CC BY
106
Так как в нашей стране не налажено использование такого топлива, то целесообразно в ближайшие годы продавать топливные брикеты за рубеж, где рынок топливных брикетов растет быстрыми темпами. В Швеции, например, принята программа, согласно которой до 2015 г. вся энергетика страны должна перейти с мазута и угля на экологическое топливо - дрова и пилеты. Уровень рентабельности производства брикетов достигает 60%.
По такой технологии на вышеприведенном оборудовании можно приготовить сенную муку для балансирования рационов каротином. В прежние годы недостаток в рационе животных протеина и витаминов покрывался за счет использования белково-витаминной муки, приготовленной из искусственно высушенных трав на агрегатах семейства АВМ. В настоящее время практически во всех хозяйствах мука из трав искусственной сушки не производится вследствие высокой стоимости энергоносителей.
В современных условиях дефицит каротина можно восполнить путем производства сенной муки из прессованной и частично обезвоженной в поле до 30-40% влажности массы с последующей досушкой
ее воздухом на вентиляционных установках в хранилищах или под навесами. Сено, измельченное в муку, отсасывается вентилятором в циклон, откуда оно через дозатор и шнек с окнами затаривается в мешки.
Производство сенной муки в сравнении с производством травяной муки в условиях сегодняшних цен на энергетические ресурсы позволяет снизить эксплуатационные затраты на производство одного килограмма каротина и себестоимость его на 55,3%, уменьшить затраты на энергоресурсы в 4,5 раза, сэкономить капвложения при внедрении альтернативной технологии и оборудования для производства 500 тонн сенной муки более 4 млн рублей.
Для реализации вышеприведенных технологий в ближайшие годы необходимо провести НИОКР по расширению функциональных возможностей ранее разработанного универсального измельчителя стебельчатых кормов в тюках, рулонах любых размеров и созданию линий отбора и затаривания готового продукта.
СКНИИМЭСХ рассчитывает на совместную реализацию данных инновационных проектов со всеми заинтересованными организациями.
Сведения об авторе
Тищенко Михаил Андреевич - д-р техн. наук, заведующий лабораторией механизации мясного животноводства Северо-Кавказского научно-исследовательского института механизации и электрификации сельского хозяйства Россельхозакадемии (г. Зерноград). Тел. 8(86359) 42-9-89.
Information about the author Tishchenko Mkhail Andreevich - Doctor of Technical Sciences, chief of the live-stock farming laboratoty, North Caucasian Scientific Research Institute of Mechanization and Electrification of Agriculture (Zernograd). Phone: 8(86359)42-9-89.
УДК 658.589:637.12
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ МОДЕРНИЗАЦИИ ДОЕНИЯ КОРОВ
© 2011 г. И.К. Винников
Реализация только автоматизированных и роботизированных доильных систем, разработанных в ГНУ СКНИИМЭСХ, обеспечивает в сравнении с зарубежными высокую производительность процесса доения коров, стабилизацию и увеличение продуктивности коров, снижение полезной площади строений в 4 раза.
Ключевые слова: доение коров, производительность, продуктивность коровы, модернизация, молочное скотоводство, машинное доение.
Realization of the automated and robotizated milking systems working out in the North-Caucasian Research Institute of Mechanization and Electrification of Agriculture (Zernograd) ensures high productivity of the cow-milking process, stabilization and increasing of the cow productivity, lowering of the useful area in 4 times in comparison with foreign milking systems.
Key words: cow-milking, productivity, cow productivity, modernization; milk cattle-breeding, machine milking.
Молочное скотоводство является самой сложной отраслью производства продукции животноводства, требующей устойчивой кормовой базы, комфортной среды обитания животных, особого внимания и заботы о них обслуживающего персонала. В западноевропейских странах и в США технологии и средства производства молока прошли эволюционный путь развития от личных, фермерских, средних и крупных молочных хозяйств до современных крупных механизированных и автоматизированных молочных ферм и комплексов с современными информационными технологиями и отселекционированным по продуктивности и функциональным свойствам вымени поголовьем.
В России же наиболее благоприятные условия для развития молочного скотоводства складывались только после отмены крепостного права (1861 г.) и продолжались до 1913 года. За этот исторически короткий период были созданы крестьянские молочные хозяйства, которые обеспечили России мировое лидерство по объемам производства молока, которое в результате гражданской и двух мировых войн было утрачено. Мировое лидерство страны было восстановлено только через 75 лет, к 1990 г. (произведено 108,7 млн т молока) за счет общественного поголовья.
В отличие от стран ЕС и США, в России преобладает наиболее регрессивный, привязный способ содержания коров (95%) и отсталые технологии доения (ручное -34% и машинное доение в ведра - 44%).
Продуктивность коровы и качество молока зависит от многих факторов, в том числе от качества и полноты молоковыве-дения. Идеальной системой молоковыве-дения является естественная биологическая система «корова-теленок». Основной ее
«недостаток» - быстрое насыщение теленка, что не способствует росту продуктивности коровы. Определенный рост продуктивности животных обеспечило ручное доение, но в массе своей полнота выдаивания ограничивается усталостью рук доярки в наиболее тяжелой заключительной фазе молоковыведения. «Ненасытный» и «не знающий усталости» обычный доильный аппарат обеспечивает полноту выдаивания, но в заключительной фазе доения из-за передержек, которых почти невозможно избежать, возникает «сухое доение», вызывающее у коров болевые ощущения, кро-водои, массовые маститные заболевания, снижение продуктивности, качества молока и преждевременный запуск коров.
В машинном доении только автоматизированные и роботизированные доильные системы с обратными связями лишены указанных выше недостатков и способны обеспечить точность выполнения технологического процесса, максимальный рост продуктивности коров и высокое качество производства молока. Это подтверждают западные страны высокой культуры производства молока, широко использующие автоматизацию и роботизацию доения и удвоившие в последние годы продуктивность коров, доведя ее до 8-12 тыс. кг в год, что в 2-3 раза выше чем в России.
Чтобы вывести отечественную отрасль производства молока на международный уровень, необходимо осуществить комплексную автоматизацию доения, включающую мониторинг молочного стада, максимально учитывая требования будущих преемников - доильных роботов, российские климатические условия, особенности содержания, доения и кормления коров.
В настоящее время в мире работает уже больше 10 тысяч роботов, в России -8 комплектов. Стоимость современных доильных роботов пока очень высока и достигает 200 тыс. долларов США, при обслуживаемом поголовье в группах 50-90 коров с продуктивностью не ниже 7-8 тыс. кг молока на корову в год. При современном состоянии отечественной отрасли производства молока, когда средняя продуктивность коров составляет около 4000 кг, а эмбриогенетика и селекционно-племенная работа со стадом значительно отстали от мирового уровня, широкое использование доильных роботов на дорогостоящем (до 100 тыс. руб./гол.) покупном импортном поголовье не может быть эффективным [1].
В связи с ростом цен на энергоносители и финансово-экономическим кризисом в последнее время во всех странах наблюдается рост уровня пастбищного содержания коров: в России - 100% (было 80%), в странах ЕС - 80%, в США - 70%. При этом в странах ЕС продуктивность коров достигает 8-10 тыс. кг на голову в год. Это позволяет сделать вывод, что правильно организованное пастбищное содержание на прифермских культурных пастбищах не снижает продуктивности коров. Поэтому необходимо продолжать работы по созданию прифермских культурных пастбищ и развитию машинного доения и для пастбищного содержания коров.
Известно, что одним из непременных условий научно-технического прогресса является соответствие накопленного опыта масштабу новизны. К сожалению, опыт автоматизации и роботизации доения в нашей стране еще недостаточен. Во многих хозяйствах полагают, что приобретение импортных машин и оборудования позволит перевести производство молока с одной качественной ступени на другую. Однако это не так. Только при достаточно глубоком обосновании и должной технологической подготовке отрасли производства молока, создании необходимых условий функционирования и накопленного опыта эксплуатации новых технологий и комплексов технических средств можно получить желаемые результаты.
В связи с суровыми климатическими условиями, низкой культурой производства и продуктивностью коров и другими, указанными выше особенностями производства молока, доильные залы не давали, не дают и не дадут существенных преимуществ отечественному производителю перед традиционным доением коров в стойлах и на пастбищах. В России они бесперспективны. Исключение составляют доильные роботы, которые приходят на смену станочным доильным установкам и в перспективе, после отработки технологии и повышения надежности позволят организовать «безлюдные» круглосуточные технологии производства молока, при которых организация рабочего дня дояра приблизится к нормальной, когда рабочий день будет начинаться не с 4-х часов, а с 8-ми, или, в крайнем случае, с 7-ми часов утра. Такая организация производства сделает труд животновода более привлекательным и для молодежи [1].
На основе проведенных ранее исследований [1, 2] и в соответствии с изложенным выше в настоящее время основными направлениями автоматизации и модернизации доения являются (рис. 1):
• модернизация серийных автоматизированных вакуумными пневматическими средствами станочных доильных установок для беспривязного содержания коров УДА-8 типа «Тандем» и УДА-16 «Елочка» на базе автоматизированного пневматическими средствами созданного в СКНИИМЭСХ двухрежимного двух-трехтактного доильного аппарата АДД-2/3;
• автоматизация доения коров непосредственно в стойлах путем модернизации стойловых доильных установок типов АД-100 и ДАС-2 на базе двухрежимного двух-трехтактного автоматизированного доильного аппарата АДД-2/3 с использованием стойловых модулей-носителей МСД-1 и МСД-2 с одним и двумя аппаратами соответственно и стойлового автоматизированного доильного агрегата с нижним расположением молокопровода;
• автоматизация доения коров в летних лагерях и на пастбищах на базе созданного в СКНИИМЭСХ типоразмерного
ряда автоматизированных доильных установок типа УДА-У с параллельно-проходными станками (типа УДС-3).
Серийные отечественные автоматизированные доильные установки УДА-8 типа «Тандем» и УДА-16 «Елочка» предназначены для доения коров при беспривязном их содержании, освоены с долевым участием ВНИПТИМЭСХ заводом «Кургансельмаш», выпускаются серийно с 1980 г.
В первые годы после освоения объем производства составлял по 500 шт. в год. В связи с тем, что кампания сплошной
УДА-16 типа «Елочка»
индустриализации молочного скотоводства 1980-90 гг. провалилась, поголовье коров крупных молочных ферм и комплексов, для которых создавались автоматизированные установки, было переведено на привязное содержание, а в последние годы появилась еще и конкуренция современного импортного доильного оборудования, поэтому отечественные, уже морально устаревшие установки УДА-8А и УДА-16А,
в настоящее время поставляются заводом «Кургансельмаш» только по индивидуальным заказам.
Носители автоматизированных аппаратов
УДА-8 типа «Тандем»
Обеспечит: высокое качество процесса доения, исключается «сухое доение», снижаются маститные заболевания, повышаются производительность труда доярок в 1,5-2 раза качество молока, продуктивность и продуктивный срок службы коров
Параллельно-проходная типа УДС-3
типов АД-100, ДАС-2 (стойла)
Рис. 1. Модернизация и автоматизация доильных установок всех типов
Производительность доильных установок УДА-8 типа «Тандем» - 60-70, УДА-16 типа «Елочка» - 70-80 короводоек в час.
Количество технологических линий определяется пропускной способностью установки, величиной обслуживаемого стада и продолжительностью смены. Установка УДА-8 обычно обслуживает стадо от 200 до 400 коров, УДА-16 - 400-600 голов.
Разработчики: ГСКБ по комплексу машин для ферм крупного рогатого скота (ГСКБ, г. Рига (СССР)) и ВНИПТИМЭСХ.
Модернизация установок УДА-8 и УДА-16 назрела давно, но она не осуществлялась в связи с тем, что ГСКБ (г. Рига) после распада СССР оказалось в дру-
гой стране. Основной узел автоматизированных доильных установок - манипулятор доильный, фермский МД-Ф-1 - это громоздкий стационарный вакуумный пневматический агрегат, разработан по образцу и подобию руки и выполняет те же функции, что и рука доярки: подводит и отводит аппарат, периодически оттягивает доильные стаканы для машинного додаивания коров в конце доения. Он может работать только на стационарных станочных доильных установках разных типов при беспривязном содержании коров, которое охватывает всего около 5% поголовья. Остальные 95% поголовья содержатся зимой на привязи в стойлах коровников, а летом - на пастбищах. Для этих способов
содержания и доения коров манипулятор МД-Ф-1 не пригоден. Для модернизации и комплексной автоматизации доения нужен универсальный автоматизированный безрычажный доильный аппарат-манипулятор, который разработал СКНИИМЭСХ.
В настоящее время в СКНИИМЭСХ ведутся работы по созданию на базе двух-станочного доильного модуля УДА-У-2
доильного робота «Паррус» («Параллель русская») [1]. Концепция роботизации доения коров в России представлена на рисунке 2.
Каждая из зарубежных роботизированных доильных систем имеет свои конструктивные отличия, но общим для всех является то, что они реализованы на базе проходных доильных станков типа «тандем».
«ПАРАЛЛЕЛЬ РУССКАЯ»
а б в
Рис. 2. К концепции роботизации доения коров в России: а - традиционная схема; б - параллельное размещение станков «тандем»;
в - предлагаемая схема
Из анализа рисунка 2 видно, что выбор технологической схемы и типа станков для доильных роботов, выпускаемых западными фирмами (вариант а), недостаточно обоснован и поэтому не оптимален, так как в предлагаемом варианте (в), выполненном в одинаковом масштабе, занимаемая роботом полезная площадь почти в 4 раза меньше. Здесь не требуется устройство траншеи для обслуживания робота, не нужен транспортер для подачи комбикормов в кормушки из бункера, рука робота работает без перемещений от станка к станку. Это дает возможность роботу обслуживать одновременно пару коров в смежных станках. Попарная подготовка коров в СКНИИМЭСХ отработана. Она позволяет вдвое сократить время подготовительных операций, существенно повы-
сить их коэффициент технологической надежности и обеспечить при этом условия для активного припуска молока к началу молоковыведения. Поэтому отечественный доильный робот должен быть двуруким: одна рука - для выполнения подготовительных операций, другая - для отыскания сосков и надевания доильных стаканов. В процессе доения она же предотвратит спадание доильных стаканов с сосков вымени коров.
В отличие от варианта (а), в варианте (в) входящее животное сразу видит свободный доильный станок и корм-приманку в кормушке, что значительно облегчает приучение коров к доению в параллельно-проходных станках. Фиксация и предварительное позиционирование животного в станке осуществляется сзади простейшим
устройством - дугой, которая может автоматически поворачиваться из вертикального верхнего в нижнее положение и обратно и фиксироваться в любой заданной точке поворота. В крайних нижнем и верхнем положениях длина секции (модуля) сокращается на длину дуги (0,9 м) с 2,5 м до 1,6 м, что облегчает размещение, обслуживание, хранение и транспортирование модуля в легком, малогабаритном вагончике или в контейнере.
Двухстаночный доильный модуль с параллельно-проходными станками монтируется на раме с полозьями как жесткая сборная трубчатая конструкция. Масса модуля 360 кг. Он легко перетаскивается по земле или перевозится в вагончике (в контейнере). Стоимость технологического и станочного оборудования такого робота будет дешевле зарубежного аналога со станками типа «тандем» минимум на порядок.
При снижении стоимости станочного и технологического оборудования разрабаты-
ваемого в СКНИИМЭСХ доильного робота «Паррус» до 12,0 тыс. долларов США и серийном производстве комплектующих выпускаемых ныне доильных роботов срок окупаемости при продуктивности коров 4,06,0 тыс. кг молока в год составит 5-7 лет соответственно.
Даже исходя из этого краткого анализа преимущества параллельно-проходных станков «Паррус» в роботах перед станками типа «тандем» очевидны.
Литература
1. Винников, И.К. Автоматизация и роботизация доения коров в параллельно-проходных станках // Техника в сельском хозяйстве. - 2009. - № 4. - С. 12-15.
2. Винников, И.К. Технологии, системы и установки для комплексной механизации и автоматизации доения коров /И.К. Винни-ков, О.Б. Забродина, Л.П. Кормановский/ РАСХН. - Зерноград, 2001. - 354 с.
Сведения об авторе
Винников Иван Кириллович - д-р техн. наук, заведующий лабораторией механизации молочного скотоводства Северо-Кавказского научно-исследовательского института механизации и электрификации сельского хозяйства Россельхозакадемии (г. Зерноград). Тел. 8(86359)42-2-80.
Information about the author Vinnikov Ivan Kirillovich - Doctor of Technical Science, chief of the milky cattle-breading laboratory of the cattle-breading mechanization department, North Caucasian Scientific Research Institute of Mechanization and Electrification of Agriculture (Zernograd). Phone: 8(86359)42-2-80.
УДК 633:631.171
ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ «АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И СОСТАВОВ ТЕХНИЧЕСКИХ
СРЕДСТВ РАСТЕНИЕВОДСТВА» ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАСТЕНИЕВОДСТВА ЮГА РОССИИ
© 2011 г. А.П. Кушнарев
Внедрение совершенных методов оптимизации структурного состава МТП позволяет обеспечить создание организационно-экономического механизма реализации инновационных процессов в сельскохозяйственном производстве.
Ключевые слова: растениеводство, машинно-тракторный парк, технологические карты, эксплуатация техники, экономическая эффективность.
