозрастных групп на малых фермах (рис. 1.8, 1.13, 1.14). ГНУ

ВНИПТИМЭСХ, ГНУ СЗНИИМЭСХ, ГНУВНИИМЖ, ФГБОУ ВПО МГАУ им.

В.П. Горячкина, ФГБОУ ВПО АЧГАА и др., наряду с новыми объемнопланировочными решениями, разработаны схемы и проекты реконструкции существующих помещений.

Рисунок 1.13 – Планировочное решение коровника беспривязного содержания 20 коров с полным оборотом стада:

1 – секция для 20 коров с доильной площадкой; 2 – денник; 3 – профилакторий на 12 мест; 4 – секция для телят в возрасте 2…6 мес.; 5 – секций для молодняка в возрасте 6…12 мес.; 6 – секция для телок в возрасте 12…18 мес.; 7 – молочная;

8 – вакуум-насосная; 9 – служебная комната; 10 – фуражная; 11 – кормовой блок;

12 – гараж для трактора; 13 – станция перекачки навоза В них предусмотрены и выделены модули: производства молока, кормоприготовления, первичной обработки навоза и др.

Рисунок 1.14 – Планировочное решение коровника привязного содержания 20 коров с молочной и кормоприготовительным отделением-хранилищем:

1 – секция для 20 коров и 5 нетелей; 2 – секция для 14 телят в возрасте до 20 дн.; 3 – секция для 6 телят в возрасте до 6 мес.; 4 – секция для 6 телок в возрасте от 6 до 18 мес.; 5 – молочная; 6 – моечная; 7 – вакуум-насосная; 8 – помещение для коров; 9 – помещение для трактора; 10 – площадка для навоза Аналогичные принципы заложены и реализованы в экспериментальных проектах Датского НИИОХ (DIAS) [24] (рис. 1.15, 1.16).

Рисунок 1.15 – План коровника привязного содержания 30 коров (Датского НИИОХ):

1 – стойла; 2 – разделители стойл; 3 – кормовой стол; 4 – родильное отделение;

5 – молочно-моечное отделение; 6 – технологический проход;

7 – прифермерское навозохранилище; 8 – чашечная автопоилка;

9 – навозоприемный канал; 10 – поперечный навозосборный канал Ферма привязного содержания 30 коров (рис. 19 а) включает в себя коровник на 30 голов, кормохранилище и навозохранилище.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |
 








 
2016 www.konf.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, диссертации, конференции»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.