CC BY
23
УДК 631.3
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВНЕДРЕННЫХ В ПРОИЗВОДСТВО КОРМОПРИГОТОВИТЕЛЬНЫХ МАШИН
С.Ю. Булатов, кандидат технических наук
К.Е. Миронов, ст. преподаватель
В.Н. Нечаев, кандидат технических наук
ГБОУ ВО Нижегородский государственный инженерно-экономический университет
E-mail: nechaev-v@list.ru
П.А. Савиных, доктор технических наук
ФГБНУ ФАНЦ Северо-Востока им. Н.В. Рудницкого
E-mail: peter.savinyh@mail.ru
Аннотация. С целью снижения финансовых затрат при производстве полнорационных и ферментированных кормов в условиях сельскохозяйственных предприятий проведены работы по разработке и исследованию универсального комплекса оборудования, позволяющего получать такие корма, а также дана оценка его экономической эффективности. Расчет технико-экономических показателей проводился в соответствии с ГОСТ Р 53056-2008. При этом проведен анализ перерабатываемого материала и рынка производителей кормоприготовительной техники с целью выбора базы для сравнения. При проведении оценки экономической эффективности кормоприготовительного оборудования использовались паспортные данные аналогов и результаты экспериментальных исследований разработанных машин. В связи со сложностью поиска сравнительного аналога всей технологической линии по приготовлению заявленных видов кормов сравнительный анализ проведен по каждой машине в отдельности. В результате анализа выявлено, что эксплуатационные затраты при внедрении новых разработанных кормоприготовитель-ных машин уменьшаются от 9 до 53%, а в случае со смесителем кормов составляют 97%. Годовая экономия денежных средств для всех машин имеет положительную величину, что уже говорит об эффективности применения данных машин в производстве.
Ключевые слова: полнорационные и ферментированные корма, кормоприготовительная техника, экономическая оценка.
Введение. Продовольственная независимость страны напрямую связана с состоянием сельскохозяйственной отрасли. При этом необходимо внедрять современные высокопроизводительные машины и технологии, уделяя внимание производству экологически чистой органической продукции. С точки зрения экономии денежных средств необходимо производство кормов осуществлять непосредственно в хозяйствах, причем немаловажным при этом является уровень механизации всех технологических процессов.
По данным министерства сельского хозяйства Нижегородской области в регионе преобладают крестьянские (фермерские) хозяйства. Так как потенциал кормовой базы таких хозяйств относительно невысок, некоторые руководители предприятий применя-
ют технологии производства высокопитательного легкоусвояемого белка. Однако такие технологии требуют специального оборудования, что в итоге приведет к удорожанию готовой продукции. Поэтому необходимо создание универсального комплекса оборудований, позволяющего получать в условиях хозяйств как традиционные полнорационные, так и насыщенные белком корма.
Методы и методология проведения работ. По результатам проведенного факторного анализа одним из перспективных направлений обеспечения продовольственной безопасности в условиях импортозамещения является разработка кормоприготовительной техники и совершенствование ее рабочего процесса. На стадии проектирования и при внедрении устройств важно провести пред-
варительную оценку их экономической эффективности. Одним из самых распространенных методов экономической оценки является сравнительный анализ новой машины и существующей техники, выпускаемой промышленностью. По результатам анализа определяются показатели экономической эффективности - это снижение эксплуатационных затрат на производство кормов и годовой экономический эффект от использования разработанной машины. Расчет технико-экономических показателей проводился по ГОСТ Р 53056-2008 и методике экономической оценки технологий и машин в сельском хозяйстве [1 ].
Необходимо отметить, что при исследовании кормоприготовительных агрегатов использовались современное цифровое измерительное оборудование и научные методы, разработанные основоположниками теорий и расчета сельскохозяйственных машин, а также частные методики, разработанные сотрудниками учебных заведений. Определение оптимальных режимов работы агрегата и параметров его отдельных элементов проводили методами активного эксперимента.
На первом этапе проведения расчета экономической эффективности необходимо определиться с видом перерабатываемого материала. Одним из важных компонентов кормовых смесей являются концкорма, в состав которых могут входить зерновые, зернобобовые, отруби, жмыхи и другие продукты переработки. Лучшим из зерновых кормов для сельскохозяйственных животных является ячмень. Питательная ценность 1 кг ячменя составляет 1,21 корм. ед., 113 г сырого и 85 г протеина, 49 г сырой клетчатки, 638 г безазотистых экстрактивных веществ (БЭВ), в том числе 485 г крахмала [2]. Также в состав смесей включают необходимые компоненты рациона - корнеклубнеплоды: турнепс, брюкву, морковь, свеклу, картофель, богатые углеводами. Для лучшего поедания и усвояемости сельскохозяйственными животными зерновое сырье и корнеклубнеплоды необходимо предварительно очистить, измельчить, а в некоторых случаях требуется их смешивание.
На втором этапе необходимо проанализировать рынок производителей кормопри-готовительной техники и выбрать базу для сравнения. В настоящее время на отечественном рынке присутствует как отечественное (более 20 изготовителей), так и зарубежное оборудование (более 10 изготовителей, поставщиков) для очистки, измельчения и смешивания кормов с различной производительностью от 0,3 до 6000 т/ч и, соответственно, установленной мощностью от 3 до 400 кВт; например, таких фирм, как ОАО «Слободской машиностроительный завод», ОАО «Капитал-Прок», ЗАО «Совокрим», группа компаний «Технэкс», «Skiold A/S», ОАО «ВНИИКП», ООО «Доза-Агро», ООО «Уралспецмаш», «Van Aarsen International B.V.», «Buhler AG» и другие. Для сравнительной экономической оценки взяты разработанные нами эжектор, пневмосепаратор, дробилки зерна, измельчитель корнеклубнеплодов, смеситель кормов (рис. 1) и кормо-приготовительные машины, выпускаемые промышленностью (таблица 1).
Экспериментальная база, ход исследования. В процессе анализа рынка кормопри-готовительных машин и научных разработок был рассмотрен ряд технических решений, заложенных в основу конструкционно-технологической схемы малозатратного кормо-приготовительного агрегата [3]. Одним из главных элементов, влияющих на производительность агрегата в целом, является подающее устройство (эжектор). С целью повышения производительности кормоприго-товительной установки нами усовершенствован этот элемент (рис. 1, а), конструкция которого позволяет снизить общее сопротивление пневмосистемы движению воздушно-продуктового потока и тем самым достичь поставленной цели. При проведении анализа опытных данных и зависимостей были получены оптимальные значения параметров эжектора: диаметр входного отверстия диффузора 100 мм, угол диффузора 30° и площадь кольцевого зазора 56 см . При проведении производственных испытаний было выявлено, что в результате модернизации эжектора производительность выросла на 15%.
Для очистки зернофуража от крупных, мелких и металломагнитных примесей разработан пневмосепаратор (рис. 1, б). При оптимальных настроечных параметрах, рекомендованных при внедрении производителю кормоприготовительного оборудования, максимальная эффективность выделения сепаратором из очищаемого материала крупных минеральных примесей составляет 100%, мелких - более 55% [4].
Рис. 1. Общий вид машин, входящих в мини-комбикормовый комплекс: а - эжектор; б - пневмосепаратор; в - дробилка с ротором-вентилятором; г - дробилка с жестко закрепленными билами; д - измельчитель корнеклубнеплодов; е - смеситель кормов
На следующем этапе, исходя из потребностей крестьянских хозяйств по снижению энергопотребления и повышению ресурса с обеспечением требуемого качества готового продукта, были разработаны две дробилки зерна (рис. 1, в, г), имеющие некоторые конструктивно-технологические отличия по организации рабочего процесса. Дробилка (рис. 1, в) обеспечивает пневматическую загрузку и выгрузку материала, а в дробилке (рис. 1, г) предусмотрена принудительная подача на измельчение. В дробилке с ротором-вентилятором объединены два элемента (ротор и вентилятор) в одном узле, что позволило уменьшить ее габариты и энергозатраты. При установленной мощности 1,5 кВт и достаточном качестве готового продукта пропускная способность до 300 кг/ч обеспечивается за счет конструктивного исполнения рабочих органов дробилки [5]. Дробилка с жестко закрепленными билами имеет повышенную поверхность сепарирования за счет периферийного и торцевого решет, что повышает эффективность измельчения [6].
Для подготовки корнеклубнеплодов к скармливанию разработан и исследован измельчитель (рис. 1, д). Установка обеспечивает измельчение до ломтиков необходимой толщины в вертикальной и горизонтальной плоскостях в условиях энергосбережения и повышенной производительности [7]. Экспериментально-теоретически определены оптимальные значения рабочих параметров измельчителя. Подготовленные компоненты корма в зависимости от рациона подаются в смеситель, рабочим органом которого служат два шнека, витки которых выполнены в виде геликоида (рис. 1, е). Отличительной особенностью смесителя является возможность поддержания необходимой температуры внутри емкости, что дает возможность путем ферментации малоценного сырья повысить его питательные свойства. В зависимости от нужд потребителя можно составить технологическую линию кормоприготовительного агрегата из числа представленных машин. Все машины прошли успешные испытания и внедрены в производство на территории Кировской и Нижегородской областей.
Результаты исследования. При оценке экономической эффективности приняты исходные данные для расчета (таблица 1) и некоторые основные показатели для сравнения (таблица 2).
Сравнительный анализ проведен по каждой машине в отдельности, а не всего кор-
моприготовительного агрегата. Это связано, в первую очередь, с трудностью поиска аналогичной технологической линии по приготовлению заявленных видов кормов.
Так как расчетные формулы достаточно раскрыты в ГОСТ Р 53056-2008, то в статье приведены только результаты расчетов.
Таблица 1. Исходные данные для расчета технико-экономической эффективности применения
Кормоприготовительные машины Балансовая стоимость Б, тыс. руб. Масса М, кг Расход электроэнергии дЭ, Вт-ч/т Производительность ШЭК, т/ч Установленная мощность Р, кВт - О о*1 « 8 В „ (Я | Е ¿1 им адь ан ща З
Система загрузки агрегата КК-2Д (ООО «Доза-Агро») - базовый 1 260,0 2530 9,8 1,96 24,5 21
Усовершенствованная система загрузки - новый 2 272,0 2549 9,8 2,3 24,5 21,1
Дробилка зерна ДКР-0,3 (ООО «Доза-Агро») - базовый 3 46,0 90 10,0 0,3 3 0,3
ДЗ с ротором-вентилятором - новый 4 35,0 75 5,0 0,3 1,5 0,22
Зернодробилка «Умница» №т3С-85 (ООО «ЛЕОКОМ») - базовый 5 10,65 25 11,25 0,12 1,35 0,93
ДЗ с жестко закрепленными билами - новый 6 5,0 15 10,7 0,14 1,5 0,1
Измельчитель корнеклубнеплодов ИКП-1,5 (ОАО «ВМЗ») - базовый 7 9,5 21 3,0 0,5 1,5 0,22
Измельчитель корнеклубнеплодов - новый 8 12,0 33 0,65 0,765 0,5 0,19
Смеситель кормов СПП-1600 (ООО «Технолог») - базовый 9 1200,0 1170 1,57 7 11 3,92
Смеситель кормов - новый 10 650,0 1220 1,36 10 10 5,6
Таблица 2. Технико-экономические показатели эффективности использования разработанных
Показатель Системы загрузки Дробилки с пневматической подачей Дробилки с принудительной подачей Измельчители корнеклубнеплодов Смесители кормов
Базо- Новый Базо- Новый Базо- Новый Базо- Новый Базо- Новый
вый 1 2 вый 3 4 вый 5 6 вый 7 8 вый 9 10
Совокупные затраты денежных средств на единицу готовой 213,6 195,7 464,5 402,3 832,1 687,3 191 124,7 121,5 233,4
продукции, руб/т
Затраты труда, чел-ч/т 0,51 0,44 3,33 3,33 8,3 7,1 2 1,3 0,11 0,1
Прямые эксплуатационные затраты, руб/т - заработная плата 213,6 42 195,7 34,3 464,5 274,7 402,3 274,7 832,1 686,7 687,3 588,6 191 164,8 124,7 107,7 233,4 9,2 118,4 8,24
- затраты на электроэнергию - затраты на текущий ремонт - отчисления на амортизацию 63,8 47,2 60,6 63.8 42,7 54.9 65,1 54,6 70,1 32,6 41,6 53,4 73,2 31,6 40,6 69,7 12,7 16,3 10,2 6,1 8,8 4,2 5,6 7,2 10,2 93,7 120,3 5,8 45,7 58,7
Удельная остаточная стоимость машины, руб/т 90,9 82,1 105 80 24,3 3,3 10,5 12,7 93,7 45,7
Зональная годовая наработка, тонн 715,4 828,6 109,5 109,5 43,8 51,1 182,5 279 1665 1850
Годовая экономия денежных средств, руб. - 3321,5 - 13578 - 45187 - 23397 - 117475
Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений, год - 3,6 - 4,6 - 0,12 - 0,1 - 4,7
Годовая экономия затрат труда, чел-ч/т - 0 - 0 - 0 - 255,5 - 18,5
Индекс изменения затрат труда, % - 0,13 - 0 - 0 - 35 - 9,1
Анализ табл. 2 показывает, что эксплуатационные затраты при внедрении новых разработанных кормоприготовительных машин уменьшаются на величину от 9 до 53%, а в случае со смесителем кормов составляют 97%. Годовая экономия денежных средств для всех машин имеет положительную величину, что уже говорит об эффективности применения данных машин в производстве.
Область применения результатов. Научная и практическая значимость результатов исследований заключается в получении аналитических зависимостей, которые применимы при создании новых конструктивно-технологических схем элементов комбикормовых агрегатов (дробилок зерна, эжекторов и пневмосепараторов, смесителей) и могут быть использованы в проектно-конструктор-ских, научно-исследовательских и учебных заведениях. Результаты исследований переданы в ЗАО «Доза-Агро», внедрены в хозяйствах Кировской и Нижегородской областей, используются в учебном процессе Нижегородского ГИЭУ, Чувашской и Вятской ГСХА при подготовке специалистов высшего и среднего звена. Новизна технических решений подтверждена 10 патентами РФ на изобретения и полезные модели.
Вывод. Проведена технико-экономическая оценка разработанного оборудования, показавшая его эффективность в сравнении с
аналогами, выпускаемыми на сегодняшний день отечественными производителями.
Литература:
1. Методика оценки экономической эффективности применения техники и инновационных технологий в животноводстве / Морозов Н.М. и др. Подольск, 2011.
2. Мишуров Н.П. Технологии и оборудование для производства комбикормов в хозяйствах. М., 2012.
3. Совершенствование технологического процесса приготовления комбикормов // Улучшение эксплуатационных показателей с.-х. энергетики. Киров, 2017.
4. Пат. 139816 РФ. Пневматический сепаратор зерна / Савиных П.А. и др. Опубл. 16.10.13
5. Пат. 2511309. Молотковая дробилка / Савиных П.А. и др. Опубл. 16.07.12
6. Пат. 2558248. Зерновая дробилка / Савиных П.А. и др. Опубл. 13.03.14
7. Савиных П.А. Измельчитель корнеклубнеплодов // Сельский механизатор. 2013. № 8(54). С. 40-41.
Literatura:
1. Metodika ocenki ehkonomicheskoj ehffektivnosti pri-meneniya tekhniki i innovacionnyh tekhnologij v zhivot-novodstve / Morozov N.M. i dr. Podol'sk, 2011.
2. Mishurov N.P. Tekhnologii i oborudovanie dlya proiz-vodstva kombikormov v hozyajstvah. M., 2012.
3. Sovershenstvovanie tekhnologicheskogo processa pri-gotovleniya kombikormov // Uluchshenie ehkspluataci-onnyh pokazatelej s.-h. ehnergetiki. Kirov, 2017.
4. Pat. 139816 RF. Pnevmaticheskij separator zerna / Sa-vinyh P.A. i dr. Opubl. 16.10.13
5. Pat. 2511309. Molotkovaya drobilka / Savinyh P.A. i dr. Opubl. 16.07.12
6. Pat. 2558248. Zernovaya drobilka / Savinyh P.A. i dr. Opubl. 13.03.14
7. Savinyh P.A. Izmel'chitel' korneklubneplodov // Sel's-kij mekhanizator. 2013. № 8(54). S. 40-41.
TECHNICAL-AND-ECONOMIC EFFICIENCY IMPLEMENTED IN INDUSTRY FEED PREPARING'S MACHINES S.Y. Bulatov, candidate of technical sciences K.E. Mironov, senior lecturer V.N. Nechaev, candidate of technical sciences
GBOY of Nizhny Novgorod state engineering-and-economics university
P.A. Savinyh, doctor of technical sciences
FGBNY FANC of the North-East after N.V. Rudnitsky
Abstract. In order to the full-rational and fermented feed's financial costs reducing in agricultural enterprises' productivity conditions, the works on the development and research of an universal set of equipment that allows to obtain such feed were conducted, as well as an assessment of its economic efficiency was made. The calculation of technical and economic indicators was carried out in accordance with GOST R 53056-2008. At the same time, the analysis of the processed material and manufacturers of feed preparation equipment's market in order to select a base for comparison was done. At assessing of the economic efficiency of forage preparation equipment, the passport data of analogues and the results of experimental studies of the developed machines were used. Due to the difficulty of the comparative analogue of the entire technological line for the claimed types of feed's preparation sear ch, a comparative analysis was carried out for each machine separately. The analysis had revealed that the new developed food preparation's machines introduction operating costs are reduced from 9 till 53%, and in the case of a feed mixer are 97%. The money's annual saving of all machines has a positive value, which already indicates the machines' effectiveness in industry.
Keywords: full-rational and fermented feed, feed preparing machine, economical evaluation.
