CC BY
60
УДК 631.353
КОМБИКОРМОВЫЙ ЦЕХ ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ
П.А. Савиных, доктор технических наук Ю.В. Сычугов, доктор технических наук В.А. Казаков, кандидат технических наук
ФГБНУ "Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н.В. Рудницкого" E-mail: [email protected]
Аннотация. Применение полнорационных комбикормов, сбалансированных по всем элементам питания -энергии, протеину, аминокислотам, минеральным веществам, витаминам, антиоксидантам и другим биологически активным веществам позволяет обеспечить высокую продуктивность животных и одновременно снизить удельные затраты на прирост единицы продукции по сравнению с кормлением отдельными компонентами. С целью производства данного вида кормов в нужном количестве и качестве различным группам сельскохозяйственных животных сельскохозяйственного предприятия, а также для максимально возможного использования местного сырья, обогащения его до необходимых кондиций добавками соответствующего состава разработан кормоцех, в максимальной мере учитывающий особенности и возможности хозяйства. В предложенном комбикормовом цехе применена пооперационная технология приготовления комбикормов, которая состоит из линии приема и временного хранения исходного зернового сырья, линии дробления зерновых компонентов, линии смешивания, линии хранения и отгрузки готовых кормосмесей, а также линии приема, дозирования, взвешивания шрота и белково-витаминного сырья. Управление технологическими процессами получения комбикорма осуществляется программой через компьютеры дозирования и администрации, на этапе дозирования и отгрузки готового продукта применена автоматизированная система управления (АСУ), обеспечивающая оптимизацию и необходимую точность процессов. Применение сельхозпредприятиями комбикорма собственного производства обеспечивает снижение затрат на единицу животноводческой продукции на 15-20%. Ключевые слова: концентрированный корм, кормоцех, продуктивность, питание, рацион.
Введение. Одно из важнейших условий получения продукции животноводства, отвечающей требованиям качества и безопасности - высококачественная кормовая база. Только полная сбалансированность рационов по всем элементам питания - энергии, протеину, аминокислотам, минеральным веществам, витаминам, антиоксидантам и другим биологически активным веществам - гарантирует высокую продуктивность животных и низкие затраты кормов на производство животноводческой продукции.
С целью стабилизации полноценного кормления животных и птиц в мировой науке и практике все больше внимания уделяется концентрированным кормам, а именно -зернофуражным, за счет которых можно сбалансировать кормление по недостающим элементам питания. Исходя из того, что в структуре себестоимости производства животноводческой продукции более 65-75% со-
ставляют затраты на корм, сельхозпредприятию экономически выгодно самостоятельно обеспечивать потребность для животноводства в собственных комбикормах. Для этого в хозяйстве необходимо производить посев нужного разнообразия зерновых фуражных культур (рожь, овес, пшеницу, ячмень, бобовые), также дополнительно к кормам собственного производства для баланса рациона по протеину необходимо закупать высококачественный жмых, патоку и премиксы для различных половозрастных групп животных. Кроме того, корма должны готовиться с учетом стадии лактации и физиологического состояния животных. Исходя из вышеизложенного, в хозяйстве, занимающемся производством животноводческой продукции, необходимо иметь собственный кормоцех.
Методы и материалы. В рационе кормления животных комбикорм составляет преимущественную долю: для свиней - 85-90%,
крупного рогатого скота - 24-30% [1]. Решающим условием увеличения продуктивности животноводства является повышение полноценности кормления концентрированными кормами, обеспечить производство которых в нужном количестве и качестве в полной мере может только собственный кормоцех, который позволяет максимально возможно использовать местное сырье, обогащая его до необходимых кондиций покупными витаминами, добавками и премиксами соответствующего состава. Известно, что сбалансированные только по белку, углеводам и жирам комбикорма повышают продуктивность животных на 10-12%, при включении биологически активных веществ их эффективность увеличивается на 25-50 % [2]. Поэтому комбикормовое производство является ключевым фактором развития животноводства. Базовым технологическим звеном любого комбикормового предприятия является блок измельчения, дозирования и смешивания компонентов. Качество кормосмесей (комбикормов) зависит от равномерности распределения компонентов во всем объеме. Особенно важна равномерность распределения компонентов, вводимых в малых количествах и имеющих высокую кормовую ценность или биологическую активность: биовитаминных добавок, премиксов, микроэлементов, лекарственных препаратов, витаминов. Неравномерное их распределение может привести к заболеваниям и даже гибели животных.
Комбикормовые предприятия, в основном, заботятся об увеличении объемов производства и поставки комбикормов потребителям, при этом в меньшей степени уделяют внимание выпуску продукции, сбалансированной по всем питательным веществам. Это объясняется тем, что комбикормовые предприятия не слишком заинтересованы в конечном результате и в удешевлении производимой животноводческой продукции [3, 4].
Результаты и обсуждение. Для условий Кировской области оптимальным вариантом является организация производства комбикормов на базе собственного зернового сырья и покупных белково-витаминных добавок и премиксов. Это позволяет скорректи-
ровать кормовой баланс не только по группам животных, но и для разных фаз лактации. По просьбе сельскохозяйственного предприятия СПК «Большевик» Сунского района Кировской области в ПКБ НИИСХ Северо-Востока разработан, изготовлен и смонтирован комбикормовый цех производительностью 25 тонн в сутки (рис. 1), позволяющий производить комбикорм, отвечающий приведенным выше требованиям, с учетом условий производства, зональных особенностей, финансовой обеспеченности хозяйства, технологической подготовленности отрасли, кормовой базы, продуктивности животных.
Общий технологический цикл производства в цехе сводится к переработке (дроблению) зернового сырья, смешиванию его с премиксами и другими добавками и отгрузке на животноводческую ферму. Дозирование и управление технологическими процессами получения комбикорма осуществляется программой через компьютеры дозирования и администрации.
Технологический процесс комбикормового цеха протекает следующим образом. Зерновые компоненты (овес, пшеница, горох, кукуруза и т.д.) поступают автомобильным транспортом через пандус 1 в приемный бункер 2. Зерновые компоненты, загруженные в приемный бункер 2, шнеком 3 через однопоточную норию 4 и скребковый загрузочный транспортер 5 подаются в соответствующий силос (бункер) 6.1-6.6. Запас исходного сырья в силосах позволяет работать цеху автономно без сбоев до трех суток в случае непоставки того или иного компонента. Далее, в соответствии с установленным рецептом, зерновые компоненты в необходимых долях через горизонтальный приемник 7, всасывающий шланг 8 поступают на измельчение в дробилки 12 или 13.
Весовой дозатор, установленный на смесителях 14, 15, отмеряет необходимое количество компонентов поочередно. После измельчения зерновые компоненты через переключатель потока и напорный шланг 9 поступают в тот или иной вертикально-шне-ковые смесители 14 и 15.
Рис. 1. Цех для приготовления кормосмесей производительностью 25 т/сут.: 1 - пандус; 2 - приемный бункер; 3 - шнек-шлюз; 4, 16, 20 - нория однопоточная; 5, 18 - транспортер загрузочный; 6.1-6.6 - бункер-накопитель; 7 - приемник горизонтальный; 8 - всасывающий шланг; 9 - напорный шланг; 10 - разветвитель с клапанами; 11 - переключатель потока; 12, 13 - дробилка молотковая с пневмозабором; 14, 15 - смеситель; 17.1-17.5 - бункер комбикормов; 19 - транспортер отгрузочный; 21.1-21.8 - конвейер дозирующий; 22 - шнек с подставкой; 23 - весовой дозатор, 24 - погрузчик шнековый; 25 - приемный бункер для шрота
Белково-витаминные добавки (премиксы, дрожжи, сода и пр.) доставляются автотранспортом (в мешках по 25 кг) в цех, где складируются на полу на поддонах. Необходимый по рецепту компонент высыпается в соответствующий приемный ящик шнекового дозирующего конвейера 21.1-21.8, который подает компоненты поочередно в весовой бункер 23. Шроты поступают в приемный бункер для шрот 25, из которого через шне-ковый погрузчик 24 они поступают также в весовой бункер 23. После взвешивания очередной заданной партии компоненты через шнек 22 подаются в вертикальные шнековые смесители 14 и 15. После приема всех доз компонентов происходит процесс смешивания. Смесители 14, 15 имеют свои весовые
терминалы. После смешивания полученный комбикорм поступает через однопоточную норию 16 и скребковый загрузочный транспортер 18 в соответствующий бункер комбикормов 17.1-17.5 готовой продукции. По мере необходимости через скребковый транспортер 19 и однопоточную норию 20 готовая продукция отгружается потребителю (например, зерновозом ЗСК 10).
При проектировании комбикормового цеха были учтены следующие основные показатели: годовой расход каждого вида корма; расход каждого вида корма суточный и на одно кормление; количество каждого резервного вида корма и достаточность места для его хранения; теоретическая производительность цеха и отдельных линий с учетом
допустимого времени разового кормления (на молочных фермах < 2ч, на откормочных < 4ч); вместимость бункеров готового продукта и их количество (зависит от количества рационов); время выгрузки готового комбикорма в транспортное средство с возможностью дозирования; коэффициент готовности цеха. В случаях соблюдения норм кормления животных полноценными комбикормами вместимость бункера готового продукта была принята равной или кратной порции корма, потребной для выдачи одной производственной группе. Масса таких порций корма зависит не только от динамики поголовья, но и от размера фермы и кратности кормления. Применение полнорационных комбикормов позволяет обеспечить высокую продуктивность животных и одновременно снизить удельные затраты на прирост единицы продукции по сравнению с кормлением отдельными компонентами. Например, протеиновая питательность в этом случае ниже зоотехнических требований на 20-27% [5,6]. Корма необходимо приготовить так, чтобы обеспечить легкую усвояемость питательных веществ и использование их организмом животного с максимальной отдачей. Поэтому в основу совершенствования технологий и технических средств целесообразно положить разрешение противоречий между получением высококачественных концентратов и большими затратами на них материальных, энергетических и трудовых ресурсов. Главный путь преодоления этого противоречия - поиск ресурсосберегающих технологий. Основными направлениями ресурсосбережения в приготовлении полноценных комбикормов следует считать повышение качества измельчения и смешивания различных компонентов, совершенствование дозирования, повышение эффективности процесса выгрузки готового продукта.
Известно, что продукты из зерна, полученные в результате механической обработки в дробилках, должны иметь узкий гранулометрический состав. Так, при приготовлении комбикорма из продукта, имеющего частицы одинакового размера, качество гомогенизации смеси более высокое. Для получе-
ния такого гранулометрического состава имеется множество дробилок. Нами была взята молотковая дробилка КУ-203 с пневмо-забором, производимая ОАО «Слободской механический завод». В линию дробления возможна установка плющилок зерна [7], производящих его (зерна) измельчение вращающимися навстречу друг другу вальцами. Получаемый продукт - зерновые хлопья -обладает некоторыми преимуществами перед дробленым зерном и при необходимости может быть использован как один из компонентов производимого комбикорма.
Для подготовки к смешиванию премиксов и других трудносыпучих компонентов нами было применено двухэтапное дозирование и смешивание. Цель дозирования -производить подачу компонентов в количестве, установленном рецептом. Сущность процесса заключается в том, что подготовленные к смешиванию компоненты поступают в бункеры, из которых они шнековым дозирующим конвейером подаются в определенной последовательности в весовой горизонтальный бункер с тензометрическим весовым дозатором. При неправильном дозировании нарушается установленное рецептом процентное соотношение компонентов в комбикормах, и качество их понижается. Дозирующие устройства должны удовлетворять следующим технологическим требованиям: степень точности должна быть постоянной и мало изменяться в зависимости от производительности машины; должна быть возможность регулирования производительности машины в широких пределах. Таким образом, процесс дозирования является главной технологической операцией производства комбикормов. Трудносыпучее сырье - дрожжи, премиксы, шроты - предварительно дозируют и смешивают в многокомпонентном весовом дозаторе и смесителе периодического действия [8] и в дальнейшем перерабатывают как один компонент.
Компьютеризированный контроль и управление технологическим процессом производства комбикорма приводит к выходу качественной продукции. Организация такой системы контроля сопряжена с особыми
трудностями вследствие сложности построения современных технологических процессов производства комбикормов. Технологический процесс на комбикормовом предприятии организовывается по принципу разветвленного потока со сложной взаимосвязью отдельных этапов. Несмотря на полную механизацию всех технологических операций, разработать автоматизированные системы управления (АСУ) очень затруднительно, т.к. зерновое сырье, жмыхи, дрожжи и другие витаминно-минеральные добавки имеют сложную структуру, их свойства изменчивы и очень разнообразны (в т.ч. и под влиянием внешних условий), технологический процесс разветвлен, потоки продуктов варьируют по удельному весу и показателям качества в зависимости от исходной характеристики поступающего на переработку сырья. Поэтому целесообразно АСУ использовать только на отдельных основных операциях - система была применена на этапе дозирования и отгрузки готового продукта.
При разработке и внедрении АСУ технологическим процессом или же отдельными его этапами необходимо руководствоваться следующими принципами:
1 - использование АСУ должно быть экономически оправдано, т. е. достигаемый в результате их внедрения экономический эффект должен перекрывать необходимые затраты средств, материалов, энергии и т. д.;
2 - АСУ должна обеспечивать оптимизацию процесса, т. е. поддерживать характеристические параметры процесса на заданных оптимальных уровнях, отвечающих наиболее целесообразному с технологической и экономической точек зрения ведению процесса;
3 - автоматизированные системы управления должны быть достаточно простыми, в связи с чем при их построении следует исходить из минимально необходимого объема информации, достаточного для их функционирования.
В предложенном нами комбикормовом цехе применена пооперационная технология приготовления комбикормов. Она состоит из отдельных операций, выполненных в поточных линиях. Число, структуру и производи-
тельность поточных линий определяют конкретная технологическая схема приготовления комбикормов, объем и физико-механические параметры сырья, программа работ и ассортимент комбикормов, а также производительность применяемых машин и оборудования. Основными специализированными поточными технологическими линиями в нашем случае являются следующие: линия приема и временного хранения зерна исходного зернового сырья, линия дробления зерновых компонентов, линия смешивания, линия хранения и отгрузки готовых кормосме-сей и линия приема, дозирования, взвешивания шрота и белково-витаминного сырья, не требующего измельчения, с измерительным терминалом.
На линии приема и временного хранения зерна предусматривается прием и накопление зернового материала. Зерно используется нескольких видов собственного производства, зерно кукурузы покупное. Емкости для временного хранения зерна рассчитаны для резервирования исходного материала на несколько суток. На линии дробления зернового материала происходит измельчение. Измельчение производится молотковой дробилкой с пневмозабором и пневмоотгрузкой. На линии смешивания компонентов завершается приготовление комбикормов в рассыпном виде.
От тщательности перемешивания зависят качество и эффективность вырабатываемых комбикормов. На линии приема, дозирования, взвешивания шрота и белково-витамин-ного сырья, не требующего измельчения, с измерительным терминалом производятся весовое дозирование в зависимости от нужного рациона и предварительное смешивание. Весовое дозирование осуществляется весовыми автоматическими дозаторами. На линии хранения и отгрузки готовых кор-мосмесей производится накопление готового комбикорма в разные накопительные емкости в соответствии с заданной рецептурой. По мере потребности того или другого рациона готовая комбикормовая смесь выдается дозировано в мобильное транспортное средство (кормораздатчик).
Journal of VNПMZH №1(33)-2019
75
Область применения результатов.
Иметь свои кормоцеха целесообразно сельскохозяйственным предприятиям, занимающимся животноводством, имеющим собственные источники сырья для производства основных комбикормовых компонентов, например, фуражного зерна, шротов, и т.д.
Вывод. Приближение производства комбикормов к источникам сырья и местам потребления позволяет более полно и рационально использовать сырье самих хозяйств, дает возможность сократить транспортные расходы на перевозку исходного сырья и готового продукта. Предлагаемая технология получения комбикорма низкозатратна и не требует покупки дорогостоящего оборудования для комбикормовых цехов. При проектировании цеха для условий конкретного сельхозпредприятия возможно использование имеющегося оборудования и машин в данном хозяйстве. Как показывают проведенные исследования и экономические расчеты, применение кормов собственного производства обеспечивает снижение затрат на единицу животноводческой продукции на 15-20%.
Литература:
1. Шпаков А.С. Основные задачи научного обеспечения производства зернофуражных культур в Российской Федерации // Кормопроизводство. 2005. № 4.
2. Производство и использование собственных БВМД и премиксов // Кормопроизводство. 2000. № 12. С. 19.
3. Косолапов В. Современное кормопроизводство -основа успешного развития АПК и продовольственной безопасности России // Земледелие. 2009. № 6.
4. Косолапов В.М. Приоритетное развитие кормопроизводства РФ // Кормопроизводство. 2008. № 9. С. 2.
5. Концептуальные основы развития кормопроизводства в Калужской области // Кормопроизводство. 2001. № 6. С. 2-6.
6. Девяткин Н.И. Производство и использование комбикормов. М., 1996. 87 с.
7. Казаков В.А. Усовершенствование питающего устройства двухступенчатой плющилки зерна // Аграрная наука в условиях модернизации и инновационного развития АПК России. Иваново, 2017. Т. 3. С. 75-79.
8. Marczuk A. Maintenance research of a horizontal ribbon mixer // Maintenance and Reliability 2017. № 19(1).
Literatura:
1. SHpakov A.S. Osnovnye zadachi nauchnogo obespe-cheniya proizvodstva zernofurazhnyh kul'tur v Rossijskoj Federacii // Kormoproizvodstvo. 2005. № 4.
2. Proizvodstvo i ispol'zovanie sobstvennyh BVMD i pre-miksov // Kormoproizvodstvo. 2000. № 12. S. 19.
3. Kosolapov V.M. Sovremennoe kormoproizvodstvo -osnova uspeshnogo razvitiya APK i prodovol'stvennoj be-zopasnosti Rossii // Zemledelie. 2009. № 6.
4. Kosolapov V. Prioritetnoe razvitie kormoproizvodstva RF // Kormoproizvodstvo. 2008. № 9. S. 2.
5. Konceptual'nye osnovy razvitiya kormoproizvodstva v Kaluzhskoj oblasti // Kormoproizvodstvo. 2001. № 6.
6. Devyatkin N.I. Proizvodstvo i ispol'zovanie kombikor-mov. M., 1996. 87 s.
7. Kazakov V.A. Usovershenstvovanie pitayushchego ustrojstva dvuhstupenchatoj plyushchilki zerna // Agrar-naya nauka v usloviyah modernizacii i innovacionnogo razvitiya APK Rossii. Ivanovo, 2017. T. 3. S. 75-79.
8. Marczuk A. Maintenance research of a horizontal ribbon mixer // Maintenance and Reliability 2017. № 19(1).
COMBINED FEED WORKSHOPFOR AGRICULTURAL ENTERPRISE P.A. Saveynyh, doctor of technical sciences Y.V. Sychugov, doctor of technical sciences V.A. Kazakov, candidate of technical sciences
FGBNY "North-East federal agrarian research centre named after N.V. Rudnitsky"
Abstract. Using complete combined feed, balanced in all nutrient elements - such as energy, protein, amino acids, minerals, vitamins, antioxidants and other biologically active substances allows to provide animals' high productivity to reduce and at the same time the unit cost per unit of production compared to feeding with the individual components to increase. With the aim of this type of feed producing in the right quantity and quality for different groups of farm animals on agricultural enterprise, and to maximize local raw materials using, to enrichment it till the required conditions with additives of proper composition was developed workshop, in the maximum extent taking into account the enterprise's peculiarities and opportunities. There in the proposed combined feed workshop are used on-operational technology of the combined feed preparation, which consists of the grain raw materials' reception and temporary storage original line, grain components crushing's line, mixing line, storage and shipment of finished feed mixtures line, as well as the reception, dosing lines, meal and protein-vitamin raw materials weighing lines. Management The technological processes of combined feed producing is performed by the program through the dosing and administration computers using, at the finished product's dosing and shipment stage the automated control system (ACS) providing optimization and the processes' required accuracy is applied. The own productivity combined feed using by agricultural enterprises provides a reduction of costs per unit of livestock production in 15-20%. Keywords: concentrated feed, feed workshop, productivity, nutrition, ration.
