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


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |

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

-- [ Страница 4 ] --

Здесь оно охлаждается встречным потоком холодного молока по пути в гидродинамический нагреватель и переходит в секцию пластинчатого аппарата, в которой происходит окончательное охлаждение его.

Известно, что коэффициент регенерации молока в современных пастеризаторах не превышает 0,82. При охлаждении пастеризационного молока до температуры tн=4оС разность температур его на выходе (между температурами двух потоков) составит по данным А.Ю. Красновой [45] около 14оС.

Тогда температура молока на входе в ГД нагреватель должна быть более 60оС (tp), что гарантирует подавление микрофлоры [49, 50, 127], а на выходе охлаждаемого пастеризованного молока tрк = 18С.



Следовательно ГД нагреватель должен обеспечивать нагрев молока на 14С в пределах от 60 до 74С, подавляя микрофлору частично. Основная же роль уничтожения микрофлоры отводится далее выдерживателю и регенератору. Причём площадь регенератора пастеризационной установки производительностью Q = 600 кг/ч при коэффициенте теплопередачи kр = 3000 Вт/м2 Кдолжна составлять 3 м2.

В опытах температуры молока на входе и выходе во всех тепловых аппаратах такой пастеризационной установки были сравнительно стабильными (рис. 4.9) с отклонениями от установленных величин не более 2 … 4%.

Рисунок 4.9 – Температурные графики работы выдерживателя (а), регенератора (б, в) и охладителя (г) пастеризационной установки после выхода её на рабочий режим Мощность привода пастеризационной установки с ГД нагревателем при производительности М=0,6 т/ч составляет 8кВт и зависит в основном от её производительности и при R =0,9967 может быть определена по эмпирической зависимости:

N=12M+0,3 кВт, (4.3) где М– производительность ГД нагревателя, т/ч.

Следует отметить, что работа ГД нагревателя пастеризованной установки сопровождается скачкообразным изменениям давления в ячейках его ротора (рис. 4.10), в то время как на выходе из него давление молока постоянное и при частоте вращения ротора диаметром 153 мм порядка 300…315 1/с не превышает 120 кПа. Максимальное давление молока в ячеях колеблется в пределах 170…180 кПа, минимальное – 110…130 кПа.

Р 2 Рисунок 4.10 – Осциллограммы давлений на выходе из ГД нагревателя (1) и в ячейках ротора (2) при частоте его вращения 300 1/с Тепловой КПД пастеризационной установки с ГД нагревателем значительно выше промышленных пастеризаторов и достигает 0,84. 16% тепловой энергии теряется теплоподачей в атмосферу стенками нагретых аппаратов (нагревателя, выдерживателя, регенератора и охладителя), а также потерями тепла с охлаждающей средой (воздухом или проточной водой). В связи с этим дальнейшее повышение КПД такой пастеризационной установки возможно теплоизоляцией его тепловых аппаратов и использованием теплового насоса на последней стадии охлаждения молока.

В послеродовой секции предусмотрено использование фрагмента линейной доильной установки со сбором молока в доильные ведра. Из числа выпускаемых в России установок вполне приемлема для этого доильная установка марки УДВ-Ф-10 Сумского машиностроительного НПО.

В секциях для нетелей установлен фрагмент доильного агрегата с вакуумпроводом, к которому подключаются доильные аппараты при холостой их работе и средства массажа вымени в виде чашеобразных массажников, производимых экспериментальным предприятием СКНИИМЭСХ по заявкам хозяйств.

Управление производственными процессами на модульной ферме включает в себя в качестве главного составного элемента управление основным стадом. Оно предполагает постоянное наблюдение за поведением животных, их здоровьем, продуктивностью, физиологическими циклами, наступлением половой охоты и многими другими признаками, определяющими продолжительность эксплуатационного долголетия животных, массу и качество получаемых от них продукции и приплода на базе автомата «Стимул», выпускаемого НПП «Фемакс»[120].

Система управления реализована в СЗАО «СКВО» Ростовской области, в Брянской, Ивановской, Нижегородской. Самарской, Рязанской и др. областях и республиках РФ. Основным модулем (блоком) её является электронный процессор с клавиатурой и монитором.

Процессор и сблокированный с ним офисный компьютер функционируют на основе специального программного обеспечения.

Входящие в систему датчики-счетчики молока измеряют его поток от каждой коровы. Счетчики молока используются совместно с контроллерами доильного места.

Портальные антенны системы связаны с блоком управления специальными соединительными кабелями. Они передают в блок управления информацию о передвижениях каждой коровы по направлению к доильному залу, что позволяет регистрировать время, затрачиваемое на доение её.





Транспондеры прикреплены к ошейникам коров. Ошейники с транспондерами надеваются на корову в момент перевода первотелки в основное стадо. С этого момента корова оказывается под постоянным наблюдением компьютерного процессора.

Программа управления стадом привязана к доильному оборудованию, так как оно является ключевым звеном в технологии производства молока – именно здесь собирается, обновляется и записывается информация о продуктивности, качественных показателях молока, воспроизводстве, физиологическом состоянии животных (АРМ зоотехника). Компьютерная обработка этого массива данных и предоставляет специалисту информацию, на основании которой он может принимать оптимальные решения, касающиеся как отдельного животного, так и стада в целом.

На ферме использованы элементы программных комплексов «Молочнотоварная ферма. Оперативное управление» и«Комплексная оптимизация и анализ рационов, комбикормов, премиксов «КОРАЛЛ»,разработанных в Московской сельскохозяйственной академии им. К.А. Тимирязева под руководством профессора Б.В. Лукьянова, а также программы разработанные в ФГБОУ ВПО АЧГАА под руководством В.Н. Литвинова[57, 58, 59].

4.4 Результаты исследований и разработок процесса уборки и переработки навоза в концентрированные органические удобрения В вопросах механизации процесса уборки навоза на молочной ферме модульного типа предпочтение отдано использованию механических систем удаления его, обеспечивающих не только лучшие условий содержания животных, но и получение более качественного сырья для производства органических удобрений при резком снижении загрязнения окружающей среды [68, 77, 83, 124, 126].

В коровнике предусмотрена уборка навоза:

- из секций содержания дойных коров, сухостойных коров и нетелей;

- из секций содержания молодняка различных возрастных групп;

- с выгульных площадок.

Для уборки навоза из секций для коров беспривязного содержания принята скреперная установка стационарная возвратно-поступательного движения марки УС-Ф-170 в варианте комплектации с выгрузкой навоза в торце здания (исполнение – выгрузка в один конец здания) (рис. 4.11).

–  –  –

Установка оборудована четырьмя скреперами и при возвратнопоступательном движении подаёт навоз в торец здания, где установлен поперечный конвейер шнековый КНШ. Этот конвейер расположен в поперечном канале глубиной 800 мм и шириной 500 мм, закрытом сверху металлическими решётками с шириной щели между прутками 45…50 мм.

Навоз, попадая в канал с этим шнековым конвейером, подаётся к наклонному выгрузному шнеку (рис. 4.12) марки ЗНШ и им выгружается в тракторную тележку или в контейнер.

Уборка навоза скреперной установкой производится не менее 6 раз в сутки. Работа указанных машин для очистки секций от навоза взаимно увязана между собой.

б а Рисунок 4.12 – Схема монтажа наклонного (а) загрузочного и поперечного (б) шнековых навозоуборочных транспортёров В секциях для содержания молодняка установлен широко распространённый в хозяйствах нашей страны скребковый навозоуборочный транспортер ТСН-160 (горизонтальная его часть). Его скребками, расположенными в продольных и поперечных каналах коровника сталкиваемый с логова навоз транспортируется в поперечный шнековый контейнер (рис. 4.12 б) и наклонным шнеком загружается в транспортные средства также, как и навоз из секций для коров.

вы льных пло адок при молочной ферме модульного типа уборка навоза производится серийным бульдозерным оборудованием БН-Ф-1,5-1, навешенным на раму фронтального погрузчика ПКУ-0,8 трактора МТЗ-320.

Отвал бульдозерной лопаты его может поворачиваться относительно рамы на 180о, что позволяет убирать навоз как при движении трактора вперёд, так и назад.

На выгульных площадках вдоль кормушек предусмотрена полоса для кормления животных, отделённая от зоны отдыха проездом шириной 2,2 м и глубиной 0,2 м с уклоном 3% в сторону проезда. Зона отдыха также имеет уклон порядка 1% в сторону проезда. Проезд систематически очищается бульдозером, а на полосе кормления и в зоне отдыха – по потребности.

Сталкиваемый навоз погрузчиком подается в тракторный прицеп и вывозится на площадку накопления и обеззараживания его, как и навоз из секций коровника. Схема такой площадки показана на рисунке 4.13.

Рисунок 4.13 – Схема площадки для накопления и обеззараживания навоза На ней предусмотрена плотная укладка увлажненного навоза в бурты шириной не менее 5 м и высотой до 2 м, обеспечивающая горячепрессованный способ хранения навоза с периодической перебуртовкой его до переработки[13, 74,90].

В таблице 4.10 представлены данные о выходе подстилочного навоза на исследуемой молочной ферме модульного типа.

По данным этой таблицы суточный выход навоза на ферме в среднем может составить более 7 тонн влажностью более 80%, а годовой выход - более 2600 тонн.

–  –  –

Все известные способы хранения его (холодный, горячепрессованный и рыхлый) по опытным данным вызывает изменения в составе входящих в него веществ и потери органики и азота (табл. 4.11, 4.12).

Данные таблицы 4.11 показывают, что холодный способ хранения навоза уменьшает его влажность, но обеспечивает в сравнении с другими способами хранения в большей мере сохранить органического вещества, азота (табл. 4.12), наиболее ценных в составе удобрений.

–  –  –

Основным недостатком анаэробного (плотной укладки) способа хранения навоза является слабая гибель в нем семян сорняков. Из-за этого целесообразно применение горячепрессованного способа хранения навоза, который использован нами на ферме.

Обычно на молочных фермах полужидкий и подстилочный навоз подаётся в навозохранилища открытого типа, где накапливается, но системно не используется (рис. 4.13). Процессы накопления и переработки навоза в таких лагунах не имеют конечного решения. Навозохранилища не изолированы от проникновения жидкой фракции в почву и грунтовые воды, навоз в них не обеззараживается, его свойства в качестве удобрений резко снижаются.

Таким образом, на большинстве молочных ферм система сбора, накопления и обработки навоза выполняется не в полном объёме и не соответствует требованиям охраны окружающей среды и норм технологического проектирования. По результатам проведенных нами исследований получаемый при этом навоз имеет удобрительную ценность и содержит в одной тонне следующее количество питательных веществ (табл. 4.13).

–  –  –

Эти данные показывают достаточно высокие удобрительные свойства навоза несмотря на потери исходной массы его до 40%, однако его приготовление сопряжено с загрязнением окружающей среды и территории фермы и поселка, обсеменением их полей семенами сорной растительности, необходимостью строительства хранилищ для большого объёма удобрений, а также необходимостью оснащения хозяйства большегрузными устройствами для внесения навоза на поля в качестве удобрений[13, 63, 100, 101, 102].

В связи с этим на молочной ферме модульного типа предусмотрена переработка производимого на ней навоза в концентрированные органические удобрения (КОУ), для чего в состав фермы включен специальный модуль по производству КОУ, расположенный в отдельном здании и рассчитанный дополнительно на переработку навозосодержащих отходов, принимаемых платно от населения посёлка по себестоимости навоза, получаемого на ферме. Это также может способствовать охране окружающей среды и повышению экологической чистоты территории расположения фермы и посёлка.

Полная переработка навоза в КОУ основана на работах П.И. Короленко в области микробиологии и генезиса почв [42], раскрывшего процессы образования в почве микросистем центров почвообразования (ЦПО) порядков,, и видов.

Искусственные виды ЦПО, входящие в состав КОУ, попадая в почву в качестве удобрений, начинают активно функционировать и мобилизовать потенциальное плодородие, создавая оптимальные условия для жизнедеятельности сельхозрастений. Обладая компактностью и высокой эффективностью КОУ даже при дозах внесения их в почву порядка 1 т/га (в 60 раз меньше норм внесения обычных органических удобрений) обеспечивают прибавку урожая в 2…2,5 раза большую в течении не менее 3 лет[42, 77]. При этом устраняется возможность накопления нитратов и токсичных микроэлементов в почве, как это происходит при использовании минеральных удобрений, а сокращение доз внесения уменьшает затраты на эти процессы.

Технологический процесс приготовления КОУ применительно к исследуемой технологии производства молока на ферме модульного типа представлен на рисунке 4.14 [73, 74, 77].

По этой технологии получаемый подстилочный навоз и полужидкие отходы вывозятся и складируются на площадке ускоренного компостирования.

Предусмотрена укладка 1-й и 2-й очередей буртов и их перемешивания до получения готового компоста.

Рисунок 4.14.

–Схематехнологического процесса производства КОУ на молочной ферме модульного типа

Ширина бурта зависит от рабочей ширины самоходного ворошителя буртов (2,5 м). Длина бурта ограничивается наличием свободной площадки. Определяющим компонентом в процессе ускоренного компостирования является добавка (50 кг/т), которая способствует ускорению процесса компостирования:

быстрый нагрев массы до 70оС,благодаря чему навозная масса обеззараживается и уничтожаются семена сорной растительности. Для ускорения процесса биоферментации в навозный бурт периодически подается воздух.

Интенсивное перемешивание бурта с одновременной подачей воздуха обеспечивает полное его обеззараживание, и получение КОУ далее обеспечивает производство экологически чистой продукции на ферме.

Готовый компост измельчается и подаётся в бункер-накопитель, а далее может подаваться в пылевидной форме с плотностью 0,5…0,7 т/м3 и влажностью 40…50% на фасовку и складирование до реализации или же на гранулирование, после чего производятся операции фасовки в тару массой 1т и подачи на хранение до реализации.

При выгрузке готового компоста часть бурта высотой 40…50 см целесообразно оставлять на месте и на него укладывать слой свежего навоза. Далее цикл повторяется.

Схема модуля по производству КОУ представлена на рисунке 4.15.

По ней готовое КОУ из буртов 1,2, 3 (рис. 4.15) подается на участок накопления, рассчитанный на 3-х дневное хранение удобрений. Далее КОУ поступает в бункер 6, откуда ленточно-скребковым конвейером подается на фасовку в тару массой до 1тонны. Часть КОУ подается в гранулятор, откуда полученные гранулы поступают в окатыватель гранул и далее на фасовку.

Разработана и технологическая схема функционирования фермы с учётом собственного растениеводства по производству кормов для неё (рис. 4.16).

Технологическая схема включает 3 базовых блока: производства животноводческой продукции; производства концентрированных органических удобрений; производства продукции растениеводства для фермы.

–  –  –

Рисунок 4.15– Схема модуля по производству КОУ на молочной ферме:

I– участок ускоренного компостирования навоза и производства КОУ;

II– участок накопления КОУ;III – участок расположения оборудования для гранулирования и фасовки КОУ; IV – участок для хранения КОУ;

1,2,3 – бурты навоза;4,5 –вентиляторные;

6 –бункер-приемник компонентов (БГК, V = 3,5 м3); 7 – ленточно-скребковые конвейеры (КЛС-1, L = 4 м); – фасовочный аппарат (ФАП-15У);

9– бункер-накопитель гранул ( БГК, V= 3,5 м3);10 – гранулятор;

11 – окатыватель гранул (Од-070)

–  –  –

Рисунок 4.16 – Структурная схема функционирования и производства продукции на ферме Основным входным параметром I блока является поголовье КРС.

Выходными параметрами рассматриваемого блока являются произведенное мясо Q1,молоко М1, а также навоз A1, подаваемый во II блок с содержанием питательных веществ N1,P1 иK1.

Входными параметрами II блока являются объемы произведенного на ферме навоза А1, его влажность W1 и содержание питательных веществ в навозе N1, P1, K1.

Важными параметрами, характеризующими масштабы производства органических удобрений (количество и вид сооружений, энергоресурсы, наличие технических средств) являются с одной стороны – количество перерабатываемого навоза, его вид и влажность, содержание в нем питательных веществ, ритм поступления, с другой стороны – спрос на те или иные органические удобрения из подсистемы использования удобрений (растениеводство).

Подсистема использования органических удобрений включает в себя цех растениеводства (структура посевных площадей, севообороты, состояние почвенного плодородия), производящих сельскохозяйственную продукцию для фермы (корма, подстилка и др.).

Входными параметрами III блока являются объемы произведенных КОУ (Q2), их влажностьW2 и содержание питательных веществ N2, P2, K2, технические средства внесения их.

Выходными параметрами блока растениеводства являются площади ДУ1, ДУ2,…. ДУi, на которых выращиваются заданные в севооборотах культуры с определённой урожайностью, произведенные объемы зерна на переработку и корм скоту.

Важную роль в технологии производства КОУ играют размеры бурта и наличие технологической площадки. Ширина бурта определяется технологическим параметром – рабочей шириной самоходного ворошителя буртов, и составляет 2,5 м. Высота бурта – 1,5 м. Форма поперечного сечения бурта – треугольная. Длина бурта составляет 60 м(рис. 4.17, 4.18).

Н – навоз W 86%; ПН – полужидкий навоз W 86%; К – готовый компост Рисунок 4.17– Принципиальная технологическая схема переработки навоза молочной фермы модульного типа

Рисунок 4.18 – Поперечное сечение площадки для буртов навоза:

1, 2, 3 – бурты навоза; 4, 5, 6 – каналы для подачи воздуха в них На рисунке 4.19 представлен общий вид площадки для буртов навоза в колхозе имени Шаумяна Ростовской области.

–  –  –

гдеtпогр, tтранс, tвыг, tхх – длительности погрузки навоза, транспортирования, выгрузки и холостого хода, мин.

По данным хронометражных наблюдений в колхозе им. Шаумяна для агрегата МТЗ-82 + 2-ПТС-6 (грузоподъёмность 6т), время цикла Тц= 29 мин, а производительность агрегата Qагр = 12,4 т/ч. Производительность перебуртовщика Qпер = 400 т/ч.

На основе полученных данных построена циклограмма производства КОУ предлагаемым в настоящей работе методом ускоренного компостирования (рис. 4.20).

Из рисунка 4.20 видно, что длительность цикла на производство 1 бурта КОУ конечной массой 25 т составляет 5 дней. Длительность цикла на производство трёх буртов составит 7 дней.

Тогда производительность модуля КОУ должна быть не менее 10 тонн в сутки, а годовая (с учётом остановки работы в морозный период) – около 3 тысяч тонн.

В таблице 4.14 представлены технологические параметры системы переработки навоза, состав комплектов машин и оборудования для неё,в том числе для гранулирования и фасовки.

Рисунок 4.20 – Циклограмма производства КОУ методом ускоренного компостирования на модульной ферме Таблица 4.

14 – Технологические параметры системы ускоренного компостирования и производства КОУ на МТФ СПК (колхоза) им.С.Г. Шаумяна Окончание таблицы 4.14 По этим данным гранулированию подвергается половина годового объёма производства навоза, а другая половина фасуется в пылевидной форме. Гранулирование КОУ на модульной ферме предусмотрено в шестеренном гранулятореПШ-120, производимом институтом агроинженерных проблем (ИАП) ФГБОУ ВПО АЧГАА (г. Зерноград Ростовской области).

Физико-механические свойс ва ОУ как в пылевидной, так и в гранулированной формах исследованы недостаточно. Наибольший интерес среди этих свойств представляют фрикционные свойства, плотность и пористость.

Экспериментальные данные по определению фракционного состава пылевидного КОУ представлены в таблице 4.15

–  –  –

По данным этой таблицы 90,7% частиц КОУ пылевидной формы имеют размер от 0,5 до 1,5 мм и лишь 0,2% - свыше 3 мм.

Коэффициенты трения КОУ пылевидной формы (влажность 36%) и в виде гранул (влажность 20%), полученные по различным материалам, даны в таблице 4.16.

Коэффициенты трения исследуемых КОУ в основном зависят от того, в каком виде они получены – в виде пылевидной структуры или в виде гранул, а также материала контактируемой с ними поверхности. Гранулированные удобрения имеют коэффициенты трения покоя и движения на 12…17% меньше, чем пылевидные. В реальных условиях их хранения и внесения в почву они могут контактировать с полиэтиленом, сталью листовой, капроном, деревом и резиной, которые присутствуют в деталях рабочих органов разбрасывателя, посевных машин и ёмкостей для хранения. Максимальные значения коэффициента трения КОУ получены о резину и дерево, минимальное – по поверхностям из пластмасс, что даёт основание считать, что улучшение условий течения КОУ возможно при покрытии контактирующих поверхностей машин для их внесения полимерными материалами.

–  –  –

Коэффициенты внутреннего трения КОУ обеих форм несколько меньше, чем внешнего трения (табл. 4.17), что объясняется преобладанием в них при повышенной влажности капиллярных сил аутогезии и адгезии между частицами и гранулами.

–  –  –

Плотность гранулированых КОУ в 1,5…2 раза выше, чем пылевидной формы, что объясняется своеобразной их формой и более плотной укладкой частиц. Эти удобрения обладают значительной поглотительной способностью к воде и быстро разрушаются в ней, особенно гранулы.

Структура гранул из КОУ позволяет обеспечить их плотность до 1000 кг/м3 и снизить объёмы для хранения удобрений. Их производство, хранение, транспортировка и внесение в почву требуют достаточно высокой прочности и допустимой крошимости, которая представляет их качественных показатель.

Опытные данные по крошимости гранул КОУ различного диаметра представлены в таблице 4.18.

–  –  –

По данным этой таблицы крошимость экспериментальных гранул не превышала допустимой величины 10%, установленной временными требованиями на их качество [14, 27], что даёт основание рекомендовать производство КОУ не только в пылевидной форме, но и в гранулированном.

4.5 Обеспечение микроклимата на молочной ферме модульного типа

Модули молочной фермы представляют ограниченные пространства, к основным факторам которых относятся температура и влажность воздуха в них, а также внутренних поверхностей стен, пола; концентрация вредных газов; скорость воздушного потока и освещённость.

Известно [33, 91], что продуктивность животных на ферме на 50…60% определяется кормовой базой, на 15…20% качеством ухода за ними, а в остальном – микроклиматом в помещениях, где содержатся животные. Значительные отклонения параметров микроклимата, установленных зоотребованиями и ГОСТами снижают надои от коров на 10…20%, а прирост живой массы молодняка

– на 20…33% [79].

В основу микроклимата исследуемой фермы положен выбор эффективной системы вентиляции помещений. Применительно к модульному коровнику принята приточно-вытяжная система вентиляции со следующими параметрами [33]:

– расчетная температура воздуха в помещении для коров – 10°С;

влажность воздуха 40–75%;

– расчетная температура воздуха в телятниках (от 14–20 дней до 6 месяцев) – 15°С; влажность воздуха 40–75%;

– расчетная температура воздуха в помещениях для молодняка от 6 до 12 месяцев – 12°С; влажность воздуха 40–75%;

– расчетная температура воздуха в родильном отделении – 15°С; влажность воздуха 40–75%; в профилактории соответственно 17°С и 40–75%;

– количество подаваемого воздуха на 1 ц живой массы: взрослые животные – 15 м3/ч; телята КРС – 18 м3/ч.

В модульном коровнике с учетом зоотехнических требований использованы локальные (обособленные) и рассредоточенные системы вентиляции. Системы вентиляции предложены применительно к конкретному производственному помещению, технологической группе животных, особенностям строительных конструкций. Общеобменная приточно-вытяжная вентиляция с подогревом воздуха предусмотрена в помещениях для содержания коров и зоне размещения молодняка. Система включает в себя вентиляционные каналы с естественным побуждением воздуха, каналы с побудителем воздуха (осевой вентилятор – ВО-400-02), а также приточную линию с подогревом воздуха в холодный период года (зонт диаметром 500 мм; вентилятор канальный ВКП-50-30-4);

нагреватель канальный (НК-400-24; воздуховод с переменным диаметром по длине; дефлектор ДПИ-Р). В зоне размещения молодняка дополнительно установлены инфракрасные лампы ИКЗ-250. В цехе новотельных и глубокостельных коров запроектирована естественная и с побуждением вентиляция через вентиляционные каналы в верхней зоне помещения (побудитель – осевой вентилятор ВО-400-4Е). В зоне размещения денников и в профилактории установлена локальная система, предусматривающая наличие вентиляционных каналов для естественной вытяжки воздуха, линию притока воздуха с его подогревом в холодный период года (зонт; вентилятор канальный-ВКП-50-30-4;нагреватель канальный круглого сечения). В этих помещениях предусмотрена установка ламп типа ИКЗ-250. Эта же система обеспечивает микроклимат в отделении послеродового содержания коров. В доильном зале и в зоне преддоильной площадки запроектирована обособленная приточно-вытяжная, с подогревом воздуха система (зонт круглый, канал, вентилятор осевой-ВО-400-4Е; вентилятор канальный ВК250Б, нагреватель канальный НК250-Б). Пункт приема молока и его обработки, душевые и туалетные комнаты оборудованы вытяжной вентиляцией с побудителями воздуха, кормоприготовительное отделение – вентиляционными каналами с естественным побуждением воздуха; здание по производству КОУ – двумя каналами вытяжной естественной вентиляции и аспирацией в зоне монтажа оборудования.

Первая система вентиляции обеспечивает необходимый приток и отвод воздуха в зоне размещения телят и молодняка и в отделении послеродового содержания коров. Система по контуру разветвленная. Она включает в себя всасывающий воздуховод, вентиляционно-отопительный агрегат, приточный распределительный воздуховод, снабженный жалюзийными регулируемыми решетками, датчик температуры и станцию автоматического контроля.

Работа системы протекает следующим образом. Воздух по воздуховоду всасывается вентилятором и по распределительному воздуховоду через регулируемые каналы и решетки подается в зону содержания животных. Для удаления воздуха смонтированы вентиляционные шахты. Шахты оборудованы заслонками.

Вентиляционно-отопительный агрегат включает в себя калорифер, центробежный вентилятор, приборы контроля (датчик температуры, термометр), устройства регулирования забором воздуха (задвижки, жалюзи).Вентиляционно-отопительный агрегат может работать в четырех режимах с учетом времени года.

Вторая система вентиляции обеспечивает требуемый микроклимат в зоне размещения коров. Система естественная приточно-вытяжная. Основными элементами её являются приточные каналы и вытяжные шахты. Размеры каналов должны быть обоснованы расчетным воздухообменом и нормативной скоростью движения воздуха.

В системе вентиляции, как варианты, могут быть использованы отопительно-вентиляционные агрегаты типа ТВ (ТВ-6 и др.) или установки «Агроклимат» с утилизацией тепла удаляемого воздуха. Не исключается вариант использования комплекта вентиляционного оборудования «Комфорт-1».

В коровнике использован принцип естественного и искусственного освещения. Естественное освещение через оконные проёмы из расчета отношения площади окна к площади пола: 1:20 в помещении для содержания коров; 1:15 в родильном отделении; 1:10 в доильном помещении.

Искусственное освещение для сохранения удоев обеспечивает: освещенность 160…200лк и длительность нахождения животных под светом 16…18 ч.

Для обеспечения данной освещенности в коровнике использованы энергоэкономные лампы AL-250, реализуемые ООО «Арнтьен», г. Ярославль.

4.6 Охрана труда и окружающей среды при работе молочной фермы модульного типа Предусмотрено, что территория молочной фермы должна быть удалена от открытых водоисточников (рек, озер, прудов) на расстояние не менее 500 м.

Максимально должны быть сохранены естественные зелёные насаждения наряду с мероприятиями по озеленению территории фермы по её периметру. Экологическая безопасность молочной фермы оценивалась по воздействию на качество получаемой продукции, уровню загрязнения воздуха, воды, земли, засоренности полей, здоровье обслуживающего персонала и населения посёлка, а также здоровье животных фермы согласно требованиям ГОСТ12.3.002.75 ССБТ [29], ОСТ 46.3.2.196-85 ССБТ [89], ГОСТ 51380-99 [28], СанПиН211-99-77 [107] и др. [96].

Для этого на ферме обеспечено рассеивание удаляемого из помещений воздуха, герметизация оборудования и коммуникаций, очистка технических выбросов, сточных и ливневых вод, глубокая переработка навоза и навозосодержащих отходов в КОУ.

В составе молочной фермы, её сооружений для переработки навоза в удобрения предусмотрена санитарно-бактериологическая лаборатория для контроля качества выполняемых работ и состояния окружающей среды. Для охраны здоровья обслуживающего персонала предусмотрены душевые с горячей водой, помещение для приёма пищи и туалетные комнаты.

Наибольшую экологическую опасность представляет навоз фермы, навозные стоки и кормовые отходы. Навоз относится к категории нестабильных органических масс, в 1 мг, которых может содержаться до 170 млн. штук микроорганизмов, в том числе патогенных, вызывающих эпидемии и эпизоотии.

Он может загрязнять окружающую среду в 10 раз интенсивнее, чем коммунально-бытовые отходы.

В таблице 4.19 дана оценка влияния навоза в качестве различных видов удобрений на состояние окружающей среды.

–  –  –

го навоза, площадка ускоренного компостирования навоза, венткамера производства и хранения КОУ, стоянка автотранспорта, резервный дизель-генератор и др. Ими в атмосферу выбрасывается аммиак, сероводород, метан, метанол, фенол, микроорганизмы, пыль, азотистые соединения, сажа, диоксид серы, оксид углерода, пары ГСМ и другие загрязнения.

Далее в таблицах 4.20 -4.22 приводятся результаты расчётов выбросов загрязняющих источников: венткамерой участка для производства КОУ, участком хранения исходного навоза и коровником, проведенных с использованием компьютерной программы фирмы ИНТЕГРАЛ «АТП-ЭКОЛОГ» версии 3.01 12 от 30.04.2006 г., которая разработана с учетом известных регламентирующих методических документов[68, 97].

–  –  –

где А – коэффициент учёта температурной стратификации атмосферы;

– безразмерный коэффициент, влияния рельефа местности;

М – суммарное значение выбросов вещества от всех источников предприятия, соответствующее наиболее неблагоприятным из установленных условий выброса, включая вентиляционные источники и неорганизованные выбросы (г/сек);

– средневзвешенное значение высоты источников предприятия, из котоj рых выбрасывается данное вещество, определённой по формуле:

–  –  –

П – максимальная разовая предельно-допустимая концентрация вредного вещества.

По [68] произведение А принято равным 5000.

Ниже в таблице 4.23 сведены суммарные выбросы вредных веществ рассматриваемыми источниками молочной фермы.

–  –  –

Таким образом, по всем показателям загрязнения окружающей среды молочная ферма модульного типа соответствует критериям экологически чистого производства, кроме выбросов азота диоксида, в связи с чем необходимо предусмотреть дополнительные меры по его нейтрализации и снижения приземных концентраций.

Выводы по главе

1. В структуре стада модульной молочной фермы на 100 коров должно быть 75 дойных, 13 сухостойных и 12коров родильного отделения, а также шлейф в составе 12 нетелей, 6 телят профилактория, 60 телят от 20 дней до 6 месяцев и молодняка разных возрастов 45 голов с реализацией всех бычков текущего года в 10-дневном возрасте. Оборот стада необходимо осуществлять за 4…5 лет заменяя 20…25% коров в год. Содержание коров и молодняка беспривязное, боксовое, а телят – в клетках по 5-6 голов.

2. Установлено, что по индексу затрат при выполнении одного и того же объёма работ по приготовлению и раздаче кормов на модульной ферме ИСРКХозяин» превосходит распространенное в настоящее время кормораздатчик КТ-1-12 в 1,88 раза, а КТУ-12А на 75%, что послужило основой для его использования в предлагаемой технологии производства молока на ферме.

3. Процесс потребления воды животными модульной фермы характеризуется следующими показателями:

- средняя интенсивность потребления воды телятами2,9 л/мин, молодняком и нетелями – 5,7 л/мин, а коровами – 13,3 л/мин;

- коэффициент суточной неравномерности потребления воды – в пределах 1,15…1,05, а часовой – 3…3,3;

- длительность потребления воды телятами и молодняком – 30…38 с, дойной коровой – 40,5 с, с распределением её по закону Вейбула с вероятностью 0,7…0,99;

- количество подходов животных к групповой поилке в течение суток от 1 до 5.

4. В системе автопоения животных фермы целесообразна установка баканакопителя воды вместимостью 220…250 л с нагревателем воды в нём мощностью 3…3,5 кВт.

5. По результатам исследований затраты труда на доение одной коровы на отечественных автоматизированных доильных установках УДА-8 и УДА-16 в три раза меньше, чем на доильных установках для доения коров в стойлах, и не превышают 0,147 чел.ч/гол. По индексу затрат на доение коров ими автоматизированная установка УДА-8, выбранная для доильного зала модульной фермы, превосходит УДМ-8 на 9%, а УДА-16на 13%.

Принятый комплект доильного оборудования целесообразно оснастить системой автоматического управления стадом типа «Стимул», выпускаемой НПО «Фемакс» (г. Москва) с дополнительной комплектовкой её программным обеспечением прогноза продуктивности коров, разработанного ФГБОУ ВПО АЧГАА.

6. Планировка доильного модуля должна предусматривать возможность увеличения количества доильных станков при наращивании поголовья коров на ферме и первичной обработки как полученного, так и принимаемого от населения посёлка молока на договорных условиях с молзаводами.

В технологии тепловой обработки молока целесообразно применение пастеризаторов конструкции ФГБОУ ВПО АЧГАА с гидродинамическими нагревателями молока в пределах от 60 до 74оС с выполнением основной роли уничтожения микрофлоры выдерживателем и регенератором. Тепловой КПД их достигает 0,84, что почти на 30% выше распространённых в настоящее время паровых пастеризаторов. Дальнейшее повышение их КПД предлагается рекуперацией теряемого тепла на охлаждение пастеризованного молока использованием тепловых насосов.

7. Процесс уборки навоза из производственного модуля фермы в технологии производства молока предложено механизировать скреперной установкой УС-Ф-170 из секций для содержания коров и навозоуборочным транспортером ТСН-160 из секций для молодняка и телят с подачей его далее на площадку для накопления и обеззараживания. Бурты навоза на ней должны иметь ширину не менее 5 м и высоту до 2 м, длина площадки – порядка 65 м.

8. В составе модульной фермы предложена система дальнейшей переработки навоза в концентрированные органические удобрения в специальном модуле для производства КОУ, обладающих компактностью и высокой плодородной эффективностью при дозах внесения в 60 раз меньших норм внесения обычных органических удобрений.

9. Исследованы основные физико-механические свойства КОУ в пылевидной и гранулированной формах. 90,7% частиц КОУ пылевидной формы имеют размер от 0,5 до 1,5 мм и лишь 0,2% – свыше 3 мм. При влажности 36% коэффициенты трения покоя и движения их на 12…17% выше гранулированных КОУ влажностью 20% и составляют 0,54…0,64 для коэффициентов покоя и 0,36…0,42 для коэффициента движения в зависимости от материала плоскости трения. Плотность их составляет 0,6…0,7 т/м3, что в 1,5 раза меньше плотности гранулированных КОУ.

Крошимость гранул составляет не более 9,8% и не превышает гостированных величин.

10. Принятая технология содержания животных модульной фермы, производства продукции на неё и набор оборудования для их осуществления обеспечивают экологическую безопасность фермы и чистоту производства продукции.

По всем показателям загрязнения окружающей среды выбросами аммиака, серы, сероводорода, метана, метанола, микроорганизмов и других веществ, кроме азота диоксина молочная ферма модульного типа соответствует нормированным критериям экологически чистого производства. Необходимы лишь дополнительные меры по нейтрализации азота диоксина и снижения приземных его концентраций.

5 ОЦЕНКА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

ВНЕДРЕНИЯ НАУЧНЫХ РАЗРАБОТОК МОЛОЧНОЙ ФЕРМЫ

МОДУЛЬНОГО ТИПА НА 100 КОРОВ

Технико-экономическое обоснование(ТОЭ) внедрения результатов разработки фермы проведено с использованием известных методик [10, 17, 65, 66] и действующих стандартов и нормативных документов[82, 83, 115] в ценах 2013 года.

Основными экономическими показателями предлагаемой фермы являются: объём капитальных вложений, размеры инвестиций в технологическое оборудование, затраты на производство выпускаемой продукции, прибыль и показатели рентабельности рассматриваемого проекта.

Расчет капитальных вложений произведен по формуле:

зд об зд Ц 0 к, (5.1) где размер инвестиций (капитальных вложений), руб.;

сметная стоимость строительства производственного здания, руб.;

об размер инвестиций в технологическое оборудование, руб.;

Ц 0 отпускная цена оборудования по прайс-листу торговой организации, руб.;

к коэффициент, выражающий средние затраты на транспортировку, монтаж и наладку.

В рассматриваемой модульной ферме с низкозатратной экологически чистой технологией производства молока выделены два объекта калькуляции в зависимости от производимого продукта:

производство животноводческой продукции;

производство КОУ.

Общая площадь производственных помещений (строительства) составляет 3700 м2, из них:

животноводческий объект – 2980 м2;

–  –  –

где И э годовые затраты, связанные с выполнением выпуска планируемой продукции, руб.;

З затраты на заработную плату штатных работников предприятия, руб.;

А амортизационные отчисления, руб.;

Р отчисления на ремонты и техническое обслуживание машин (оборудования), руб.;

э затраты на потребляемую оборудованием электроэнергию, руб.;

–  –  –

в затраты на воду, руб.;

Г см затраты на горюче-смазочные материалы, руб.;

ав затраты на автотранспорт (транспортировку молока к месту его переработки), руб.;

з.об затраты на зооветеринарное обслуживание, руб.;

–  –  –

где количество рабочих дней в году, дней;

Л количество работников, занятых на выполнении производственного процесса, чел.;

ср основная ставка квалификационной группы соответствующего квалификационного уровня за 1 месяц работы, руб.;

%пр процент, учитывающий премии по фонду оплаты труда, %;

%доп процент, учитывающий начисление дополнительной заработной платы, %;

%соц процент отчислений в фонды (единый социальный налог), %.

–  –  –

где э затраты на потребляемую оборудованием электроэнергию, руб.;

N э мощность установленного оборудования, кВт;

продолжительность смены работы оборудования, ч;

дни работы оборудования в год, дней;

п количество смен работы оборудования в день;

k з коэффициент загрузки оборудования;

kо коэффициент одновременности работы оборудования;

kс коэффициент, учитывающий потери в сети;

коэффициент полезного действия электродвигателей;

э – стоимость 1 кВт·ч электроэнергии, руб./ кВт·ч.

Результаты расчета затрат на расходуемую электроэнергию, потребляемую оборудованием при производстве продукции по объектам калькулирования, а также отопление, облучение и освещение представлены в таблицах П

2.5П2.6приложения 2.

Затраты на корма и материалы, используемые при производстве продукции, определяли по следующему выражению:

к qiк Ц i N, (5.7) где qiк – годовой расход кормов по видам животных, ц.;

Ц i – цена определенного вида единицы корма, руб./ц.;

N – поголовье, гол.

–  –  –

Годовые затраты на осеменение коров определяли с учетом стоимости одной дозы осеменения и количества доз осеменения коров с учетом вероятности неудавшихся попыток осеменения на одну корову по выражению:

–  –  –

Результаты расчётов суммарной себестоимости продукции фермы представлены в таблице 5.1. По ним наибольшие затраты приходятся на животноводческий объект без учёта линии уборки и утилизации навоза, выделенных отдельной стороной.

Согласно предлагаемой номенклатуре выпускаемой продукции, ожидаемый объем продаж по видам выпускаемой продукции составит с учетом исходных данных для расчета:

производство (выход) молока:

суточное 2,2 т (22 л 100 гол.), годовое 670 т (2,2 т 305 дней лактации).

Таблица 5.1 – Результаты расчета суммарной себестоимости по объектам калькулирования

–  –  –

Выход навоза с фермы модульного типа составит:

годовой выход подстилочного навоза 2614 т;

годовой выход навоза с учетом потери массы после биотермического обезжиривания 2221 т;

годовое производство концентрированных органических удобрений (КОУ) марки «Агровит-Кор» 2221 т;

годовой объем КОУ, используемых на собственные нужды, – 570 т;

годовой объем реализации 1651 т.

Результаты расчета денежной выручки от реализации выпускаемой фермой продукции в ценах 2013 года представлен в таблице 5.3.

–  –  –

Общая рентабельность функционирования молочной фермы модульного типа составляет около 39%, причём рентабельность производства КОУ составляет 76%, а молока и мяса – около 15%.

Срок окупаемости строительства и капвложений на оборудование исследуемой фермы составляет 8.6 года. Если учесть длительный срок амортизации зданий фермы (50 лет) и долю их в общих затратах на ферму (75%), то срок окупаемости оборудования может быть оценён в 2,2 года, а строительных зданий и сооружений – более 10 лет.

Выводы по главе

1. Суммарные инвестиции в модульную ферму на 100 коров составляют в ценах 2013 года около 77,5 млн. рублей, в том числе в модуль КОУ 13,77 млн. рублей.

2. Выручка от реализации продукции фермы может составить более 23 млн.

рублей в год, в том числе от производства молока – около 14 млн. рублей. Годовая прибыль от реализации КОУ (6,9 млн. руб), производимого фермой, может превысить прибыль от реализации продукции коровника (молоко, сливки и животные в живом весе) в 3 раза, что делает их производство не только выгодным в условиях фермерских и личных подсобных хозяйств, но и экологически безопасным.

3. Рентабельность функционирования молочной фермы модульного типа на 100 коров составляет около 39%, в том числе производства КОУ – 76%, а молока и мяса около 15%. Срок окупаемости строительства и капвложений в оборудование фермы составляет 8,6 года. Учитывая различный срок амортизации зданий и оборудования фермы срок окупаемости оборудования, составит 2,2 года, а строительных сооружений – более 10 лет.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. На молочных фермах хозяйств всех категорий технологический процесс производства молока и выращивания молодняка относится к биологическим системам «человек-машина-животное» и соответствует основным характеристикам и показателям гибких автоматизированных производств.

2. На молочных фермах фермерских и личных подсобных хозяйств, производимых в настоящее время около 80% всего объёма получаемого в России молока, предлагается объединение целого ряда технологических процессов в отдельные технологические модули в составе производственного, кормоприготовительного, доильно-молочного и модуля по обработке и переработке навоза в КОУ с обеспечением замкнутой системы производства молока, мяса и удобрений.

3. Предложена оценка вариантов механизации производственных процессов на ферме не только по технико-экономическим показателям их использования, но и по безразмерному индексу затрат на них, представляющему отношение индекса производительности машин к индексу их готовности.

4. Показано на примере молочной фермы на 100 коров, что в структуре стада должно быть 75 коров, 13 сухостойных и 12 коров родильного отделения, а также шлейф из 12 нетелей, 6 телят профилактория, 60 телят от 20 дней до 6 месяцев и молодняка разных возрастов 45 голов с реализацией всех бычков текущего года в 10-дневном возрасте. Содержание коров и молодняка должно быть беспривязным, а телят – в клетках по 5-6 голов.

5. Обоснован выбор технологического оборудования коровника такой фермы для механизации и автоматизации основных производственных процессов. Рекомендовано осуществлять:

- приготовление и раздачу кормов с помощью комбинированной машины для измельчения, смешивания и раздачи кормов марки ИСРК-12 «Хозяин», превосходящей применяемый в настоящее время кормораздатчик КТУ-12А по индексу затрат на 75%, а КТ-1-12 – в 1,88 раза;

- автопоение в секциях для содержания коров, молодняка и на выгульных площадках из групповых автопоилок, телят – из сосковых поилок, а животных родильного отделения – из индивидуальных автопоилок.

Разработана схема водоснабжения фермы, имеющая кольцевые участки в секциях коровника и тупиковые – на выгульных площадках, систему подогрева воды и баки-накопители её. Наряду с серийными групповыми автопоилками ГС «Ижлайн» рекомендовано использование поилок типа АГТ, разработанных

ФГБОУ ВПО АЧГАА.

Установлены показатели использования таких автопоилок: длительность потребления воды молодняком 30…38 с, а коровами – 40,5 с (закон распределения её – Вейсбула с вероятностью 0,7…0,99); количество подходов к поилке от 1 до 5 в сутки; интенсивность потребления воды молодняком и нетелями 5,7 л/мин, а коровами – 13,3 л/мин; коэффициент суточной неравномерности потребления воды – 1,15…1,05, а часовой – 3…3,3;

- доение коров в доильном зале на отечественных доильных установках УДА-8 или УДА-16, обеспечивающих снижение затрат труда в три раза в сравнении с установками для доения коров в стойлах, с оснащением их системой автоматического управления стадом «Стимул» НПО «Фемакс»;

- первичную обработку молока – в доильном модуле с пастеризацией его части на установке с ГД нагревателем конструкции ФГБОУ ВПО АЧГАА, обеспечивающего тепловой КПД порядка 0,84. Предложены пути дальнейшего повышения его КПД утеплением тепловых аппаратов пастеризационной установки и использованием теплового насоса в секции окончательного охлаждения молока;

- уборку навоза из секций содержания коров скреперной установкой УСФ-170, из секций для молодняка навозоуборочным транспортёром ТСН-160, а с выгульных площадок бульдозерным оборудованием БН-Ф-1,5-1.

6. Модуль по производству КОУ должен иметь площадку для накопления и биотермического обеззараживания навоза, здание КОУ с оборудованием для его переработки по усовершенствованной технологической схеме, обеспечивающей получение КОУ в пылевидной и гранулированной формах. Разработана циклограмма производства КОУ методом ускоренного компостирования, включающего подготовку буртов на площадке накопления, их перебуртовку с добавлением -добавки и выгрузку в цех гранулирования и упаковки.



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 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.