CC BY
19
Технологии и технические средства механизированного производства продукции
растениеводстваи животноводства________________________________________
интенсивном разведении свиней и сельскохозяйственной птицы, а также объем и характеристики образующихся на комплексе отходов.
- при разработке 4 раздела ИТС НДТ - использование научно-обоснованного метода идентификации наилучших доступных технологий.
экономические, экологические и технико-технологические показатели должны определяться для каждого технологического процесса отдельно с обоснованным перечнем показателей. Применение данного подхода позволит оценить каждый технологический процесс в отдельности и технологию в целом.
ЛИТЕРАТУРА
1. Шалавина Е.В., Васильев Э.В. Экологические проблемы отрасли свиноводства в России // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2017. № 92. С. 166-175.
2. Васильев Э.В., Шалавина Е.В. Перспективы и экологические проблемы развития птицеводства в России // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2017. № 92. С. 175-186.
3. Рекомендации по определению наилучших доступных технологий для интенсивного животноводства Брюханов А.Ю., Козлова Н.П., Васильев Э.В., Шалавина Е.В. Санкт-Петербург, 2016
4. Subbotin I., Vasilev Е. Formalization of criteria for determining best available technologies: the case of Russia // Engineering for rural development Proceedings. 2016. C. 845-850.
5. Брюханов А.Ю., Шалавина E.B., Васильев Э.В. Обоснование перечня маркерных веществ для оценки негативного воздействия на окружающую среду свиноводческих и птицеводческих предприятий // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. 2017. № 3 (27). С. 50-54.
УДК 631.171
ОСОБЕННОСТИ МЕТ О ДО Л ОЕИИ ФОРМИРОВАНИЯ МАШИННЫХ МОДУЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗВОДСТВА СВИНИНЫ
В. К.НАЙДЕНКО, канд. техн. наук
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства» (ИАЭП), Санкт-Петербург, Россия
Методология построения машинных технологий универсальна, она не зависит от фазности, типа и сложности технологического оборудования для выполнения технологических процессов. Она пригодна к использованию традиционных, бесстрессовых и модульных технологий, интенсивных многомодульных и более эффективных многотактных технологий. Для использования элементов технологического оборудования нового поколения, откорректированных удельных площадей и нормативов водопоения при разных рационах кормления свиней с учетом усвояемости кормов и воды, формул для технологических расчетов и расчетов выхода навоза, определения экологической безопасности свиноферм и предложения соответствующих мероприятий были разработаны 9 алгоритмов: по упрощенному технологическому расчету свиноферм (алгоритм №1); по потребному
109
ISSN 0131-5226.Теоретический и научно-практический журнал.
ИАЭП. 2017. Вып. 93.
количеству кормов, воды и навоза с количеством земли для утилизации его в качестве удобрения (алгоритм №2); по расширенному технологическому расчету свинофермы с включением технологического проектирования (алгоритм №1-2). Алгоритмы №3 и №4 определяют коэффициенты «решеточности» в щелевых настилах полов, в станках и в зоне дефекации. Алгоритмы №5 и №6 определяют выход навоза и необходимое количество воды с учетом коэффициентов усвояемости кормов и воды при поении животных. Алгоритмы №7 и №8 позволяют производить технологические расчеты модульных свиноферм с интенсивным и многотактным содержанием опоросно-подсосных свиноматок с поросятами-сосунами. Алгоритм №9 оценивает технологии, построенные с помощью методологии, в том числе экологическую безопасность производства основной и побочной продукции.
Ключевые слова: методология; алгоритм; машинная технология; модульная технология; интенсивная технология; многотактная технология; самотечно-сливная система.
METHODOLOGICAL PECULIARITIES OF FORMING MACHINE-BASED MODULAR TECHNOLOGIES FOR PORK PRODUCTION
V.K. NAIDENKO, Cand. Sc. (Engineering)
Federal State Budget Scientific Institution “Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production” (IEEP), Saint Petersburg, Russia
The methodology for formation of machine-based technologies is universal; it does not depend on technological stages (phase), the type and complexity of equipment for performing technological processes. It can be applied to form traditional, stress-free and modular technologies, intensive multi-module and more efficient multi-cycle technologies. Nine algorithms were developed, which make use of the items of new generation technological equipment; adjusted specific areas and drinking water supply standards under different pig feeding diets with due account for feed conversion ratio and water intake; the formulas for technological calculations and calculation of manure output. These algorithms also estimate the environmental friendliness of pig farms and propose relevant measures. Algorithm 1 is applied for simplified technological calculation of pig farms. Algorithm 2 calculates the required amount of feed and water and the output of manure and the land area for its fertilising application. Both Algorithm 1 and Algorithm 2 are used in more detailed technological calculation of a pig farm, which also includes the technological designing. Algorithms 3 and 4 determine the share of slots on slatted floors, in the pens and in the defecation zone. Algorithms 5 and 6 determine the output of manure and the required amount of drinking water with due account for feed digestibility factor and water intake. Algorithms 7 and 8 allow to make technological calculations of modular pig farms with intensive and multi-cycle housing of farrowing and lactating sows with suckling piglets. Algorithm 9 evaluates the technologies, which were formed using the methodology, including the environmental safety of main and by-products production.
Keywords: methodology, algorithm, machine-based technology, modular technology, intensive
technology, multi-cycle technology, gravity drainage system.
ВВЕДЕНИЕ
Методология формирования машинных технологий производства свинины (МАПТПС) предназначена для совершенствования действующих и исследования модульных технологий путем введения в известные технологии новых элементов способов содержания, кормления, поения, создания микроклимата, удаления навоза из помещений свинарников и
110
Технологии и технические средства механизированного производства продукции
уастениеводстваи животноводства________________________________________
переработки его в органическое удобрение при соблюдении экологической безопасности этого производства.
Методология формирования машинных технологий производства свинины заключается в последовательном применении факторов воздействующих на животных в сторону увеличения количества качественной продукции. Чтобы получить необходимые целевые выходные параметры необходимо оптимизировать производственные процессы по материально-техническим, энергетическим и трудовым ресурсам и эксплуатационным затратам.
По результатам исследований с 2012 г. по 2017 г. возможно формирование по методологии следующих технологий.
1. Традиционные 2-х - 5-и фазные известные по регистру под шифром Ж-ТБ-2.1 -Ж-ТБ-6 [1,2, 3,4, 6, 7].
2. Бесстрессовые 2-х - 5-и фазные [3, 4, 5];
3. Модульные 2-х - 5-и фазные;
4. Интенсивные модульные 2-х - 5-и фазные технологии;
5. Многотактные модульные 2-х - 5-и фазные технологии.
Общие признаки технологий производства свинины
Технология производства свинины состоит из общеизвестных способов и приемов содержания свиней в регламентированные сроки, кормления их и поения, создания и обеспечения микроклимата, удаления навоза из станков свинарников и транспортировки за пределы свинофермы к месту переработки и хранения его, а также использования его в дальнейшем в качестве органического удобрения [1].
Общие признаки технологии производства свинины правомерны к участкам воспроизводства, выращивания поросят и их откорма и достоверны для любой мощности свиноферм и свинокомплексов, в том числе для свиноферм с размещением производственных участков их на разных и удаленных друг от друга площадках.
Основными общими признаками типовых технологий являются:
- поточность производства, применение изолированных секций и принципа «пусто-занято»;
- производственный ритм и фазность содержания;
- групповое содержание свиноматок на отдыхе после опороса;
- индивидуальное содержание свиноматок на осеменении, супоросных 1 -го периода и подсосных свиноматок во время опоросов;
- групповое содержание поросят на доращивании и на откорме;
- технологические расчеты свиноферм по упрощенной экономико-математической модели (алгоритм №1) (рис. 1) [2].
- кормление сухими или жидкими кормами (алгоритм №2), [2].
- дозированное кормление свиноматок при индивидуальном и групповом содержании
их;
- самокормление и групповое дозирование кормов при групповом содержании поросят на доращивании и на откорме;
- водопоение свиней (алгоритм №2), [2];
- удаление навоза из станков различных технологических групп свиней;
- транспортирование навоза за пределы свинарников, переработка и хранение его для дальнейшего использования в качестве органического удобрения (алгоритм №2), [2];
111
ISSN 0131-5226.Теоретический и научно-практический журнал.
ИАЭП. 2017. Вып. 93.
- создание и обеспечение микроклимата в помещениях (алгоритм №1-2);
- сбор и переработка твердых и жидких отходов производства;
- экологическая безопасность технологий производства свинины (алгоритм № 9).
Отличительными признаками предлагаемых технологий являются следующие:
- технологические расчеты свиноферм по обобщенным экономико-математическим моделям (алгоритм №1-2) (рис. 1);
- сокращение сроков содержания свиней (период отдыха свиноматок после опоросов сокращен в 2 раза, ранний (короткий) и средний по продолжительности подсосный период поросят-сосунов; на доращивании и на откорме [4];
- «комбибоксовое» содержание свиноматок 2-го периода супоросности в групповых станках;
- контактные перегородки решетчатого типа в зонах дефекации свиней смежных станков (алгоритм №3), [4];
- сплошные перегородки для выгораживания зоны дефекации от логова (ч.2, с. 40, алгоритм №4), [4];
- установка поилок около контактных перегородок и направляющих перегородок на границе логова и зон дефекации; [9, 10];
- сплошной или частичный решетчатый пол в станкахпользование самотечно-сливной лотково-коллекторной системы удаления навоза периодического действия;
- применение для сбора навоза лотков в виде перевернутой трапеции сбоковыми стенками с разными углами наклона, для изменения их вместимости (алгоритм №4);
- для уменьшения сроков наполнения лотков в системе удаления навоза следует использовать размещение станков напротив друг друга с общей зоной дефекации, разделенной на части, каждая из которых соответствует своему станку, при этом зоны дефекации отгорожены от логова обоих станков непрозрачными перегородками, длиной не менее длины животного;
- для управления сливом навоза из лотков в коллектор ручные рычаги можно заменить автомеханическими устройствами в виде заслонки установленной в тройнике соединяющим лоток с коллектором;
- для свиноферм нового поколения требуется модернизация станочного оборудования по рекомендациям ИАЭП с зональным размещением животных и оборудования с обязательным совмещением зоны дефекации с зоной поения;
- использование новой формулы по определению выхода навоза свиней с учетом усвояемости кормов и воды (алгоритм №5).
- использование новой формулы по определению баланса расхода воды при поении свиней, учитывающей усвояемость кормов и воды (алгоритм №6);
- в отличие от традиционных 2-х - 5-и фазных технологий Ж-ТБ-2.1 и Ж-ТБ-2.6 при использовании бесстрессовых технологий возможно создание технологических модулей с законченным циклом производительностью.
112
Технологии и технические средства механизированного производства продукции
уастениеводстваи животноводства________________________________________
2.Гуманная технологическая модернизация: отдых свиноматок - 12 дн.-комбибоксы» для маток 2 пер., зональнсть во всех типах групповых станков, выгораже иных от логова стеной с проходоми смеж-ых станков с решеткой, для поросят-сосунов «зонтики» в бер-ложках-подсос-
Г
З.Алгоритмы №3,4,5,6 — алгоритмы №5 и№6
Корр е ктир в ание нормводопоения By, по балансу Вно+Вк==Впо+Вн +В06 и усвоению навоза Н,=(К-Вк)* (1 -Ук)+В* (1 -У в). Алгор итмы № 3 №4 Площадь решеток определяется по коэффициентам удельной площади S у, коэ фф ицие нты «р е ш ето чно сти »Yj, и по размеру
5.Алгоритм
№7-
Интенсивная технология: при сокращении подсосного срока Ton/Kj = То nj Коэффициентом сокращения, равным количеству гу циклов = cj -количеству модульных участ-
*
7.Алгоритм
№9
Экологическая оценка безопасности производства: зага-ванность свинарников и навозохранилища - с учетом ПДК убирается вентиляцией;
Gj=2Qj
gj*X*nj
rAegj-выделение газа на 1 ц навоз и сточные воды - перерабатываются в удобрение с карантином; твердые отходы -кремацией. Оценка - по комлексным экологическим коэффициентам По алгоритму №1-2 определяю-ются локальные, нте-гральные и обобщенные критерии
Рис. 1. Последовательность использования алгоритмов формирования традиционной, бесстрессовой, модульной, интенсивной и многотактной технологий
113
ISSN 0131-5226.Теоретический и научно-практический журнал. ________________________________ИАЭП. 2017. Вып. 93._______________________________
Примечание. Варианты формирования технологий:
- традиционные и бесстрессовые со следующими пунктами алгоритма-(1+1.1+1.2) + 2+3+7;
- модульные - (1+1.1+1.2)+2+3 +4+7;
- интенсивные - (1+1.1+1.2) + 2+3+5 +7;
- многотактные - (1+1.1+1.2) + 2+3+6+7.
Размерные свинофермы, которые формируются из 250 до 6000 свиней, производительностью от 250 до 1000, от 2000 до 4000 и от 4000 до 12000 свиней в год (алгоритмы №7 и №8).
- при сокращении длительности содержания опоросно-подсосных свиноматок с поросятами-сосунами в Kj = 2, 3, 4 (коэффициент модульности) раза увеличивается производительность модуля на 15-33% за счет интенсивного использования опоросно-подсосных свиноматок, а также пропорционально коэффициенту модульности сокращается количество опоросно-подсосных станков;
- при сокращении длительности содержания опоросно-подсосных свиноматок с поросятами-сосунами в kj = 2, 3, 4 (коэффициент модульности) раза и сокращении производственного ритма пропорционально коэффициенту модульности Kj увеличивается производительность модуля за счет сокращения циклов содержания свиноматок и сокращения производственного ритма (алгоритм №8).
- пропорционально увеличению производительности модулей следует увеличивать производительность репродукторных секций, в секциях поросят-отъемышей и откорма свиней (алгоритмы №7 и №8);
- использование ПДК таких вредных газообразных веществ, как аммиак, сероводород, меркаптан, пыль и микробов, при определении экологической безопасности производства (алгоритм №9).
Кроме того, в интенсивных и много тактовых или цикловых технологиях поголовье свиноферм в опоросно-подсосных секциях расформировывается на модульные участки, количество которых равно коэффициенту сокращений (количеству циклов) в опоросно-подсоных периодах. Опоросно-подсосные свиноматки с поросятами-сосунами размещаются в центрах модульных участках, к которым примыкают секции поросят-отъемышей, к которым в свою очередь примыкают секции с откормочными поросятами.
При интенсивных технологиях количество индивидуальных станков для подсосных свиноматок сокращается на 15-35%, а в многотактных (много цикловых) технологиях количество станков для подсосных свиноматок сокращается пропорционально коэффициенту сокращений (числу циклов).
Основные положения формирования технологий производства свинины
Разновидность адаптивных технологий в целом и по производственным процессам зависит от назначения и типа свинофермы и от оснастки ее технологическим оборудованием.
Основой любой технологии является способ содержания свиней. Индивидуально содержатся свиноматки после осеменения для установления супоросности и в опоросно-подсосный период. Свиноматки холостые и снеустановленной супоросностью содержатся мелкими группами по 5-15 голов в одном станке.
В последнее время успешно применяется опыт по применению комбинированного способа, при котором в групповых станках для супоросных маток применяются делители логова, являющимися продолжением делителей групповых кормушек.
114
Технологии и технические средства механизированного производства продукции
уастениеводстваи животноводства________________________________________
Более крупными группами, чем свиноматки, по 20-60 голов в одном станкесодержатся поросята на доращивании и на откорме.
Принципиальный выбор типа содержания поголовья предшествует выбору технологического оборудования. При этом производится выбор типа кормления свиней различных технологических групп (сухими или увлажненными комбикормами).
В этот период также определяется типы полов для станков всех технологических групп свиней: сплошные без- и с решетчатым настилом, частично решетчатые без- и с отгороженной зоной дефекации от логова станка, с совмещением зоны дефекации с зоной водопоения (алгоритмы №3 и №4, рисунок 1) и возможность автоматизации процессов удаления навоза.
После определения типа полов в станках следует сделать выбор способа удаления навоза из станков и технологического оборудования.
При частично решетчатых и сплошных решетчатых полах можно использовать гидравлические системы удаления навоза: смывные, самотечные непрерывного и
периодического действия и самотечно-сливные лотково-коллекторные периодического действия.
Для хранения навоза необходимо навозохранилище, вмещающее годовое количество его, но разделенное на 2 или на 3 изолированные части. Одно предназначено для накопления навоза в течение 0,5 года, вторая часть - для хранения навоза в течение 1 года с целью обеззараживания. Третья часть навозохранилища предназначена для карантина навоза. Для разделения навоза можно применять механические или гидравлические средства.
С целью экономии капиталовложений возможно применение совмещенных через зоны дефекации станков для всех производственных групп свиней по типу «Животноводческого комплекса Бор» Приозерского района Ленинградской области.
В результате определения технологических и технических параметров становится возможным определиться с архитектурными параметрами по каждому свинарнику и в целом по ферме, включая вспомогательные помещения.
Определяющими константами микроклимата являются температура и относительная влажность воздуха в помещениях свинарников, а также предельно-допустимая концентрация (ПДК) углекислого газа, аммиака, сероводорода, меркаптана, пыли и микробов (алгоритм 9, рисунок 1).
Оценка технологий построенных по данной методологии
Оценка технологий и технологических процессов, построенных по данной методологии должна осуществляться по локальным, интегральным и обобщенным критериям.
К локальным оценкам относятся затраты труда, энергии, приведенные и прямые затраты, и т. д.
К интегральным оценкам относятся себестоимость продукции, качество продукции, питательность и количество корма на единицупродукции, потребная площадь для производства единицы продукции, количество свиномест на произведенную продукцию, оборот стада, и т. д.
Оценка по обобщенным критериям позволяет производить одновременный учет нескольких критериев, которые могут быть и локальными и интегральными.
115
ISSN 0131-5226.Теоретический и научно-практический журнал.
ИАЭП. 2017. Вып. 93.
выводы
Таким образом, с учетом особенностей методологии формирования машинной технологии, технологического расчета, введения элементов «гуманной» технологии («комбибоксы» на участке свиноматок 2-го периода супоросности, крупно групповое содержание свиней) и элементов технических средств нового поколения (станки с зонами, совмещение зоны дефекации и водопоения, станки для подсосных свиноматок конструкции ИАЭП, коэффициенты «решеточности») формируется технология с заданной
производительностью, с комплектом станочного оборудования для содержания свиней, с расчетами кормовых и водных ресурсов, выхода навоза (по новым формулам), с определением потребного количества земли для внесения навоза в качестве удобрения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Федеральный регистр технологий производства продукции животноводства. М., 1999.
2. База данных технологических параметров свиноферм. Свидетельство №2012620699 от 2012г
3. Патент СЗ НИИМЭСХ (авторы Найденко В. К. и др.) №1746968 «Способ содержания свиней и устройство для его осуществления» от 21.01.1993 г.
4. Найденко В. К. Структура продолжительности периодов воспроизводства и выращивания свиней при разных фазах и ритмах производства. Журн. «Перспективное свиноводство: теория и практика №5 2012.
5. Найденко В.К. «Предпосылки к обоснованию площади решетчатого настила в станках для различных технологических групп свиней и размеров лотков самотечносливной системы удаления навоза периодического действия». Сб. науч. тр. СЗ НИИМЭСХ2009, т. 3 «Экология и С.Х. техника» т.З,«Материалы 5-й научно-практической конференции».
6. Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и других объектов. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. СанПиН 2.2.1/2. 1.1.1200-03
7. Методические рекомендации по технологическому проектированию систем удаления и подготовки к использованию навоза и помета РД АПК 1.10.15.02-08.
8. Методические рекомендации по технологическому проектированию свиноводческих ферм и комплексов РД АПК 1.10.02.04-12.
9. Патент СЗ НИИМЭСХ №122841 от 20.12.2012 «Комплект станочного оборудования для выращивания и содержания свиней». Авторы Найденко В. К. и др.
10. Патент СЗ НИИМЭСХ №2431250 от 20.11.2011 г «Станок для содержания свиней». Автор Найденко В.К. и др.
116
