CC BY
20
УДК 63:061.62
ГНУ ВНИИМЖ - ГОЛОВНОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ПО ПРОБЛЕМАМ МЕХАНИЗАЦИИ И АВТОМАТИЗАЦИИ
ЖИВОТНОВОДСТВА
Ю.А. Иванов, чл.-корр. РАСХН, д-р с.-х. наук, проф., директор
За 45 лет функционирования института его коллективом достигнуты значительные успехи по созданию новых энергосберегающих технических средств и разработке машинных технологий для производства молока, говядины, свинины и комбикормов в хозяйствах, заготовки и подготовки кормов к скармливанию, уборки навоза и подготовки органических удобрений, обеспечения необходимого микроклимата в животноводческих помещениях.
Ключевые слова: ресурсо- и энергосбережение, машинные технологии, технические средства, заготовка кормов, производство молока, говядины, свинины и комбикормов, уборка навоза, обеспечение микроклимата.
Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации животноводства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИМЖ Россельхозакадемии) является правопреемником Всероссийского научно-исследовательского и проектно-тех-нологического института механизации животноводства, созданного в 1969 г. на базе Бюро по комплексной механизации трудоемких процессов в животноводстве на основании Постановления Совета Министров РСФСР от 2.03.69 г. №171 и приказа Министра сельского хозяйства РФ от 5.05.69 г. №327.
Это было первое специализированное научное учреждение в Российской Федерации, созданное для решения научных и практических вопросов по механизации и автоматизации животноводства, актуальность которых возросла в связи с осуществлением в стране программы индустриализации животноводства, строительством крупных ферм и комплексов промышленного типа.
С первых лет функционирования института осуществляются исследования по разработке технологий содержания и кормления животных, уточнению технологических режимов функционирования машин, созданию технических средств нового поколения, влиянию новой техники на состояние микроклимата в животноводческих помещениях, разработке проектно-конструкторской документации. В создаваемых экспериментальных проектах ферм и отдельных объектов воплощались результаты исследований научных подразделений.
Первым директором института был назначен начальник БКМЖ, канд. с.-х. наук Бацанов И.Н. (1969-1979 гг.), а его заместителями по науке - канд. техн. наук Смирнов А.И.; по проектно-конструкторским работам - Салманис А.Я.; по производству - Зоси-менко М.К. В эти годы проходило формирование института, его структурных подразделений, подбирался кадровый состав.
Структурно институт состоял из 10 научных подразделений: по разработке новых технологий и технических средств для содержания свиней, крупного рогатого скота, приготовления и раздачи кормов, уборки и переработки навоза, доения коров и первичной обработки молока, обеспечения микроклимата, обоснованию системы машин, эксплуатации техники, реконструкции ферм, физико-химических исследований, а также 6 научно-технических подразделений. К концу 1969 г. в 16 научных и научно-технических подразделениях института работало 180 человек, из них 19 кандидатов наук и 136 инженерно-технических работников.
В течение первых десяти лет функционирования института (1970-1980 гг.) формировалась научно-производственная база, созда-
ны новые научные подразделения. При крупных животноводческих комплексах России ("Кузнецовский" и "Вороново" Московской области, "Липецкий" Липецкой области, аг-рарно-промышленное объединение "Марий-Эл" Республики Марий-Эл, "Омский" Омской области) были созданы подразделения ВНИИМЖ по изучению и совершенствованию механизированных технологий производства продукции животноводства.
Институт комплектовался в основном из числа молодых ученых, закончивших аспирантуру ведущих НИИ и ВУЗов страны (ВИК, ВИЭСХ, ВИЖ, ВНИПТИМЭСХ, МИИСП им. В.П. Горячкина) и избранных по конкурсу: Смирнов А.И., Автомонов И.Я., Лукья-ненков И.И., Текучев И.К., Скоркин В.К., Рыженков В.Н., Липатников В.Ф., Хусаинов И.И., Скоркин Г.К., Степанов В.П., Митяшин М.П., Гриднев П.И. и др.
К концу 1980 года в составе ВНИИМЖ было 24 научных и научно-технических подразделения с общей численностью 222 человека, в том числе 48 кандидатов наук и 153 инженерно-технических работника. В 19791984 гг. под руководством кандидата технических наук Антонова А.П. развивалась материальная и лабораторная базы института и опытного хозяйства «Ерино».
В 1984-2004 гг. институт, возглавляемый академиком Морозовым Н.М., получил известность ведущего научного учреждения России по механизации животноводства. При проведении научно-исследовательских работ большое внимание уделялось методическим вопросам, теоретическим разработкам. Ведущими учеными института подготовлено более 50 кандидатов и докторов наук, в том числе защитили докторские диссертации 10 сотрудников института (Липатников В.Ф., Артюшин А.А., Гриднев П.И., Миргиев И.А., Широков Ю.А., Скоркин В.К., Текучев И.К., Резник Е.И., Цой Л.М.).
В настоящее время институт состоит из 20 подразделений, в т. ч. 14 научных и научно-технических, ученой части, финансово-экономического отдела, ОПКБ с ЭПП и административно-хозяйственного отдела. Исследования и разработки выполняют 130 че-
ловек, из них 10 докторов и 17 кандидатов наук. Академики РАН Морозов Н.М. и Сы-роватка В.И. являются заслуженными деятелями науки РФ, доктор с.-х. наук, профессор Скоркин В.К. - заслуженным работником сельского хозяйства РФ, заслуженным деятелем науки и техники Московской области, доктор экон. наук, профессор Цой Л.М. - заслуженным работником сельского хозяйства России.
За последние годы в институте произошли существенные структурные и качественные изменения. Созданы отдел испытаний технических средств и определения качества продукции животноводства, оснащенный современными электронными приборами, с помощью которых проводятся анализы по определению качества молока в хозяйствах Московской и ряда других областей страны; только за 2012-2013 гг. заключено свыше 50 договоров с хозяйствами Московской, Владимирской, Воронежской и ряда других областей страны по анализу средних проб молока от коров на 3,0 млн рублей. Созданы отдел биотехнологий по разработке и созданию оборудования по новому перспективному направлению - получение мяса «in vitro» в культуральной среде - и сектор по механизации овцеводства на базе Костромского ГАУ для разработки перспективных направлений технологий и технических средств по овцеводству. Большое внимание уделяется обеспечению научных подразделений института современными компьютерами и другими необходимыми техническими средствами. Постоянно улучшаются условия для работы сотрудников.
ГНУ ВНИИМЖ является головным научным учреждением ФАНО РФ по проблемам механизации и автоматизации животноводства, осуществляет координацию НИР в стране по разработке технологий и созданию техники нового поколения. Исследования по разработке нормативных материалов, системы машин и направлений технического прогресса в механизации животноводства являются коллективным выходным результатом всех научных подразделений института под руководством отдела системы машин и тех-
нико-экономических исследований в животноводстве (рук. акад. РАН Морозов Н.М.).
Подготовлены «Нормы потребности в машинах и оборудовании для животноводства и птицеводства» (Головко М.В., Балыбина И.А., 1984 г.), «Концепция развития механизации, электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства России на 1995 г. и на период до 2000 г.».
Разработана под руководством академика Морозова Н.М. с участием ведущих НИИ и ВУЗов страны «Федеральная система технологий и машин для животноводства на 19962005 годы». В последующем «Система...» была разработана на период до 2020 года. Подготовлена и опубликована «Стратегия машинно-технологического обеспечения производства продукции животноводства на период до 2010 года» и на ее основе - «Стратегия машинно-технологического обеспечения производства продукции животноводства на период до 2020 года».
Подготовлены и опубликованы методические и нормативные материалы, рекомендации по техническому перевооружению молочно-товарных ферм на 100, 200, 400 голов и свиноводческих ферм и другие нормативные документы. Большая работа проведена коллективами ряда лабораторий института по разработке энергосберегающих технологий и техники нового поколения при заготовке, хранении, приготовлении и раздаче кормов животным (Автомонов И.Я., Ша-мов Н.Г., Митяшин М.П., Карпов В.П., Скор-кин В.К., Текучев И.К. и др.).
Созданный кормоцех ЦПК-12 на базе агрегата АПК-10А позволил разработать технологию приготовления полнорационной кормовой смеси; экспериментально изучить экономическую эффективность влияния длительного скармливания кормосмесей на физиологическое состояние, молочную продуктивность коров, рост и развитие ремонтного молодняка с момента их рождения до взрослого состояния (Скоркин В.К. и др. ).
Скармливание крупному рогатому скоту полнорационных кормосмесей позволяет на 7-15% повысить продуктивность животных и на 5-7% сократить расход кормов.
Во ВНИИМЖе (Скоркин В.К., Автомонов И.Я., Мулюкин В.П.) разработана технологическая линия силосования смеси зеленых растений с соломой. Продуктивность коров при кормлении таким силосом повышается на 9%, а переваримость питательных веществ - на 5-7%. В составе силоса коровы поедают до 7,5 кг соломы. Хранение силоса в полимерных «рукавах» является наиболее эффективным способом, препятствующим попаданию кислорода в корм, при этом потери питательных веществ в корме составляют 3%. При традиционных способах хранения кормов потери значительно выше.
Разработана технология заготовки и хранения сена, предусматривающая досушивание активным вентилированием массы влажностью 30-45% порциями по 50-60 т в двухкамерных порционных сушилках и дальнейшую перегрузку его в хранилище без вентиляционного оборудования. Разработан пункт досушки и хранения сена. Предлагаемая технология повышает качество сена и сокращает длительность сушки в 1,5-1,8 раза, снижает на 30-40% расход электроэнергии и на 1520% капитальные и эксплуатационные затраты. Следует отметить, что заготовленные с соблюдением технологических требований высококачественные грубые и сочные корма практически не нуждаются в дополнительной подготовке к скармливанию.
Многие годы коллектив лаборатории промышленного скотоводства занимался совершенствованием технологий выращивания ремонтного молодняка, подготовки нетелей к отелу, раздоя новотельных коров и первотелок. Полученные результаты исследований использованы при создании промышленного комплекса «Ильино» по выращиванию нетелей и первотелок (Беляевский Ю.И., Гавриков А.М., Кеба А.Е., Проничев Н.П., Скоркин В.К., Текучев И.К., Текучева М.С. и др.).
Новая технология поточно-конвейерного обслуживания коров (Кормановский Л.П., Текучев И.К., Текучева М.С.) в режиме медленного их перемещения (1,2 м/мин.) и механизации всех производственных процессов позволяет увеличить производительность труда операторов в 5-6 раз. Для выдачи ко-
ровам индивидуальных доз концентрированных кормов создан электромобильный агрегат РИД-Ф-200 с микропроцессорной системой управления.
Обоснованы рациональные решения по созданию мобильных раздатчиков-смесителей кормов (Скоркин В.К., Резник Е.И., Аксенова В.П., Карпов В.П., Повалихин Н.В.).
Разработан и изготовлен опытный образец многофункционального раздатчика кормов МИР-10, обеспечивающего повышение производительности труда при смешивании кормов в 2,5 раза, снижение энергоемкости в 1,5 раза по сравнению с зарубежными аналогами (Скоркин В.К., Карпов В.П., Гриднев П.И., Еремин А.М. и др.). Опытный образец МИР-10, представленный на выставке «Золотая осень-2013», награжден дипломом и золотой медалью ВВЦ (рис. 1).
Рис. 1. Многофункциональный раздатчик кормов
позволившие создать типоразмерный ряд во-докольцевых вакуумных установок производительностью от 5,0 до 360 м3/ч для всех типов доильных агрегатов и ферм различного уровня концентрации животных (рис. 2).
Рис. 2.
Водокольцевая
вакуумная
установка
Водокольцевые насосы обеспечивают стабильный вакуумный режим доения, исключение потребления моторного масла (100 кг в год на 100 коров) и загрязнения окружающей среды. В течение 1996-2000 гг. проведены государственные приемочные испытания водокольцевых вакуумных насосов, выпуск которых был организован на 22 заводах и ремонтно-технических предприятиях России. В настоящее время в стране более 50% коров выдаивается с использованием водо-кольцевых вакуумных установок конструкции ВНИИМЖ при годовом экономическом эффекте в расчете на 1 корову 1000 руб.
Разработаны и освоены в производстве стационарные и передвижные доильные установки для фермерских хозяйств с поголовьем до 30 коров и коллективных - от 50 до 100 коров (доильные установки УДР-Ф-15, УДР-100, УДПС-1М, УДВС-1) (Антроповс-кий Н.М., Квелде Я.А., Скоркин В.К.) (рис. 3).
Обоснованы рациональные решения по механизации и автоматизации доения коров при привязном содержании животных в станках различных конструкций, по созданию станочного оборудования, осуществлению реконструкции и технического переоснащения действующих ферм (Антроповский Н.М., Скоркин В.К., Текучев И.К. и др.).
В институте (Антроповский Н.М., Квелде Я.А., Скоркин В.К. и др.) выполнены теоретические и опытно-конструкторские работы,
Рис. 3. Доильная установка УДПС-1М
Институтом обоснованы технологические линии переработки молока непосредственно в хозяйствах, созданы и реализованы мини-заводы в Московской и Калужской областях производительностью от 2 до 10 т молока в сутки (Скоркин В.К., Аксенова В.П.).
В настоящее время в России остро стоит вопрос об оптимальных размерах ферм. С каждым годом возрастают требования к обеспечению экологической безопасности окружающей среды, которые труднее обеспечивать на крупных фермах. Установлено, что с повышением уровня концентрации скота на молочных фермах со 100 до 400 коров издержки на производство молока снижаются на 8-11%, что объясняется, в первую очередь, снижением удельных ресурсов на 1 корову.
В последние годы во многих регионах России без должного экономического обоснования и без учета требований охраны окружающей среды началось строительство мегаферм по производству молока, где уровень концентрации поголовья коров достигает 5 тыс. голов и выше. Такая гигантомания осуществляется под лозунгом «углубления интеграции сельхозтоваропроизводителей с перерабатывающими предприятиями». Безусловно, при такой «интеграции» исключаются нормальные условия для эффективного использования органических удобрений, возрастают транспортные издержки на подвоз кормов и эвакуацию отходов, усложняется организация проведения ветеринарно-сани-тарных работ, выпаса скота, снижаются сроки продуктивного использования коров. Остро встает вопрос с организацией кормопроизводства, особенно заготовки грубых и сочных кормов. Для России, по-видимому, более оптимальными будут не мегафермы, а фермы средних размеров на 200-600 коров.
Для решения многовариантных задач, связанных с определением технико-экономических показателей производства продукции животноводства на фермах КРС при различном выборе технологий, зданий, сооружений, оборудования, технических средств и пр. из имеющихся в наличии ресурсов или предлагаемых современным агропромышленным рынком, разработана экономико-ма-
тематическая модель (ЭММ), а также методика определения рациональных параметров предприятий по производству молока на основе использования компьютерных программ.
Для малых ферм и фермерских хозяйств созданы измельчители грубых кормов ИГК-1,0 и ИСК-Ф-1А (Мулюкин В.П., Скоркин В.К., Резник Е.И. и др.) (рис. 4).
Рис. 4. Измельчитель грубых кормов ИГК-1,0
Разработан инновационный проект молочной фермы на 200 коров привязного содержания путем реконструкции и технического переоснащения, награжденный дипломом и серебряной медалью выставки «Золотая осень-2008». Проект реконструкции молочной фермы на 200 коров разработан для ОАО «Жилевское» Ступинского района Московской области (Гриднев П.И., Скоркин В.К., Аксенова В.П., Еремин А.М.) (рис. 5).
Рис. 5. Коровник для привязного содержания коров в ОАО «Жилевское» Московской области
Институтом выполнен большой объем научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, особенно в первые 30-35 лет со дня основания института, по разработке технологий и технических средств нового поколения для механизации процессов при производстве свинины.
Совместно с рядом других НИИ и ГСКБ созданы:
- запарник-смеситель непрерывного действия АЗК-3; смесители кормов СКО-Ф-3,0; СКО-Ф-6, конвейеры КВ-Ф-40; размольно-смесительная установка УМК-Ф-2,0; дробилка ДБУ-Ф-20 (Шамов Н.Г., Денисов В.А., Ковалевский Б.Г., Шандрик Л.М.);
- типоразмерный ряд ав-токормовозов объемом на 15, 25 и 38 м3; ав-токормовозы с пневматической выгрузкой АСП-15, АСП-25 (последний признан лучшей машиной 1987 г.) (Шамов Н.Г., Ковалевский Б.Г.), КТВ-Ф-15 с торцевой выгрузкой (Ковалевский Б.Г.), не уступающий по технико-экономическим показателям зарубежным аналогам фирм «ВЕЛГРО» (Голландия) и «СИБЕКИН» (Франция).
Совместно с ВНИИКОМЖ и ГСКБ НПО «Уманьферммаш» (г. Умань) созданы комплекты универсального станочного оборудования для свинарников-маточников ОСМ-1М (13 вариантов) и ОСМ-Ф-2 и типоразмерный ряд станочного оборудования для группового содержания свиней ОСГ-Ф-1 (12 вариантов) (Уткин А.А.), а с Гипронисельхозом, УкрНИИагропроектом и РосНИПИагропро-мом разработаны типовые проекты кормоцехов 802-6-16.86, 802-6-23.87, 802-6-21.13.87, которые реализованы в совхозах «Ефремов-ский» Тульской и «Майский» Липецкой областей. Для производства витаминных кормовых добавок в виде гидропонной зелени разработан КОГК-Ф-0,5 (Широков Ю.А., Ковалевский Б.Г. и др.).
Многообразие объемно-планировочных решений строительства ферм и производственных помещений, а также использование различных по составу и консистенции кормо-смесей обусловило наибольшее распространение в России электромобильных кормораздатчиков, а в зарубежных странах - преимущественно стационарных раздатчиков.
В институте созданы рельсовые универсальные электрифицированные кормораз-
датчики-смесители с вместимостью бункеров 0,8 и 2,0 м , которые оснащены рабочими органами роторного типа и обеспечивают нормированную выдачу влажных и сухих кормов в групповые и индивидуальные кормушки (Уткин А.А.) (рис. 6).
Выпускавшиеся ранее стационарные раздатчики КВД-Ф-1, КВД-Ф-2, КШ-0,5, КВК-15, а также типа КПС морально устарели и не отвечают современным требованиям. Поэтому в институте разработана отечественная стационарная система раздачи сухих кормов для свиноводческих предприятий с использованием качающегося транспортера.
Проведены государственные приемочные испытания опытных образцов кормораздатчиков мобильного типа для свиней КСМ-Ф-1,2 и экспериментального образца агрегата для запаривания, смешивания и нормированной раздачи на малых свинофермах, автоматизированной линии раздачи жидких кормов в кормушки (Рыженков В.Н., Ломов В.И., Денисов В.А.). Поставлены на серийное производство раздатчики-смесители кормов для свиней КС-1,5, КС-3,0 и КСП-0,8А (Автомо-нов И.Я., Уткин А.А., Шамов Н.Г.).
Совместно с ВНИИКОМЖ и ГСКБ НПО «Уманьферммаш» поставлены на серийное производство кормораздатчики: электромобильный универсальный КУС-Ф-2,0, мобильный прицепной КМП-Ф-3,0, для небольших свиноводческих ферм и летних лагерей -КТС-Ф-1,0, для свиноматок и поросят -КСП-Ф-0,8А и загрузчик влажных кормов (самоходный) ЗВК-Ф-4,0 (Уткин А.А., Ша-мов Н.Г.). Создан и прошел приемочные испытания раздатчик-смеситель влажных кормовых смесей, обеспечивающий их нормированную выдачу в двух кормовых проходах (Халемин Н.И., Уткин А.А.).
Разработан инновационный проект модульной свиноводческой фермы мощностью 6 тыс. голов в год, обеспечивающий снижение затрат кормов на 1 ц привеса до 3,5-4,0
корм. ед. и труда - до 3,0-3,5 чел-ч при продолжительности откорма до убоя до 170 дней; экспериментальный проект фермы-модуля по производству 750 ц свинины в год; проекты нового строительства ферм для ряда хозяйств Московской и Калужской областей.
Разработаны и внедрены проекты свинокомплексов «Ефремовский» Тульской и «Кленово-Чегодаево» Московской областей на 25 тыс. голов каждый (ГИПы Иванов Е.К., Борисенко Н.Д., Зайцев В.В.), экспериментальные проекты реконструкции и технического переоснащения свиноводческих ферм в хозяйствах ряда областей России, а также проекты для свиноводческих ферм в фермерских хозяйствах (Халемин Н.И., Уткин А.А., Степанов В.П., Самохина К.И.).
Разработана экономико-математическая модель свиноводческих предприятий на 6, 12 и 24 тыс. голов при различных типах кормления животных (Ломов В.И., Ларкин Д.К., Степанов В.П., Ковалевский Б.Г., Уткин А.А. и др.) и математическая модель энергетической оценки технологических процессов приготовления и раздачи кормов (Ломов В.И., Ларкин Д.К.).
В ГНУ ВНИИМЖ совместно с ГНУ ВИ-ЭСХ и другими НИУ обоснованы типораз-мерный ряд и комплекты оборудования производительностью от 1,0 до 10 т/ч по производству комбикормов непосредственно в хозяйствах. Совместно с машиностроительными заводами разработано и поставлено на производство более 10 комплектов машин и оборудования для таких цехов. Среди них установка для экструдирования зерна КМЗ-2У, агрегат для приготовления хлопьев ПЗ-3А, многоступенчатая дробилка ДЦ-10, смеситель СМД-1, установка для производства кормолекарственных смесей УКС-1 и др.
Подготовлены к производству комплекты оборудования цехов на 2, 4 и 8 т/ч, размольно-смесительный блок РСБ-4, дробилки на 2 и 4 т/ч, смесители СМД и СБД, дробилка минеральных добавок, комбикормовый агрегат АК-2, поточные линии для производства БВД на 0,5; 1,0; 2,0 и 4,0 т/ч.
В последние годы ВНИИМЖ совместно с СЗНИИМЭСХ, НИИСХ СВ им. Н.В. Рудниц-
кого, ВИЭСХ подготовил и выпустил «Рекомендации по заготовке и использованию высоковлажного фуражного зерна». Результаты исследований и опыт многолетней практической их реализации в хозяйствах Нечерноземной зоны России показали эффективность использования этой технологии.
Предложены модели и методы решения задач технико-экономического обоснования машинных технологий и комплексов технических средств для приготовления комбикормов в хозяйствах. Разработаны человеко-машинные процедуры решения поставленных задач с помощью компьютера.
Подготовлено программное обеспечение для ПК: «Модель и задачи многокритериального выбора технологий и технических средств приготовления комбикормов в хозяйствах» (Сыроватка В.И., Морозов Н.М., Теплицкий М.Г., 2004 г.); «Применение ЭВМ при оптимизации технологических линий в животноводстве» (Сыроватка В.И., Теплицкий М.Г., Карташов С.Г., 1988 г.).
Разработана технология заготовки и использования плющеного зерна, проверенная в условиях Нечерноземной зоны России и опубликованная коллективом ученых ГНУ ВИЭСХ, ГНУ ВНИИМЖ, ГНУ НИИСХ СВ им. Н.В. Рудницкого, ГНУ СЗНИИМЭСХ в форме рекомендаций.
В последние годы разработаны технические решения по применению СВЧ для тепловой обработки комбикормов, сои и рапса, позволяющие в псевдоожиженном слое повысить качество обработки кормов и снизить удельные затраты энергии в 1,5 раза, а также по новому оборудованию для приготовления вспученных кормов из фуражного зерна при его использовании в технологических линиях прифермских кормоцехов.
Использование вспученного фуражного зерна в кормлении животных приобретает все большее значение в связи с тем, что при тепловой обработке его происходит глубокая декстринизация неусвояемого животными крахмала в легкоусвояемые сахара, уничтожаются все грибковые и болезнетворные бактерии, зерно вспучивается, размягчается, увеличиваясь в объеме в 2-5 раз (рис. 7).
5 Обрабатываемый материал
СВЧ-обработки кормов: 1- СВЧ-генератор;
2 - передающая линия; 3 - проводящий элемент;
4 - рабочая камера; 5 - задвижка; 6 - заслонка;
7 - вибратор; 8 - концентраторы; 9 - распределители
Много внимания в институте уделяется исследованиям по обеспечению микроклимата и автоматизации в животноводстве (Назаров Б.И., Степанов Б.А., Новиков Н.Н.). Проведенные исследования показывают, что разработка новых систем управления микроклиматом, прежде всего температурно-влаж-ностным режимом, загазованностью воздуха в животноводческих помещениях, позволяет до 20% уменьшить энергопотребление на рассматриваемый процесс.
В последние годы поиск путей снижения потребления энергии на обеспечение микроклимата привел к целесообразности конструктивного изменения покрытия животноводческого помещения в направлении устройства двойной кровли и «фонаря» с открывающимися жалюзи, а также вентиляционных каналов по контуру кровли (рис. 8). Коровники с такой естественной вентиляцией уже находятся в эксплуатации в Московской и других областях России. Полученные предварительные данные свидетельствуют об удовлетворительном микроклимате в коровниках в течение всего года без затрат энергии.
Рис. 8. Современная система вентиляции коровника
Регулирование живых сечений воздушных каналов такой системы микроклимата ввиду их большой протяженности, неудобства расположения (на высоте 4-5 и более метров, в зонах навозоудаления и т. п.) без автоматических устройств, как показывает опыт, весьма затруднительно. В настоящее время можно констатировать, что все известные решения в области энергосбережения оказываются эффективными при определенных весьма жестких условиях и имеют достаточно ограниченное применение. Современные же технологии обеспечения надлежащего микроклимата в помещениях для содержания животных требуют в 10-15 раз более высокого уровня воздухообмена.
Представляется перспективным малоизученное в настоящее время решение, основанное на применении нанотехнологий - использование полупроницаемых мембран, которые способны избирательно пропускать через себя различные вещества и снижать концентрацию вредностей в воздухе животноводческого помещения до величин, установленных зоогигиеническими нормами, при этом отходы очистки воздуха в виде жидкости будут отделены и использованы; до 75% теплого очищенного воздуха будет возвращено опять в помещение, что и даст экономию энергоресурсов и улучшит экологию воздушного бассейна в зоне ферм (рис. 9).
Мембрана
OOQOöüqV/
О 19 аЛ ОС
0°%OÖoO°0 ° ?
О. О ООО - ООО
О СГ„ О о о о
Рис. 9. Селективная очистка отработавшего воздуха животноводческого помещения с помощью наномембран
Применение такой технологии даст в целом экономию в подотраслях животноводства в год около 1 млн т у.т. и снижение издержек на производство продукции - 14 млрд руб. в год. Разработана конструкторская документация на фрагмент энергоэффективной системы микроклимата в помещении для содержания откармливаемых свиней с утилизацией теплоты, рассеиваемой ограждениями.
В планах НИОКР института проблема создания высокоэффективных технологий и технических средств для механизации процессов уборки и утилизации навоза является одной из главных. В институте сформировалось научное направление по этой важнейшей инженерно-технической, экономической, экологической и социальной проблеме, над разработкой которой в разные годы успешно работали кандидаты техн. наук Лев М.А., Митяшин М.П., Денисов В.А. и др. Научное руководство этими исследованиями осуществлялось чл.-корр. РАСХН Артюши-ным А.А. и в настоящее время - д-ром техн. наук Гридневым П.И.
Созданные учеными института конструкции самотечных установок, типоразмерный ряд шнековых транспортеров, погружных и плавающих насосов, центрифуг фильтрующего типа для разделения навозной массы на фракции, цеха и линии по переработке навоза используются во многих проектах, животноводческих фермах и комплексах страны.
Разработанные 2 типовых и 18 экспериментальных проектов цехов подготовки навоза к использованию на основе механиче-
ского разделения его на фракции, производства компостных смесей, биологической очистки жидкого навоза и стоков реализованы в хозяйствах ряда регионов страны.
Одним из резервов снижения затрат в системе удаления и подготовки навоза к использованию на свиноводческих предприятиях является перевод навозоудаления с гидросмывом на современные системы по принципу самосплава, которые обеспечивают снижение расхода воды в 20-30 раз по сравнению с гидросмывом. Разработаны и созданы центрифуги фильтрующего типа для разделения навоза на фракции УОН-835 и ее модификации, насос для перекачки навоза НЦВ-Ф-2. Создан принципиально новый насос погружного типа моноблочной конструкции со специальным торцовым уплотнением НЦН-Ф-100/30 (Митяшин М.П., Залев-ский Ю.И.). Новая конструкция насоса превосходит отечественные серийно выпускаемые насосы НЦИ-Ф-100, НЖН-200А по наработке на отказ в 4,5-6 раз.
Для механизации процесса уборки навоза с выгульных площадок, а также из открытых каналов шириной 1800-2000 мм в институте создан агрегат СУ-Ф-0,4 на базе самоходного шасси Т-16 (Лев М.А., Митяшин М.П., Шведов А.А., Денисов В.А. и др.). Универсальный агрегат успешно применяется не только для уборки навоза, но и для выполнения других трудоемких процессов - погрузки и транспортировки сыпучих материалов: цемента, песка, щебня, корнеплодов, комбикорма и т. д. Выпуск агрегата освоен Владимирским тракторным заводом под маркой ВТЗ-30 СШ-СП.
Создано высоконадежное техническое средство для уборки навоза путем разработки типоразмерного ряда комплекта шнеко-вых транспортеров для механизации процесса уборки навоза, позволяющее повысить санитарно-гигиенические условия производства со сроком службы более 15 лет, наработкой на отказ до 3000 часов, что превышает аналогичный показатель лучших мировых образцов технических средств для уборки навоза в 8-10 раз (Митяшин М.П., Афанасьев Л.А.) (рис. 10).
да
к.' м
Рис. 10. Комплект шнековых транспортеров
Одной из самых трудоемких операций при привязном содержании коров является внесение подстилки и удаление навоза из стойл. Для механизации этих операций разработан мобильный многофункциональный агрегат АВП-Ф-0,5, применение которого позволяет сократить затраты ручного труда в 3-5 раз (Залевский Ю.И., Денисов В.А.).
Для решения проблемы утилизации жидкого навоза и стоков институтом разработан целый ряд (более 15) экспериментальных проектов, предусматривающих механическое разделение исходного навоза на фракции, биотермическую стабилизацию твердой фракции в секционных хранилищах, карантини-рование жидкой фракции с последующим использованием ее в системах орошения (Гриднев П.И., Кусембеков Р.Х. и др.); проекты внедрены в ряде хозяйств.
В ГНУ ВНИИМЖ создана установка порционной уборки навоза, масса установки в четыре раза меньше массы скребковых транспортеров типа ТСН-160А и в два раза дешевле (Текучев И.К., Текучева М.С.).
Изготовлен фрагмент экспериментального устройства для биоферментации компостных смесей с применением биологически активных микроорганизмов (Гриднева Т.Т. и др.).
Разработан и изготовлен опытный образец скреперной установки для уборки навоза из животноводческих помещений при беспривязном содержании коров, отмеченной на агропромышленной выставке «Золотая осень» бронзовой медалью (Гриднев П.И., Шведов А.А.). Установка прошла госиспытания на Подольской МИС и рекомендована к производству.
Получены экспериментальные данные по разделению навоза на фракции на разработанной и изготовленной экспериментальной ресурсосберегающей установке прессующего типа; разработан и изготовлен опытный образец штангового транспортера с гидравлическим приводом, обеспечивающего сокращение энергозатрат на 25-30%, материалоемкости - на 15-20% по сравнению с серийно выпускаемыми транспортерами типа ТСН (Гриднев П.И., Гриднева Т.Т. и др.).
В настоящее время руководство ВНИИМЖ уделяет большое внимание разработкам, связанным с принципиально новыми подходами к технологическим процессам: производство животного белка («in vitro») в автоматизированных биореакторах с широким применением математического моделирования, создание технологий с замкнутыми циклами и полной переработкой отходов, интеллектуальные системы управления стадом на основе оптических анализаторов, обеспечивающих мониторинг физиологического состояния животного, интеллектуальные системы производства комбикормов в хозяйствах. Также приоритетным направлением для нас по-прежнему остаются вопросы, связанные со стратегическим прогнозированием и планированием машинно-технологического обеспечения отрасли.
Коллектив ВНИИМЖ постоянно обновляется и пополняется новыми кадрами, что позволяет нам уверенно смотреть в будущее.
GNU VNIIMZH - head scientific institutions on mechanization and automation of livestock Yu.A. Ivanov
In the 45 years of the Institute his team made signify-cant progress on the development of new energy-saving hardware and developing machine technologies for the production of milk, beef, pork and animal feed on farms, harvesting and preparation of feed for feeding, manure handling and preparation of organic fertilizers, provision of the necessary microclimate livestock buildings.
Keywords: resource-and energy-saving, machine technology, facilities, forage, milk, beef, pork and animal feed, cleaning manure, providing microclimate.
