CC BY
1072 Оборудование для животноводства
шшш. agroyug.ru
УДК 631.3:628.8
Сторожук Т.А., к-т техн. наук, доцент КубГАУ имени И. Т. Трубилина
ОПТИМИЗАЦИЯ ЛИНИЙ УБОРКИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОТХОДОВ В УСЛОВИЯХ МАЛЫХ ФЕРМ
В настоящее время производству продукции сельскохозяйственной отрасли уделяется особенное внимание, при этом в сфере производства продукции животноводства необходимо учитывать значительно большее количество факторов, влияющих на эффективность производства. Проектирование животноводческих предприятий в современных условиях усложняется многоукладностью сельского хозяйства и различными формами собственности. Проведение реконструкции животноводческих предприятий с целью модернизации имеет существенные отличия для ферм крупных, средних и мелких размеров. Но независимо от объемов производства, главная задача промышленного животноводства -обеспечение населения страны продуктами питания высокого качества за счет отечественного производства. Достижение продовольственной независимости прежде всего связано с совершенствованием технологий основных трудоемких процессов при производстве продукции животноводства, и затем с внедрением совершенных машин и оборудования для обеспечения комплексной механизации, что в итоге решает задачи по повышению эффективности производства в целом.
При разработке поточных технологических линий необходимо учитывать ритмичность производственных процессов, которые обеспечиваются за счет взаимоувязанных по производительности машин, оптимального состава установок и оборудования, обеспечивающего энерго- и ресурсосберегающие режимы работы. Выбор оборудования для трудоемких процессов в животноводстве осуществляется на основании всестороннего анализа средств механизации в системе машин данной отрасли, в которой произошли значительные изменения. В настоящее время утверждены новые нормы технологического проектирования для всех предприятий сельского хозяйства, выпущены новые установки, новые технические средства, выполняющие трудоемкие процессы в животноводстве с внедрением прогрессивных технологий [1], [2].
При проектировании и реконструкции животноводческих предприятий любых размеров необходимо решать вопросы обеспечения охраны окружающей среды. Животноводческие предприятия являются объектами, которые должны соблюдать требования экологической безопасности производства для защиты окружающей среды. Нарушение требований по соблюдению условий содержания животных, хранению и утилизации отходов животноводства, проведению санитарно-профилак-тических мероприятий с использованием средств дезинфекции и дезинсекции приводят к распространению болезнетворной микрофлоры в почве, воде и воздухе не только на территориях ферм, но и за их пределами [3], [4].
Использование поточных технологических линий уборки, удаления и утилизации отходов животноводства предъявляют особые требования для защиты окружающей среды. В процессе уборки помещений, прежде всего, не допускается разбавление отходов
водой. Во-первых, чтобы не увеличивался объем удаляемой массы, так как это в свою очередь требует увеличения затрат на уборку и удаление, а также увеличение вместимости хранилищ. Во-вторых, при увеличении влажности биологических отходов повышается жизнеспособность болезнетворных микроорганизмов, что представляет опасность и для животных, и для обслуживающего персонала, т.к. ухудшает эпидемиологическую обстановку в производственной зоне. В-третьих, возрастает риск загрязнения почвы и воды.
Удаление биологических отходов от помещений к хранилищам не должно приводить к загрязнению территорий животноводческого предприятия и поэтому требует использования герметичных емкостей и специализированного транспорта, который доставляет отходы по специальным «черным» дорогам, или стационарных транспортирующих машин с закрытыми рабочими камерами. Используемое оборудование должно отвечать требованиям надежности, обеспечивать ритмичность производства, в том числе, и за счет использования автоматизированных систем.
При хранении биологических отходов требуется использовать водонепроницаемые сооружения, защищенные от осадков. Обязательно использование дополнительных карантинных емкостей перед загрузкой основных хранилищ. Продолжительность хранения отходов определяется применяемым способом обеззараживания, который должен обеспечивать гарантированную гибель патогенных возбудителей перед внесением в почву.
Ценность биологических отходов животноводства возрастает при внесении подстилочного материала, в качестве которого эффективно использование соломенной резки или торфа. Эти материалы обладают высокой впитывающей способностью и обеспечивают необходимые санитарные условия в зоне содержания животных. Кроме того, переработка животноводческих отходов, содержащих подстилку, позволяет использовать биологические методы их утилизации, что экономически наиболее целесообразно.
Таким образом, правильный выбор технологий и средств механизации и автоматизации для уборки биологических отходов животноводства позволяет не только снизить затраты труда на данной поточно-технологической линии, но и улучшить условия содержания животных, повысить их продуктивность, а следовательно повысить рентабельность предприятия по производству продукции животноводства.
Наиболее распространены следующие технологические схемы уборки и удаления биологических отходов животноводства:
1. Очистка стойл ^ уборка помещения ^ погрузка отходов в транспортные средства ^ транспортирование в хранилище ^ переработка отходов ^ выгрузка из хранилища ^ внесение в почву.
2. Очистка стойл ^ уборка помещения ^ транспортирование в накопитель ^ погрузка в транспортные средства - далее по схеме 1.
ЭФФЕКТИВНОЕ ЖИВОТНОВОДСТВО
Щ 73
3. Очистка стойл ^ уборка помещения ^ погрузка отходов в приемную камеру стационарного транспортирующего средства ^ транспортирование в хранилище - далее по схеме 1.
4. Очистка стойл ^ уборка помещения ^ погрузка отходов в накопитель ^ транспортирование в хранилище мобильным средством - далее по схеме 1.
Уборку биологических отходов из животноводческих помещений осуществляют механическими или гидравлическими средствами.
К механическим средствам относятся: скребковые транспортеры кругового и возвратно-поступательного движения; канатно-скреперные установки; бульдозеры.
При проектировании поточной технологической линии уборки биологических отходов животноводства учитываются: поголовье животных каждой половозрастной группы в соответствии со структурой стада предприятия, количество подстилочного материала и его состав, вместимость помещений для содержания каждой половозрастной группы животных, продолжительность хранения отходов.
Для оптимизации расчета и выбора необходимого оборудования линии уборки целесообразно использовать программы ЭВМ [5], [6]. При этом в соответствии с принятой методикой при проектировании линии уборки расчетным путем определяются производительность поточной линии, продолжительность работы механических навозоуборочных средств. Кроме того, рассчитываются число включений транспортеров в сутки, вместимость каналов, потребная подача скребковых транспортеров, фактическая подача, число транспортеров для уборки животноводческих помещений и площадь хранилища.
Исходные данные для расчета линии уборки и листинг программы сведем в таблицы 1 и 2.
Таблица 1.
Исходные данные к расчету.
Таблица 2.
Листинг программы - Excel.
A B С
48 Суточный выход жидкого отходов от одного животного, кг/сут. =C7+C9+C10
49 Продолжительность работы транспортера в сутки,ч =D35*D30
50 Продолжительность одного цикла удаления, ч =C16/(3600*C13)
51 Производительность поточной линии, т/ч =(D28*C6)/(1000*D29)
52 Суточный выход отходов, м3 =(D28*C6)/(1000*C14)
53 Вместимость канала, м3 =C17*C18*D34 *C14*C19
54 Длина канала, м =3*C16/4
55 Число включений транспортера в сутки =D32/D33
56 Потребная подача скребкового транспортера, т/ч =D31/D35
57 Фактическая подача скребкового транспортера, т/ч =3600*C11*C12 *C13*C14*C15
58 Число транспортеров для уборки отходов, шт. =D36/D37
59 Площадь хранилища, м2 =(D32*C21)/ (C20*C14)
В современных условиях развития сельскохозяйственного производства, и в том числе животноводства, необходимы современные технологии и технические средства, учитывающие многообразие форм хозяйствования, обеспечивающие эффективное использование материальных и энергетических ресурсов, рациональное применение машин и оборудования, обеспечивающих повышение рентабельности [7]. Выполнение расчетов проектных работ с использованием предлагаемой программы обеспечивает повышение эффективности линии уборки биологических отходов из животноводческих помещений и позволяет оптимизировать марочный и количественный состав оборудования.
А B С
№ Наименование Значение
1 Обслуживаемое поголовье 187
2 Суточный выход экскрементов от одного животного, кг 32
3 Количество технологической воды в расчете на одно животное в сутки, кг 2
4 Количество смывной воды на одно животное в сутки, кг 0
5 Длина скребка, м 0,3
6 Высота скребка, м 0,06
7 Скорость движения транспортера, м/с 0,18
8 Плотность, т/м3 0,78
9 Коэффициент заполнения межскребкового пространства 0,6
10 Длина транспортера, м 150
11 Высота канала для транспортирования отходов, м 0,18
12 Ширина канала, м 0,35
13 Коэффициент заполнения канала 0,5
14 Высота укладки штабеля, м 2
15 Продолжительность хранения, сут. 103
ЛИТЕРАТУРА
1. Сторожук, Т.А. Устройство для обеззараживания навозных стоков / Т.А. Сторожук, А.Л. Кулакова, И.А. Потапенко, Ю.С. Сторожук// Патент на изобретение RU 2208922 С1, 27.07.2003. Заявка № 2002102401/13 от 25.01.2002.
2. Сторожук, Т.А. Устройство для обеззараживания навозных стоков / Т.А. Сторожук, И.А. Потапенко, С.В. Сторожук, Н.В. Когденко// Патент на изобретение RU 2197805 С2, 10.02.2003. Заявка № 2000124654/13 от 27.09.2000.
3. Сторожук, Т.А. Экологическая безопасность при обеспечении микроклимата на животноводческих фермах [Текст] // Чрезвычайные ситуации: промышленная и экологическая безопасность. 2019. № 2 (38). С. 74-78.
4. Сторожук, Т.А. Обоснование технологической линии микроклимата для телят в условиях малых ферм [Текст] /В.В. Курочкин, Т.А. Сторожук // В сборнике: Научное обеспечение агропромышленного комплекса. Сборник статей по материалам 74-й научно-практической конференции студентов по итогам НИР за 2018 год. Ответственный за выпуск А. Г. Кощаев. 2019. С. 347-349.
5. Сторожук, Т.А. Программное обеспечение для проектирования линии гидравлической уборки навоза [Текст] // Эффективное животноводство, 2016, № 6 (127), с.24-25.
6. Сторожук, Т.А. Определение эффективности приготовления кормов с использованием ЭВМ [Текст] / Т.А. Сторожук, М. С. Варфоломеев// В сборнике: Инновационная деятельность в модернизации АПК. Материалы Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых: в 3 частях. 2017. С. 364-366.
7. Туманова, М.И. К вопросу обоснования конструктивно-режимных характеристик дискового рабочего органа, оснащенного режущими сегментами / М.И. Туманова // Вестник аграрной науки Дона. - 2018. - № 41. - С. 65-70.
