CC BY
2
УДК 631.171 DOI 10.51794/27132064-2021-3-62
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЪЕМА СМЕСИТЕЛЯ БЕЛКОВО-МИНЕРАЛЬНО-ВИТАМИННЫХ
ДОБАВОК
Е.В. Авакимянц, младший научный сотрудник ИАЭП - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ E-mail: cow-sznii @yandex.ru
Аннотация. Сбалансированность рационов достигается путем применения белково-минерально-вита-минных добавок (БМВД). Целью данного исследования является определение технологического объема смесителя для смешивания добавок, включаемых в рацион в доле менее 300 г/гол. в зависимости от физико-механических свойств БМВД и элементов технологии кормления молочных коров. В ходе анализа выделили три основных фактора, влияющих на технологический объем смесителя: насыпная плотность смеси, кратность кормления и размер технологической группы. В ходе анализа кратности кормления выявлено, что в большинстве хозяйств Ленинградской области применяется технология с однократным кормлением, но некоторые хозяйства применяют двух- и трехкратное кормление. Размеры технологических групп в большинстве хозяйств составляют 80-120 голов. Насыпная плотность смесей добавок в исследуемых хозяйствах составляет 905 и 911,3 кг/гол., соответственно. На основе обработки расчетных данных получена регрессионная модель для описания зависимости между технологическим объемом смесителя БМВД и тремя независимыми переменными факторами. Множественный регрессионный анализ полученных данных показал, что технологический объем смесителя в большей степени зависит от кратности кормления, а затем от размера технологической группы. Технологический объем смесителя БМВД зависит от рациона, технологических параметров фермы и организации процесса кормления и в наших исследованиях, для дойных коров, составил 0,03-0,13 м3.
Ключевые слова: смеситель, белково-минерально-витаминные добавки, кормосмесь, кормление, корова.
Введение. Кормление является важнейшим фактором в обеспечении здоровья и продуктивности молочных коров. Качество кормления обеспечивается совокупностью технологий и технических средств для подготовки, переработки, приготовления и раздачи кормосмеси. Кроме того, оно обеспечивается сбалансированностью рационов, включением в них специальных функциональных компонентов, направленных, например, на нейтрализацию микотоксинов, поддержание кислотно-щелочного баланса в пищеварительной системе и крови, нормализацию процессов рубцового пищеварения. Как показывают отечественные и зарубежные исследования, использование различных белково-минерально-витаминных добавок (БМВД) позволяет специалистам составлять рационы, сбалансированные по питательности, макро- и микроэлементам и витаминам в зависимости от условий содержания, продуктивности и прочих факторов [1-4]. Для
эффективного применения добавок нами было предложено выделить предварительное смешивание добавок, включаемых в рацион в доле менее 300 г/гол., в отдельную операцию с дальнейшим внесением в основной процесс смешивания [5]. Для реализации такого решения было разработано устройство - смеситель периодического действия, технической задачей которого является повышение эффективности смешивания и получение высококачественных смесей. Новизна предлагаемого устройства подтверждается патентом [6].
Конструктивно-технологические параметры смесителя должны быть обоснованы, исходя из изучения физико-механических свойств кормовых добавок. Ранее были определены наиболее рациональные значения угла наклона рабочих поверхностей и угла установки лопастей мешалок [7]. Цель данного исследования - определение технологического объема смесителя в зависимости от фи-
зико-механических свойств БМВД и элементов технологии кормления молочных коров.
Материалы и методы. Выделяют три основных фактора, влияющие на технологический объем смесителя кормов: объем смешиваемого материала, кратность кормления и размер технологической группы [8, 9]. Для определения значимости влияния этих факторов на технологический объем смесителя необходимо получить зависимость: У = Г(Х1,Х2,Х3),
где Х\ - объем смеси БМВД, Х2 - кратность кормления, Хз - размер технологической группы.
Для определения этой зависимости и численных значений ее коэффициентов проведены теоретические исследования с использованием планирования эксперимента по плану Бокса-Бенкена. Для определения интервала варьирования фактора Х1 проводили исследования насыпной плотности смеси добавок, применяемых в нескольких хозяйствах Ленинградской области, по известной методике [10, 11]. Приготовление и раздача полнорационной кормосмеси в хозяйствах выполняется для каждой технологической группы в отдельности с использованием мобильных смесителей-раздатчиков.
В ходе анализа кратности кормления выявлено, что в большинстве хозяйств Ленинградской области применяется технология с однократным кормлением, когда вся суточная норма кормов выдается за одну раздачу. В то же время некоторые хозяйства применяют двух- и трехкратное кормление. Размеры технологических групп в большинстве хозяйств составляют 80-120 голов, что в це-
лом отвечает рекомендациям по обеспечению максимального комфорта животных [12]. В таблице 1 представлены факторы, влияющие на технологический объем смесителя кормов, и уровни их варьирования.
Факторы Кодовое обозначение Уровни факторов
-1 0 +1
Объем смеси БМВД, м3/гол. Х1 0,0009 0,001 0,0011
Кратность кормления, раз Х2 1 2 3
Размер технологической группы, гол. Хз 80 100 120
Для получения теоретической модели зависимости технологического объема смесителя БМВД использовано выражение:
^ = — , (1)
где Х1 - объем смеси БМВД, м3/гол.; Х2 -кратность кормления, раз; Хз - размер технологической группы, гол.
Результаты и обсуждение. В таблице 2 представлены характеристики БМВД и их смесей, применяемых в рационах дойных коров двух разных хозяйств. Исследования показали схожесть насыпной плотности смесей при условии, что доли и свойства отдельных добавок различны.
Расчетные значения технологического объема смесителя БМВД приведены в таблице 3. В ходе обработки расчетных данных была получена регрессионная модель для описания зависимости между технологическим объемом смесителя БМВД и тремя независимыми переменными факторами.
Таблица 2. Характеристики смеси БМВД
№ п/п Хозяйство 1 № п/п Хозяйство 2
Наименование Насыпная плот- Доля в раци- Наименование Насыпная плот- Доля в раци-
БМВД ность, кг/м3 оне, кг/гол. БМВД ность, кг/м3 оне, кг/гол.
1 Мел 635,67 0,16 1 Фунгистат 658,67 0,15
2 Элитокс 739,7 0,02 2 Полисахариды 831,67 0,3
3 Левисел 515 0,01 сухие
4 Защищенный жир 539 0,3 3 Премикс П-60 1175,67 0,25
5 Сода 690 0,3 4 Мел 635,67 0,16
6 Соль 1112 0,1 5 Соль 1112 0,1
Смесь БМВД 905 0,89 Смесь БМВД 911,3 0,96
Объем смеси БМВД - 0,98-10-3 м3/гол. Объем смеси БМВД - 1,05-10-3 м3/гол.
Таблица 3. Технологический объем смесителя БМВД, м3
№ п/п Кодированные значения факторов Технологический объем смесителя БМВД
Объем смеси БМВД Кратность кормления Размер технологической группы
Х1 Х2 Х3 Y
1 0 1 1 0,04
2 0 0 0 0,05
3 0 1 -1 0,027
4 1 0 1 0,066
5 -1 -1 0 0,09
6 0 -1 1 0,12
7 0 -1 -1 0,08
8 1 0 -1 0,044
9 -1 0 -1 0,036
10 -1 1 0 0,03
11 -1 0 1 0,054
12 1 1 0 0,037
13 1 -1 0 0,11
14 0 0 0 0,05
15 0 0 0 0,05
Уравнение модели после исключения незначимых коэффициентов регрессии представлено в кодированном виде:
У = 0,05 + 0,0058X1 - 0,0333X2 + 0,0117X3 - 0,0033X1X2 + 0,0167Х22 - 0,0067X2X3. (2) Множественный регрессионный анализ полученных данных показал, что на технологический объем смесителя наибольшее влияние оказывает фактор X2 - кратность кормления, а затем Xз - размер технологической группы. По полученному уравнению регрессии построили трехмерную поверхность отклика (рисунок).
0,12 0,1 0,08 ^0,06 0,04 0,02 0
"°,6 -0,2 0,2 X2
0,6 1 -1
20,6
-0,2 -0,6, X3
1
Рисунок. Поверхность отклика Y=f(X2, X3)
Общий объем смесительной камеры определяется с учетом объема рабочих органов и коэффициента заполнения, оптимальные значения которого устанавливаются экспериментально в зависимости от типа перемешивающих устройств, физико-механических свойств материала и режимов работы. Для смесителей порошкообразных материалов коэффициент заполнения обычно находится в пределах ^=0,5-0,8 [13, 14].
Выводы. В ходе определения насыпной плотности смеси добавок, применяемых в исследуемых хозяйствах Ленинградской области, установлено, что насыпная плотность смеси составляет 905 и 912 кг/м3, соответственно. Множественный регрессионный анализ полученных данных показал, что на технологический объем смесителя наибольшее влияние оказывает фактор Х2 - кратность кормления, а затем Х3 - размер технологической группы. Технологический объем смесителя БМВД зависит от рациона, технологических параметров фермы и организации процесса кормления и в наших исследованиях (для дойных коров) составил 0,030,13 м3. В дальнейшем необходимо рассмотреть возможность обоснования типоразмер-ного ряда смесителей БМВД для различных технологических и организационных условий хозяйств.
Литература:
1. Фомичев Ю.П., Ермаков И.Ю. Применение в рационах молочных коров мицеллата-Са в сочетании с энергокормом и их влияние на молочную продуктивность, антиоксидантный и гормональный статус организма // Техника и технологии в животноводстве. 2020. № 4(40). С. 81-87.
2. Westphalen M.F. Effects of feeding rumen-protected capsicum oleoresin on growth performance, health status, and total tract digestibility of growing beef cattle // Animal feed science and technology. 2021. 271. Р. 114778.
3. Stefanska B. The effect of probiotics, phytobiotics and their combination as feed additives in the diet of dairy calves on performance, rumen fermentation and blood metabolites during the preweaning period // Animal Feed Science and Technology. 2020. Р. 114738.
4. Yang W. Effects of an enzyme feed additive on extent of digestion and milk production of lactating dairy cows // Journal of Dairy Science. 1999. 82. Р. 391403.
5. Авакимянц Е.В., Гордеев В.В. Анализ технологических линий приготовления кормосмесей и возможность их совершенствования // Технологии и техниче-
ские средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2020. № 2. С. 98-108.
6. Пат. 2743924 РФ. Смеситель / Авакимянц Е.В. и др. Заяв. 18.08.20; Опубл. 01.03.21.
7. Авакимянц Е.В., Гордеев В.В. Физико-механические свойства кормовых добавок для КРС // АгроЭко-Инженерия. 2020. № 1. С. 100-108.
8. Койнова А.Н. Накормим всех вовремя: как не ошибиться при выборе смесителя-кормораздатчика // Эффективное животноводство. 2019. № 6(154). С. 11-14.
9. Обоснование методики выбора измельчителей-смесителей-раздатчиков / Семенихин А.М. и др. // Вестник аграрной науки Дона. 2017. № 1(37). С. 68-75.
10. Технологические машины и оборудование / Шубин И.Н. и др. Тамбов, 2005. 76 с.
11. Бураков А.Е. Определение плотности сыпучего наноматериала. Тамбов, 2012. 16 с.
12. Анализ планировочных решений коровников для нового строительства / В.В. Гордеев и др. // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2015. № 87. С. 186-195.
13. Федоренко И.Я. Технологические процессы и оборудование для приготовления кормов. М., 2007. 176 с.
14. Пискарёва Т.И. Влияние физико-механических и конструктивно-технологических параметров на процесс смешивания в шнеково-лопастных смесителях: автореф. дис. к. т. н. Оренбург, 2011. 19 с.
Literatura:
1. Fomichev YU.P., Ermakov I.YU. Primenenie v racio-nah molochnyh korov micellata-Sa v sochetanii s energo-kormom i ih vliyanie na molochnuyu produktivnost', anti-oksidantnyj i gormonal'nyj status organizma // Tekhnika i tekhnologii v zhivotnovodstve. 2020. № 4(40). S. 81-87.
2. Westphalen M.F. Effects of feeding rumen-protected capsicum oleoresin on growth performance, health status, and total tract digestibility of growing beef cattle // Animal feed science and technology. 2021. 271. R. 114778.
3. Stefanska B. The effect of probiotics, phytobiotics and their combination as feed additives in the diet of dairy calves on performance, rumen fermentation and blood metabolites during the preweaning period // Animal Feed Science and Technology. 2020. R. 114738.
4. Yang W. Effects of an enzyme feed additive on extent of digestion and milk production of lactating dairy cows // Journal of Dairy Science. 1999. 82. R. 391403.
5. Avakimyanc E.V., Gordeev V.V. Analiz tekhnologi-cheskih linij prigotovleniya kormosmesej i vozmozhnost' ih sovershenstvovaniya // Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii ras-tenievodstva i zhivotnovodstva. 2020. № 2. S. 98-108.
6. Pat. 2743924 RF. Smesitel' / Avakimyanc E.V. i dr. Za-yav. 18.08.20; Opubl. 01.03.21.
7. Avakimyanc E.V., Gordeev V.V. Fiziko-mekhaniche-skie svojstva kormovyh dobavok dlya KRS // Agro-Eko-Inzheneriya. 2020. № 1. S. 100-108.
8. Kojnova A.N. Nakormim vsekh vovremya: kak ne oshibit'sya pri vybore smesitelya-kormorazdatchika // Ef-fektivnoe zhivotnovodstvo. 2019. № 6(154). S. 11-14.
9. Obosnovanie metodiki vybora izmel'chitelej-smesite-lej-razdatchikov / Semenihin A.M. i dr. // Vestnik agrar-noj nauki Dona. 2017. № 1(37). S. 68-75.
10. Tekhnologicheskie mashiny i oborudovanie / SHubin I.N. i dr. Tambov, 2005. 76 s.
11. Burakov A.E. Opredelenie plotnosti sypuchego nano-materiala. Tambov, 2012. 16 s.
12. Analiz planirovochnyh reshenij korovnikov dlya no-vogo stroitel'stva / V.V. Gordeev i dr. // Tekhnologii i tek-hnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2015. № 87. S. 186-195.
13. Fedorenko I.YA. Tekhnologicheskie processy i oborudovanie dlya prigotovleniya kormov. M., 2007. 176 s.
14. Piskaryova T.I. Vliyanie fiziko-mekhanicheskih i kon-struktivno-tekhnologicheskih parametrov na process sme-shivaniya v shnekovo-lopastnyh smesitelyah: avtoref. dis. k. t. n. Orenburg, 2011. 19 s.
DETERMINATION OF THE BMW MIXER'S TECHNOLOGICAL VOLUME E.V. Avakimyants, junior research worker IAEP - filial of the FGBNY FNAC VIM
Abstract. The rations' balancing through the protein-and-mineral-and-vitamin supplements using are achieved. The aim of this study is the technological volume of the mixer for additives' mixing, included in the ration as a fraction of lesser than 300 g/head, in depending on the BMVD physical-and-mechanical properties and dairy cows feeding technology's elements to determine. During the analysis, three main factors affecting this mixer's technological volume were identified: mixture bulk's density, feeding multiplicity and technological group's size. During the feeding multiplicity's analysis, it was revealed that on the most Leningrad region farms, the technology with single feeding is used, but some of the farms had used two-and three-time feeding. The technological groups' sizes in the most farms are 80-120 heads. The mixtures of additives bulk density in the studied farms is 905 and 911,3 kg/head, respectively. Based on the processing data calculation, a regression model describing the dependence between BMVD mixer's technological volume and three independent variable factors was obtained. Multiple regression analysis of obtained data had showed that the mixer's technological volume depends more on feeding multiplicity, and only then the technological group's size. The technological volume of the BMVD mixer depends on the ration, farm's tech -nological parameters and the feeding process's organization, and in our studies, for dairy cows, it was 0,03-0,13 m3. Keywords: mixer, protein-and-mineral-and-vitamin supplements, feed mixture, feeding, cow.
