CC BY
6
05.20.01 УДК 631.3
DOI: 10.24412/2227-9407-2021-8-33-43
Оценка биоэнергетической эффективности разработанной установки для приготовления жидких кормовых смесей
П. Н. Солонщиков
Вятский ГАТУ, г. Киров, Российская Федерация * solon-pavel@yandex.ru
Аннотация
Введение. Основной задачей энергетического анализа в широком смысле слова является изучение, количественная оценка, оптимизация потоков энергии и управление ими в агросистемах и животноводстве с целью создания таких методов ведения хозяйства, которые бы обеспечили: максимальное использование биологическими средствами производства естественных ресурсов, веществ и энергии для достижения постоянного и устойчивого роста продуктивности сельскохозяйственного производства и животноводства; охрану окружающей среды от разрушения и загрязнения, сохранения качества воды, воздуха и продуктов питания в пределах, безопасных для здоровья людей (то есть создание благоприятной экологической обстановки). Одной из задач является разработка ресурсоэнергосберегающих технологий производства продовольственного сырья и кормов и их массовое освоение. При получении продовольственных ресурсов и кормов используют различные виды сырья и материалов, машин и оборудования, зданий и сооружений и так далее. Все это характеризуется определенной энергоемкостью, выраженной затратами энергии на их получение, транспортировку, обслуживание, ремонт, хранение и далее. Полные удельные энергозатраты рассматриваемой технологии (процесса) определяют суммированием энергозатрат на каждой технологической операции. Животноводческая ферма, как энергетическая система, является крупным энергопотребителем. Принцип энергетических подходов применим к ней, как и к другой любой системе. Поэтому выбор системы механизации, электрификации и автоматизации в животноводстве, с последующей оценкой результатов деятельности фермы в целом, осуществим с помощью применения энергетических показателей. Энергетический анализ является дополнительным методом для обоснования и выбора энергоресурсосберегающих технологий. Он позволяет оценить эффективность функционирования отраслей животноводства, обосновывает целесообразность или нецелесообразность применения отдельных мероприятий или приемов при производстве продукции. Любая технология, будь это выращивание животных или получение конечных видов продукции при известных затратах в вещественном выражении (кг топлива, удобрения и другое), должна определяться на основе энергетических эквивалентов каждого вида затрат. Энергетический эквивалент - это величина, полученная суммированием использованных энергоресурсов на каждом этапе производства, хранения, транспортировки единицы каждого вида вещественных затрат (кг удобрений, стройматериалов и другие). При этом учитываются затраты энергии на производство удобрений, техники, строительных конструкций, энергоносителя (уголь, газ, бензин, дизельное топливо) и многое другое. Энергоемкость производства продукции предлагается оценивать отношением суммарных затрат во всех звеньях хозяйства к энергосодержанию конечной продукции, то есть к заключенной в продукции энергии.
Материалы и методы. Всякая экономия в конечном счете сводится к экономии времени, ибо первым экономическим законом при коллективном производстве является общий закон экономии времени. Экономия же рабочего времени связана с ростом энерговооруженности и энергопотребления, как раз в настоящее время рост производства продуктов питания в значительной мере связан с ростом энерговооруженности и ростом потребления топлива и энергии. В связи с этим фермы становятся одним из крупных энергопотребителей. Динамика изменения суммарного расхода энергии в развитых странах показывает, что разность в затратах энергии и ее воспроизводством в продуктах питания постоянно растет, а биоэнергетический коэффициент полезного действия (КПД) падает.
© Солонщиков П. Н., 2021
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License. The content is available under Creative Commons Attribution 4.0 License.
Результаты и обсуждение. Анализируя полученные данные, видно, что по мере увеличения поголовья животных коэффициент биоэнергетической эффективности будет увеличиваться, так как Евых прямо пропорционально зависит от числа поголовья. А значение Евх соответственно держится на одном уровне, так как зависит от технической характеристики установок. Все показатели коэффициента биоэнергетической эффективности имеют большее значение для опытной установки. При этом отличие составляет от прототипов соответственно от СВ-10 в 3 раза (70 %), а от П8-ОРД-М в 1,5 раза (32 %). Таким образом разработанная установка позволит увеличить экономический эффект по сравнению с прототипами.
Заключение. Разработанная экспериментальная установка позволяет выполнить операции по приготовлению жидких кормовых смесей для различных видов животных. С учетом численности поголовья для разных групп животных биоэнергетический коэффициент полезного действия в среднем составляет: Б = 2,66 - телки старше 2 лет, Б = 0,05 - бычки старше 2 лет, Б = 0,07 - бычки до 1 года, Б = 5,43 - хряки-производители, Б = 4,63 -свиноматки, Б = 0,33 - поросята-сосуны, Б = 2,97 - поросята-отъемыши, Б = 5,30 - откормочное поголовье поросят, Б = 0,83 - ремонтный молодняк и Б = 0,08 - овцематки.
Ключевые слова: биоэнергетический коэффициент, животные, затраты, потребность, продукт, производство, средства, эквивалент, энергия, энергосодержание.
Для цитирования: Солонщиков П. Н. Оценка биоэнергетической эффективности разработанной установки для приготовления жидких кормовых смесей // Вестник НГИЭИ. 2021. № 8 (123). С. 33-43. DOI: 10.24412/2227-9407-2021-8-33-43
Evaluation of the bioenergetic efficiency of the developed installation for the preparation of liquid feed mixtures
P. N. Solonshchikov
Vyatka State Agrotechnological University, Kirov, Russian Federation solon-pavel@yandex. ru
Abstract
Introduction. The main task of energy analysis in the broadest sense of the word is the study, quantitative assessment, optimization of energy flows and their management in agricultural systems and animal husbandry in order to create such farming methods that would ensure: the maximum use of biological means of production of natural resources, substances and energy for achieving constant and sustainable growth in agricultural and livestock productivity; protecting the environment from destruction and pollution, preserving the quality of water, air and food within the limits that are safe for human health (that is, creating a favorable ecological environment). One of the tasks is the development of resource-saving technologies for the production of food raw materials and feed and their mass development. When obtaining food resources and feed, various types of raw materials and materials, machinery and equipment, buildings and structures, and so on are used. All this is characterized by a certain energy capacity, expressed by the cost of energy for their receipt, transportation, maintenance, repair, storage, and so on. The total specific energy consumption of the technology (process) under consideration is determined by summing up the energy consumption at each technological operation. The livestock farm, as an energy system, is a large energy consumer. The principle of energy approaches is applicable to it, as to any other system. Therefore, when choosing a system of mechanization, electrification and automation in animal husbandry, with the subsequent assessment of the results of the farm as a whole, it is feasible using energy indicators. Energy analysis is an additional method to justify and select energy saving technologies. It allows you to assess the efficiency of the functioning of the branches of animal husbandry, substantiates the expediency or inexpediency of the use of certain measures or techniques in the production of products. Any technology, whether it is raising animals or obtaining final types of products at known costs in real terms (kg of fuel, fertilizers, etc.) should be determined on the basis of energy equivalents for each type of costs. The energy equivalent is the value obtained by summing up the energy resources used at each stage of production, storage, transportation of a unit of each type of material costs (kg of fertilizers, building materials, and others). This takes into account the energy consumption for the production of fertilizers, machinery, building structures, energy carriers (coal, gas, gasoline, diesel fuel) and much more. It is proposed to estimate the energy capacity of production by the ratio of total costs in all links of the economy to the energy content of the final product, that is, to the energy contained in the product.
Materials and methods. Any economy ultimately boils down to saving time, because the first economic law in collective production is the general law of saving time. Saving working time is associated with an increase in power supply and energy consumption, just now the growth in food production is largely associated with an increase in power supply and an increase in fuel and energy consumption. In this regard, farms are becoming one of the largest energy consumers. The dynamics of changes in the total energy consumption in developed countries shows that the difference in energy consumption and its reproduction in food is constantly growing, and the bioenergy coefficient of performance (COP) is falling.
Results and discussion. Analyzing the data obtained, it can be seen that as the number of animals increases, the coefficient of bioenergetic efficiency will increase, since Evykh is directly proportional to the number of livestock. And the value of Eux, respectively, is kept at the same level, since it depends on the technical characteristics of the installations. All indicators of the coefficient of bioenergy efficiency are of greater importance for the pilot plant. At the same time, the difference from prototypes, respectively, from SV-10 is 3 times (70 %), and from P8-ORD-M, 1.5 times (32 %). Thus, the developed installation will increase the economic efficiency in comparison with prototypes. Conclusion. The developed experimental setup makes it possible to carry out operations for the preparation of liquid feed mixtures for various types of animals. Taking into account the number of livestock for different groups of animals, the bioenergetic efficiency is on average: B = 2.66 - heifers over 2 years old, B = 0.05 - bulls over 2 years old, B = 0.07 - bulls up to 1 year old, B = 5.43 sires, B = 4.63 - sows, B = 0.33 -- suckling pigs, B = 2.97 - weaned pigs, B = 5.30 - fattening piglets, B = 0.83 - replacement young and B = 0.08 - ewes.
Keywords: means, production, equivalent, energy, bioenergy coefficient, animals, demand, energy content, product, costs.
For citation: Solonshchikov P. N. Evaluation of the bioenergetic efficiency of the developed installation for the preparation of liquid feed mixtures // Bulletin NGIEI. 2021. № 8 (123). P. 33-43. (In Russ.). DOI: 10.24412/2227-94072021-8-33-43
Введение
Основной задачей энергетического анализа в широком смысле слова является изучение, количественная оценка, оптимизация потоков энергии и управление ими в агросистемах и животноводстве с целью создания таких методов ведения хозяйства, которые бы обеспечили [1, а 37; 2, с. 15; 3, с. 25; 19, с. 29; 21, с. 37]:
- максимальное использование биологическими средствами производства естественных ресурсов, веществ и энергии для достижения постоянного и устойчивого роста продуктивности сельскохозяйственного производства и животноводства;
- охрану окружающей среды от разрушения и загрязнения, сохранения качества воды, воздуха и продуктов питания в пределах, безопасных для здоровья людей (то есть создание благоприятной экологической обстановки).
Одной из задач является разработка ресурсо-энергосберегающих технологий производства продовольственного сырья и кормов и их массовое освоение.
При получении продовольственных ресурсов и кормов используют различные виды сырья и материалов, машин и оборудования, зданий и сооружений и так далее. Все это характеризуется определенной энергоемкостью, выраженной затратами
энергии на их получение, транспортировку, обслуживание, ремонт, хранение и далее. Полные удельные энергозатраты рассматриваемой технологии (процесса) определяют суммированием энергозатрат на каждой технологической операции.
Животноводческая ферма, как энергетическая система, является крупным энергопотребителем. Принцип энергетических подходов применим к ней, как и к другой любой системе. Поэтому выбор системы механизации, электрификации и автоматизации в животноводстве, с последующей оценкой результатов деятельности фермы в целом, осуществим с помощью применения энергетических показателей.
Энергетический анализ является дополнительным методом для обоснования и выбора энергоресурсосберегающих технологий. Он позволяет оценить эффективность функционирования отраслей животноводства, обосновывает целесообразность или нецелесообразность применения отдельных мероприятий или приемов при производстве продукции.
Любая технология, будь это выращивание животных или получение конечных видов продукции при известных затратах в вещественном выражении (кг топлива, удобрения и другое), должна определяться на основе энергетических эквивалентов каждого вида затрат.
Энергетический эквивалент - это величина, полученная суммированием использованных энергоресурсов на каждом этапе производства, хранения, транспортировки единицы каждого вида вещественных затрат (кг удобрений, стройматериалов и другие). При этом учитываются затраты энергии на производство удобрений, техники, строительных конструкций, энергоносителя (уголь, газ, бензин, дизельное топливо) и многое другое.
Энергоемкость производства продукции предлагается оценивать отношением суммарных затрат во всех звеньях хозяйства к энергосодержанию конечной продукции, то есть к заключенной в продукции энергии [3, с. 583].
Методика исследований
На рисунке 1 условно представлен энергетический баланс на ферме и потоки энергии. Любая стрелка (рисунок 1) - это материальные потоки различных видов, но каждый из них сопровождается потоком энергии, которые сходятся в один узел и таким образом взаимодействуют друг с другом в процессе производства продуктов питания. Если каждый поток выразить в собственных единицах измерения, например, запас питательных веществ в центнерах, энергию из внешнего источника (солнечную) в кДж, поток денег в рублях, поток продуктов питания в килограммах или тоннах и далее, то оценивать все эти потоки будет трудно. Однако, если все эти материальные потоки выразить в одних и тех же единицах измерения (например, в кДж), то потоки будут сравнимы. Тогда сумма потоков на «входе» должна быть равна сумме потоков на «выходе» (в идеальном случае или с учетом потерь) [18, с. 25].
Рассматривая ферму как крупный объект энергопотребления и ее воспроизводства в продуктах питания, можно увидеть и убедиться: в каких звеньях технологии расхода энергии и ее воспроизводства можно получить экономический эффект, то есть увеличить биоэнергетический коэффициент полезного действия (КПД).
В последние годы уделяется большое внимание энергетическому анализу существующих и перспективных машинных технологий. Такой анализ служит дополнительным методом выбора и обоснования энергосберегающих технологий, вскрывает низкую эффективность энергетического функционирования некоторых отраслей сельского хозяйства,
указывает на целесообразность применения мероприятий и приемов при производстве продуктов питания. Широкое развитие получил метод оценки энергоемкости конечных видов сельскохозяйственной продукции, необходимой для питания человека [5, с. 25; 6, с. 55; 7, с. 38].
При этом учитываются затраты энергии на производство удобрений, техники, строительных конструкций, энергоносителей (уголь, газ, дизельное топливо, бензин).
Энергоемкость производства продукции принято оценивать отношением суммарных затрат энергии во всех звеньях хозяйства к энергосодержанию конечной продукции (то есть к заключенной в продукции энергии) [12, с. 56; 13, с. 65; 14, с. 38; 20, с. 420].
Энергетический анализ дает представление о затратах энергии как одной из физических категорий, необходимых для данного производства.
Затраты энергии в сельском хозяйстве делятся на прямые и косвенные. Под прямыми, легко поддающимися расчету, подразумевают затраты, непосредственно связанные с выполнением работ. К ним относятся расход жидких энергоносителей (бензин, дизельное топливо) тракторами, автомобилями, стационарными машинами и далее, а также затраты электрической энергии для привода машин, расход угля, газа, торфа, дров и далее.
К косвенным затратам (овеществленным) относятся энергозатраты на изготовление, хранение, транспортировку машин и орудий, средств химизации, стройматериалов для зданий, ферм, складов и далее. В косвенные энергозатраты входит также энергия, расходуемая на добычу, переработку и транспортировку самих потребителей: нефти, газа, угля и далее.
Энергоемкость технологий выращивания животных при известных затратах в вещественном выражении (килограммы топлива, корма и далее) определяется на основе энергетических эквивалентов каждого вида затрат.
Энергетический эквивалент прямых затрат состоит из суммы двух частей: калорийности (то есть энергии, выделяемой при сгорании единицы массы) и объема энергоносителя.
Общественное развитие требует всемерной экономии труда, материальных, топливо-энергетических и финансовых ресурсов.
Рис. 1. Условная схема энергетических потоков на ферме Fig. 1. Conditional diagram of energy flows on the farm Источник: составлено автором на основании [16, с. 18]
Материалы и методы
Всякая экономия в конечном счете сводится к экономии времени, ибо первым экономическим законом при коллективном производстве является общий закон экономии времени. Экономия же рабочего времени связана с ростом энерговооруженности и энергопотребления, как раз в настоящее время рост производства продуктов питания в значительной мере связан с ростом энерговооруженности и ростом потребления топлива и энергии. В связи с этим фермы становятся одним из крупных энергопотребителей. Динамика изменения суммарного расхода энергии в развитых странах показывает, что разность в затратах энергии и ее воспроизводством в продуктах питания постоянно растет, а биоэнергетический коэффициент полезного действия (КПД) падает.
Биоэнергетический коэффициент полезного действия (КПД) определяется по формуле:
Е
J^ _ вых
Е
(1)
где Евых - энергия, содержащаяся в производимых продуктах (зерно, солома, молоко, мясо и далее),
МДж; Евх - энергетический поток на входе (затраты энергии на здания, машины, электроэнергию и далее), МДж.
На практике увеличения Евых достигается за счет прямого насыщения технологических процессов энергетическими потоками, что ведет к снижению биоэнергетического КПД (Б).
Нетрудно видеть, что при Евх —> 0 имеем Евых— Е0, где Е0 - естественно получаемая энергия (МДж), то есть энергия продуктов стремится к естественно получаемой энергии (первобытный способ, когда за коровой не ухаживали, а только брали ее молоко).
При очень высоком значении Евх— да получим Евых— К, где К - предел роста выходной энергии и продуктов питания (урожайность, удой и далее).
Для различных хозяйств, для различных ферм и процессов величина биоэнергетического КПД (Б) может быть различной. В расчетах различных вариантов механизации (при постоянном значении остальных величин по другим процессам) можно воспользоваться данной методикой (хотя бы как рекомендательной, проверочной или ориентировочной).
Такой расчет пригоден при определении эффективности того или иного варианта по любому процессу (или машине, или технологии), в частности, когда другие показатели по процессам фиксируются на постоянных уровнях. В реальных условиях эксплуатации оборудования при комплексной механизации всех процессов необходимо просчитывать варианты по всем показателям (включая зда-
ния, сооружения, удобрения, корма и всё другое для конкретной технологии).
Расчёт будем производить по потребности заменителя цельного молока для молодняка животных. В таблице 1 представлена потребность в заменителе для различных видов животных в летний и зимний период.
Таблица 1. Потребность в заменителе цельного молока для различных видов животных для зимнего и летнего периодов
Table 1. Demand for whole milk replacer for various animal species for winter and summer periods
Вид животных и птицы / Период / Period
Species of animals and birds зимний / winter летний / summer
Телки старше 2 лет / Heifers over 2 years old Бычки / Gobies:
- старше 2 лет / over 2 years old
- до 1 года / up to 1 year Хряки-производители / Boars producers Свиноматки / Sows Поросята / Piglets:
- сосуны / soaps
- отъемыши / weaners Откормочное поголовье поросят / Fattening livestock of pigs Ремонтный молодняк / Replacement young growth Овцематки / Ewes
Источник: составлено на основании [8, с. 99]
4,80
0,04 0,05
0,40
0,35
0,03 0,35
0,60
0,60 0,14
4,0
0,04 0,05
0,60
0,50
0,03 0,15
0,30
0,50 0,06
Для сравнительной характеристики выберем смеситель СВ-10, П-8-ОРД-М, которые будем срав-
нивать с опытной установкой по патенту № 146974. Техническую характеристику представим в табл. 2.
Таблица 2. Техническая характеристика серийной установки и опытного образца Table 2. Technical characteristics of the serial installation and prototype
Показатель / Обозначение/ Числовые значения вариантов / Numerical values of variants
Indicator Designation CB-10 П8-ОРД-М опытная установка / pilot plant
Масса, кг / Weight, kg Пропускная способность, т/ч / Throughput, t/h
Установленная мощность, кВт / Installed power, kW Обслуживающий персонал, чел. / Service staff, people Суточная наработка, ч / Daily operating time, h Источник: составлено автором
G
Q
IN Л
T
1 м(сут)
260 10
18,5
55 15
5,5
50 8
2,2
1
6
1
1
6
6
Суточный расход каждого вида корма определяется в расчете на одну голову для половозрастной группы животных по формуле:
Осут = Чг • т} , (2)
где qi - количество суточной нормы /-го корма, кг; mj - количество голов на ферме}-й группы, гол.
Годовую потребность фермы в кормах каждого вида определяют по формуле:
О = О • Т • k + Q • Т • k, (3)
^год г ^сут.л л ^сут.з з ' V /
где QCyт.Jl и Qсyт.з - суточный расход кормов в летний и зимний периоды года, кг; к - коэффициент, учитывающий потери кормов во время хранения и транспортирования, к = 1,01 - для концентрированных кормов; Тл и Тз - продолжительность летнего и зимнего использования данного вида корма, Тл = 155 дней и Тз = 210 дней.
Энергосодержание всего полученного жидкого корма определим по формуле:
Евых Qгод Ээм , (4)
где Ээм - энергетический эквивалент; Ээм = 2,7 МДж/кг.
Суммарную входную энергию (энергетический поток на входе) определим по формуле:
Е = Е + Е + Е (5)
вх вх(тр.рес) вх(уст) вх(эл.э)~> У /
где Евх(тр.рес) - энергосодержание затрат человеческого труда, МДж;
(6)
Е = В • Э •
вх(тр.рес) год э(тр.рес) • Вгод = Тм(сут) ' Тг '
(7)
где Вгод - годовые затраты труда, чел. ч; Тм(сут) -время работы машины в течение суток, ч; Тг - количество дней работы машины в течение года, Тг = 365 дн.; Л - количество обслуживающего персонала, чел.
Энергосодержание затрат человеческих ресурсов определяется по формуле:
Евх(тр.рес) Вгод Ээ(тр.рес) , (8)
где Ээ(тр.рес) - энергетический эквивалент 1 чел.-ч обслуживающего персонала, Ээ(тр.рес) = 41,3 МДж/ч.
Энергоемкость оборудования (доильной установки) определяется по формуле
Евх(уст) = & • Ээ(уст) , (9)
где О - масса установки, кг; Ээ(уст) - энергетический эквивалент 1 кг в год смесительной установки, Ээ(уст) = 17 МДж/кг.
Расход электроэнергии на установке определяется по формуле:
Э = Т • Т • N П ГЛ
год.эл м.сут г сумм , (10)
где Шсумм - суммарная установленная мощность оборудования (машин), кВт;
Кумм = Пм • N , (11)
где Пм - количество машин по данной технологической операции, шт.; N - установленная мощность привода рабочих органов единичной машины, кВт.
Энергосодержание расходуемой электроэнергии по установке определяется по формуле:
Е = Э • Э (]?}
вх(эл.э) год.эл э(эл.э) , (12)
где Ээ(элэ) - энергетический эквивалент 1 кВт ч. электрической энергии; Ээ(элэ) = 8,7 МДж/кВтч. Результаты и обсуждение Произведем расчёты в такой последовательности. Для каждого вида животных будем выбирать поголовье, чтобы реально оценить изменения биоэнергетического коэффициента. Для этого сделаем таблицу 3, в которой отобразим все полученные данные.
Таблица 3. Результаты расчётов Table 3. Calculation results
Вид животных и птицы / Поголовье, голов / Биоэнергетический коэффициент / Bioenergy coefficient
Species of animals and birds Livestock, heads CB-10 П8-ОРД-М опытная установка / pilot plant
1 2 3 4 5
Телки старше 2 лет / Heifers over 2 years old
Бычки старше 2 лет / Gobies over 2 years old
100 150 200 250 300 100 150 200 250 300
0,99 1,49 1,98 2,48 2,98 0,01 0,01 0,02 0,02 0,03
2,26 3,39 4,53 5,66 6,79 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06
3,33 5,0 6,67 8,33 10,0 0,03 0,04 0,06 0,07 0,09
Окончание таблицы 3 / End of table 3
2
3
4
5
Бычки до 1 года / Gobies up to 1 year
100 150 200 250 300
0,01 0,02 0,02 0,03 0,03
0,03 0,04 0,05 0,06 0,08
0,04 0,06 0,07 0,09 0,11
1
Хряки-производители / Boars producers
500 0,54 1,23 1,81
1000 1,08 2,46 3,62
1500 1,62 3,69 5,44
2000 2,16 4,92 7,25
2500 2,70 6,15 9,06
500 0,46 1,05 1,55
1000 0,92 2,10 3,09
Свиноматки / 1500 1,38 3,15 4,64
S 2000 1,84 4,20 6,18
2500 2,30 5,25 7,73
Поросята-сосуны / Suckling pigs
500 0,03 0,08 0,11
1000 0,07 0,15 0,22
1500 0,10 0,23 0,34
2000 0,13 0,30 0,45
2500 0,17 0,38 0,56
Поросята-отъемыши / Weaning pigs
500 0,29
1000 0,59
1500 0,88
2000 1,18
2500 1,47
0,67 0,99
1,34 1,98
2,02 2,97
2,69 3,96
3,36 4,95
Откормочное поголовье поросят / Fattening livestock of pigs
500 0,53 1,20 1,77
1000 1,05 2,40 3,53
1500 1,58 3,60 5,30
2000 2,10 4,80 7,06
2500 2,63 5,99 8,83
Ремонтный молодняк / Replacement young growth
100 0,12
150 0,19
200 0,25
250 0,31
300 0,37
0,28 0,42
0,42 0,62
0,57 0,83
0,71 1,04
0,85 1,25
Овцематки / Ovcematki
25 0,01 0,01 0,02
50 0,01 0,03 0,04
100 0,02 0,05 0,08
150 0,04 0,08 0,12
200 0,05 0,11 0,16
Источник: составлено автором по расчётам по формулам (1___12)
Анализируя полученные данные (таблица 3), видно, что по мере увеличения поголовья животных коэффициент биоэнергетической эффективности будет увеличиваться, так как Евых прямо пропорционально зависит от числа поголовья. А значение Евх соответственно держится на одном уровне, так как зависит от технической характеристики установок.
Как видно по полученным данным (таблица 3), все показатели коэффициента биоэнергетической эффективности имеют большее значение для опыт-
ной установки. При этом отличие составляет от прототипов соответственно от СВ-10 в 3 раза (70 %), а от П8-ОРД-М в 1,5 раза (32 %). Таким образом разработанная установка позволит увеличить экономический эффект по сравнению с прототипами.
Заключение Разработанная экспериментальная установка позволяет выполнить операции по приготовлению жидких кормовых смесей для различных видов животных. С учетом численности поголовья для разных
групп животных биоэнергетический коэффициент полезного действия в среднем составляет: Б = 2,66 -телки старше 2 лет, Б = 0,05 - бычки старше 2 лет, Б = 0,07 - бычки до 1 года, Б = 5,43 - хряки-
производители, Б = 4,63 - свиноматки, Б = 0,33 - поросята-сосуны, Б = 2,97 - поросята-отъемыши, Б = 5,30 - откормочное поголовье поросят, Б = 0,83 -ремонтный молодняк и Б = 0,08 - овцематки.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Скоркин В. К. Молочные фермы сегодня и завтра // Вестник ВНИИМЖ. 2019. № 2 (34). С. 37-42.
2. Федоренко В. Ф., Мишуров Н. П., Маринченко Т. Е., Тихомиров А. И. Анализ состояния и перспективы улучшения генетического потенциала крупного рогатого скота молочных пород: науч. аналит. обзор. М. : ФГБНУ «Росинформагротех», 2019. 108 с.
3. Самарин Г. Н., Шилин В. А., Шилин Е. В. Особенности альтернативных методов обработки молока для малых производств // Сборник научных трудов. СПб. : СПб ГАУ, 2015. С. 583-587.
4. Савиных П. А., Оболенский Н. В., Булатов С. Ю., Свистунов А. И. Оптимизация рабочего процесса смешивания сыпучих кормов в ленточном смесителе периодического действия // Экономика и предпринимательство. 2015. № 9-2 (62). С. 811-816.
5. Савиных П. А., Саитов В. Е., Оболенский Н. В., Булатов С. Ю., Свистунов А. И. Повышение эффективности приготовления кормов путем совершенствования конструкции и технологического процесса кормо-приготовительных машин // Пермский аграрный вестник. 2017. № 1 (17). С. 55-64.
6. Федоренко В. Ф. Информационные технологии в сельскохозяйственном производстве: науч. аналит. обзор. М. : ФГБНУ «Росинформагротех». 2014. 224 с.
7. ХазановЕ. Е. Анализ опыта модернизации молочных ферм // АгроЭкоИнженерия. № 75. 2003. С. 39-49.
8. Герасимова О. А., Вагин Б. И. Разработка энергосберегающей технологии и технических средств для охлаждения молока при машинном доении коров // Научная конференция профессорско-преподавательского состава. СПб. : СПбГАУ, 2010. С. 99-104.
9. Сыроватка В. И., Демин А. В., Джалилов А. Х. и др. Механизация приготовления кормов: Справочник / Под общ. ред. В. И. Сыроватка. М. : Агропромиздат, 1985 368 с.
10. Жоров И. В. Техника для ферм // Алтайская правда. 2002. № 144. С. 3-4.
11. Savinyh P., Aleshkin A., Nechaev V., Ivanovs S. Simulation of particle movement in crushing chamber of rotary grain crusher // Engineering for Rural Development. Proceedings. 2017. P. 309-316.
12. Савиных П. А., Булатов С. Ю., Смирнов Р. А. Измельчитель корнеклубнеплодов // Сельский механизатор. 2013. № 8. С. 40-41.
13. Кирюшин В. И. Научно-инновационное обеспечение приоритетов развития сельского хозяйства // Достижения науки и техники АПК. 2019. Т. 33. № 3. С. 5-10.
14. Фомина М. В., Чупшев А. В., Терюшков В. П., Коновалов В. В. Влияние конструкционных и режимных параметров мешалки-смесителя на качество смеси // Нива Поволжья. Технические науки. 2018. № 4 (49). С. 175-178.
15. Симченкова С. П. Обоснование конструктивно-технологической схемы смесителя-дозатора // Вестник УГСХА. 2012. № 2 (18). С. 111-114.
16. Боровиков И. А. Снижение энергоемкости приготовления комбикормов с обоснованием конструктивно-технологических параметров смесителя : автореф. дис. ... канд. тех. наук. Пенза. 2016. 18 с.
17. Коновалов В. В. Расчёт оборудования и технологических линий приготовления кормов: примеры расчётов на ЭВМ. Пенза, РИО ПГСХА. 2002. 206 с.
18. Савиных П. А. Повышение эффективности функционирования технологических линий приготовления и раздачи кормов путем совершенствования процессов и средств механизации : автореф. дис. ... д-ра техн. наук: 05.20.01. СПб. : Пушкин, 1999. 38 с.
19. Туманова М. И., Тимофеев А. С. Кормление КРС // Новая наука: теоретический и практический взгляд. 2016. № 4-2 (75). С. 199-201.
20. Булатов С. Ю. Разработка и совершенствование технологических линий и технических средств приготовления кормов в условиях малых форм хозяйствования: Автореф. дисс. доктора техн. наук. Княгинино, 2018. 36 с.
21. Туманова М. И. Тенденция развития фермерских хозяйств // Новая наука: современное состояние и пути развития. 2016. № 4-3. С. 129-130.
Дата поступления статьи в редакцию 26.05.2021, принята к публикации 5.07.2021.
Информация об авторе: СОЛОНЩИКОВ ПАВЕЛ НИКОЛАЕВИЧ,
кандидат технических наук, доцент кафедры «Технологическое и энергетическое оборудование» Адрес: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вятский государственный агротехнологический университет», 610017, Россия, г. Киров, Октябрьский проспект, 133 E-mail: solon-pavel@yandex.ru Spin-код: 2559-6921
Автор прочитал и одобрил окончательный вариант рукописи.
REFERENCES
1. Skorkin V. K. Molochnye fermy segodnya i zavtra [Dairy farms today and tomorrow], Vestnik VNIIMZH [Bulletin VNIIMZH], 2019, No. 2 (34), pp. 37-42.
2. Fedorenko V. F., Mishurov N. P., Marinchenko T. E., Tikhomirov A. I. Analiz sostoyaniya i perspektivy uluchsheniya geneticheskogo potenciala krupnogo rogatogo skota molochnyh porod: nauch. analit. obzor [Analysis of the state and prospects for improving the genetic potential of dairy cattle: scientific analysis. Review], Moscow: FGNU «Rosinformagrotech», 2019, 108 p.
3. Samarin G. N., Shilin V. A., Shilin E. V. Osobennosti al'ternativnykh metodov obrabotki moloka dlya malykh proizvodstv [Features alternative methods of processing milk for small industries]. Sbornik nauchnykh trudov [Collection of scientific papers], St. Petersburg, State agricultural university of St. Petersburg, 2015, pp. 583-587
4. Savinyh P. A., Obolenskij N. V., Bulatov S. Ju., Svistunov A. I. Optimizacija rabochego processa smeshi-vanija sypuchih kormov v lentochnom smesitele periodicheskogo dejstvija [Optimization of the working process of mixing bulk feed in a batch belt mixer], Jekonomika i predprinimatel'stvo [Economy and entrepreneurship], 2015, No. 9-2 (62), pp. 811-816.
5. Savinyh P. A., Saitov V. E., Obolenskij N. V., Bulatov S. Ju., Svistunov A. I. Bulatov S. Ju. Povyshenie jef-fektivnosti prigotovlenija kormov putem sovershenstvovanija konstrukcii i tehnologicheskogo processa kor-moprigotovitel'nyh mashin [Improving the efficiency of feed preparation by improving the design and technological process of feed preparation machines], Permskij agrarnyj vestnik [Perm agricultural Bulletin], 2017, No. 1 (17), pp.55-64.
6. Fedorenko V. F. Informatsionnye tekhnologii v sel'skohozyajstvennom proizvodstve: nauch. analit. obzor [Information technologies in agricultural production: sci. analytic review], Moscow: FGBNU «Rosinformagrotekh». 2014, 224 p.
7. Hazanov E. E. Analiz opyta modernizacii molochnyh ferm [Analysis of the experience of modernizing dairy farms], AgroEkoInzheneriya [AgroEkoEngineering], No. 75, 2003, pp. 39-49.
8. Gerasimova O. A., Vagin B. I. Razrabotka energosberegayushchey tekhnologii i tekhnicheskikh sredstv dlya okhlazhdeniya moloka pri mashinnom doyenii korov [Development of energy-saving technology and technical means for cooling milk during machine milking of cows], Nauchnaya konferentsiyaprofessorsko-prepodavatel'skogo sostava [Scientific conference of the teaching staff], St. Petersburg,State agricultural university of St. Petersburg, 2010. pp. 99-104.
9. Syrovatka V. I., Demin A. V., Dzhalilov A. Kh. et al. Mehanizatsija prigotovlenija kormov: Spravochnik [Mechanization of feed preparation: Reference book], In V. I. Syrovatka (ed.), Moscow: Agropromizdat, 1985, 368 p.
10. Zhorov I. V. Tekhnika dlya ferm [Technique for farms], Altayskaya Pravda [Altai truth], 2002, No. 144, pp.3-4.
11. Savinyh P., Aleshkin A., Nechaev V., Ivanovs S. Simulation of particle movement in crushing chamber of rotary grain crusher, Engineering for Rural Development. Proceedings, 2017, pp. 309-316.
12. Savinykh P. A., Bulatov S. Yu., Smirnov R. A. Izmel chitel' korneklubneplodov [Grinder of root-club crops], SeTskij mehanizator [Rural machine operator], 2013, No. 8, pp. 40-41.
13. Kiryushin V. I. Nauchno-innovacionnoe obespechenie prioritetov razvitiya sel'skogo hozyajstva [Scientifi-cand innovative support of agricultural development priorities], Dostizheniya nauki i tekhniki APK [Achievements of science and technology in agriculture], 2019, Vol. 33, No. 3, pp. 5-10.
14. Fomina M. V., Chupshev A. V., Terjushkov V. P., Konovalov V. V. Vlijanie konstrukcionnyh i rezhimnyh parametrov meshalki smesitelja na kachestvo smesi [Influence of structural and operating parameters of the mixer agitator on the quality of the mixture], Niva Povolzhja. Tehnicheskie nauki [Niva of the Volga Region. Technical science]I, 2018, No. 4 (49), pp. 175-178.
15. Simchenkova S. P. Obosnovanie konstruktivno-tehnologicheskoj shemy smesitelja-dozatora [Justification of the design and technological scheme of the mixer-dispenser], Vestnik UGSHA [Bulletin UGSHA], 2012, No. 2 (18), pp.111-114.
16. Borovikov I. A. Snizhenie jenergoemkosti prigotovlenija kombikormov s obosnovaniem konstruktivno-tehnologicheskih parametrov smesitelja [Reducing the energy consumption of feed preparation with justification of the design and technological parameters of the mixer. Ph. D. (Engineering) thesis], Penza, 2016, 18 p.
17. Konovalov V. V. Raschjot oborudovanija i tehnologicheskih linij prigotovlenija kormov: primery raschjotov na JeVM [Calculation of equipment and technological lines of feed preparation: examples of calculations on a computer], Penza, RIO PGSHA. 2002 206 p.
18. Savinyh P. A. Povyshenie effektivnosti funkcionirovaniya tekhnologicheskih linij prigotovleniya i razdachi kormov putem sovershenstvovaniya processov i sredstv mekhanizacii [Increasing the efficiency of the functioning of technological lines for the preparation and distribution of feed by improving the processes and means of mechanization. Dr. Sci. (Engineering) thesis], 05.20.01. Saint-Petersburg: Pushkin, 1999, 38 p.
19. Tumanova M. I. Tendenciya razvitiya fermerskih hozyajstv [Trend of development of farms], Novaya nau-ka: sovremennoesostoyanieiputirazvitiya [New science: current state and ways of development], 2016. No. 4-3. pp.129-130.
20. Bulatov S. Yu. Razrabotka i sovershenstvovanie tehnologicheskih linij i tehnicheskih sredstv prigotovlenija kormov v uslovijah malyh form hozjajstvovanija [Development and improvement of technological lines and technical means of preparing feed in the conditions of small forms of management. Dr. Sci. (Engineering) thesis], Knyaginino, 2018, 36 p.
21. Tumanova M. I. Timofeev A. S. Kormlenie KRS [Cattle feeding], Novaya nauka: theoretic heskiji praktich-eskij vzglyad [New science: theoretical and practical view], 2016, No. 4-2 (75), pp. 199-201
The article was submitted 26.05.2021, accept for publication 5.07.2021.
Information about the author: SOLONSHCHIKOV PAVEL NIKOLAEVICH,
Ph. D. (Engineering), associate professor, of the Department of Technological and Power Equipment
Address: Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education
«Vyatka State Agrotechnological University», 610017, Russia, Kirov, Oktyabrsky Avenue, 133
E-mail: solon-pavel@yandex.ru
Spin-code: 2559-6921
Author read and approved the final manuscript.
