CC BY
5
УДК 631.3:636
ПЕРСПЕКТИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОРНЕПЛОДОВ НА МОЛОЧНЫХ ФЕРМАХ
А.В. Брусенков, кандидат технических наук
ФГБОУ ВО «Тамбовский государственный технический университет» Е-mail: aleksei_brusenkov@mail.ru
Аннотация. Приготовление корнеплодов является важнейшим процессом в технологии производства молочной и мясной продукции животноводства. Для реализации данной технологии разработаны как специализированные, так и многофункциональные транспортно-технологические комплексы машин и оборудования. Проведенный обзор и анализ существующих машинных технологий и техники для приготовления корнеплодов на корм крупному рогатому скоту на реконструируемых и вновь строящихся животноводческих фермах и комплексах сельхозпредприятий различных форм собственности показал, что не все машины и требуемое оборудование выпускаются в России, а конечная продукция не всегда отвечает зоотехническим требованиям. Как показывают результаты исследований, проведенных различными научными организациями, несовершенные технологии и технические средства в процессе подготовки кормов к скармливанию создают условия для недоиспользования их потенциальной питательности на 25-30%, еще до 8% кормов теряется по пути их перемещения, при неравномерной раздаче - до 24%. Поэтому поиск наиболее совершенных и эффективных конструкций машин и оборудования, применяемых в технологических линиях, способных выполнять качественно и производительно все операции, является актуальной задачей для агропромышленного комплекса нашей страны. Целесообразно и необходимо проводить модернизацию технологических машин и оборудования, отличающихся высокой металлоемкостью корпусных элементов конструкции - дробилки, мобильные раздатчики кормов, измельчители и другие. Замена морально устаревших узлов и агрегатов позволит повысить технический уровень оборудования с минимальными инвестициями, снизить затраты на его техническое обслуживание и ремонт. Ключевые слова: молочный и мясной скот, крупный рогатый скот, приготовление корнеплодов, машины и оборудование, животноводческая ферма.
Введение. Как показывает мировая практика, опыт успешного ведения молочного и мясного скотоводства свидетельствует о необходимости обеспечения отрасли высококачественными кормами, на долю которых в себестоимости продукции приходится от 50 до 65% всех затрат [1,2].
По данным ВИМа и других НИУ в структуре потребления совокупной энергии в молочном скотоводстве 72% составляют энергозатраты на корма [3]. Это связано с применением устаревших технологий, нерациональным использованием ресурсов кормов, электроэнергии и топлива, а также снижением уровня механизации технологических процессов. Исследования, выполненные в ФРГ под руководством профессора Г. Шляй-тцера, показали, что при применении рациональных технологий кормления, сбалансированности кормовых рационов удельные затраты на оплату кормов в издержках на по-
лучение молока снижаются [4]. Поэтому изыскание ресурсов снижения затрат труда, рационального использования кормов и энергоресурсов, внедрение высокоэффективной ресурсосберегающей инновационной техники и технологий позволит обеспечить реальное удешевление продукции и рост эффективности производства продукции животноводства [5].
Результаты и их обсуждение. Одним из путей увеличения производства продукции животноводства и ее качества является использование в рационах молочного скота корнеплодов, скармливание которых положительно влияет на процессы переваривае-мости, стимулирует лактацию, обеспечивает рационы необходимым количеством питательных веществ. В хозяйствах с высокой молочной продуктивностью коров доля корнеплодов в кормах может достигать 40-50%. Несмотря на то, что корнеплоды оказывают
благоприятное действие на молочную продуктивность, они являются одними из самых дорогих и трудоемких при производстве кормов. Поэтому многие сельхозпредприятия для кормления скота используют корнеплоды в ограниченных количествах или вообще не используют. Нормы скармливания корнеплодов могут изменяться в широких пределах - от полного отсутствия в рационе до предельного физиологического уровня их потребления животными. Например, при отсутствии в рационах коров (весом 550-650 кг) силосованного корма животные способны ежедневно поедать до 50-60 кг турнепса, до 30-40 кг кормовой свеклы и брюквы и до 20 кг и более сахарной свеклы. Проведенные исследования показали, что при введении в рацион молочных коров сахарной свеклы в количестве 6-8 кг (15-20% от общей питательности рациона) у животных улучшился обмен веществ и повысилась молочная продуктивность. Кроме того, крупный рогатый скот способен наиболее эффективно использовать сочные корма со значительно меньшим потреблением дорогостоящих концентрированных кормов (30-35% в рационе) [6]. Однако широкому внедрению корнеплодов в практику препятствует отсутствие высокоэффективных технологий и техники для подготовки их в соответствии с зоотехническими требованиями к скармливанию.
По мнению д-ра с.-х. наук, профессора В.К. Скоркина и ряда других ученых, модернизация по сравнению с созданием новых машин является более экономичным мероприятием, так как замена морально устаревших узлов и агрегатов позволяет повысить их технический уровень с минимальными финансовыми затратами [7,8]. Модернизация позволяет не только повысить сроки эксплуатации действующих машин и установок, но и на качественно новый уровень поднять их технико-экономические параметры - надежность, производительность, снизить удельные затраты энергии и других ресурсов, улучшить условия труда работников ферм. Целесообразно и необходимо проводить модернизацию технологических машин и оборудования, отличающихся высокой металло-
емкостью корпусных элементов конструкции - дробилки, мобильные раздатчики кормов, измельчители и другие. Замена морально устаревших узлов и агрегатов позволяет повысить технический уровень оборудования с минимальными инвестициями, снизить затраты на его техническое обслуживание и ремонт [9].
Для механизации производственных процессов на животноводческих фермах и комплексах используют различные машины и оборудование, которые служат для приготовления корнеплодов и используются как индивидуально, так и в составе поточно-технологических линий (ПТЛ). Как показывает практика, если в хозяйстве отсутствует поточно-технологическая линия, то мобильными раздатчиками раздают только силос и сенаж; для корнеклубнеплодов такие машины не предназначены, и их раздают вручную, а из этих кормов можно приготовить полнорационную кормосмесь. Следовательно, для полной механизации приготовления кормов на фермах необходимо иметь кормоцех (или кормокухню). Правильное соотношение грубых кормов и корнеклубнеплодов позволяет равномерно нагружать пищеварительный тракт и полнее использовать пищеварительные способности животных.
Для кормления молочного скота применяют следующую технологию приготовления корнеклубнеплодов [10,11 ]: прием - накопление - очистка от грязи (влажная или сухая) - отделение камней - измельчение -дозирование - выдача готового продукта. Технологические линии приготовления корнеклубнеплодов обеспечивают выполнение операций погрузки, доставки, выгрузки, накопления (хранения), подачи, очистки или мойки, измельчения и дозированной подачи на линию смешивания [10,12]. В соответствии с требованиями линия должна обеспечивать механизированную загрузку из транспортных средств, мойку обычных и крупных корнеплодов, их измельчение и дозированную подачу, а также отделение от массы загрязнений (земли, ботвы, соломы) влажным или сухим способом. В технологических линиях по приготовлению корнеплодов все эти
операции выполняют важную роль, результаты которых решающим образом сказываются на их поедаемости и усвояемости, а следовательно, и на продуктивности животных. Проведенный обзор и анализ литературных источников показывает, что без учета хранилищ в состав ПТЛ приготовления корнеплодов входит от четырех до шести машин, состав и технические данные которых приведены в таблице 1.
Таблица 1. Техническая характеристика поточно-технологических линий приготовления корнеплодов
Погрузка корнеплодов из хранилищ или кагатов в транспортные средства на всех ПТЛ одинакова - она осуществляется тракторным свеклопогрузчиком или грейферным погрузчиком ПЭ-0,8Б; загрузка в промежуточное хранилище - самосвальным транспортом. Во избежание перебоев в работе ПТЛ из-за отсутствия корма необходим бункер-накопитель или питатель. Этот текущий запас корнеплодов в ПТЛ (операция накопления) создается в бункерах-питателях ПБ-2М (ПБ-15), ТК-5 или ТК-5Б, ТЗК-ЗОМ или ПЗМ-1,5, в которые корнеплоды выгружают опрокидыванием кузова прицепа или подачей транспортерами из корнеплодохрани-лищ. Операции очистки, мойки, измельчения
и дозированной выдачи подготовленных корнеплодов на ПТЛ выполняют измельчителями ИКС-5М, АПК-10А, ИКМ-Ф-10, ИКМ-5, ИКУ-Ф-10 и др. Для регулирования дозы выдачи корнеплодов за счет изменения частоты вращения рабочих органов применяют бункеры-дозаторы различного типа.
Как показывают проведенные исследования, недостатками предлагаемых технологических линий являются высокая энергоемкость процесса (схемы А и Г), низкая надежность дозатора и неравномерность подачи корнеплодов (схемы Б и Г), невысокая производительность (схема В). Технико-экономический расчет по ПТЛ для различного суточного объема погрузки и доставки кормов - от 5,6 (для 400 коров) до 28 т (для 2000 коров) - показывает, что для небольших ферм при одинаковой эксплуатационной производительности по линиям А, Б, В от 2 до 4 т/ч наиболее эффективен вариант А. Для крупных ферм на 1200-2000 коров по вариантам А, Б и Г приведенные затраты снижаются почти наполовину, причем оптимальной является ПТЛ, совмещенная с корнеплодохра-нилищем.
При оптимизации линий кормоприготов-ления важное значение имеет вместимость хранилища корнеклубнеплодов, сблокированного с ПТЛ. Предельные значения вместимости: минимальный - бункер на 5-8 м3, максимальный - хранилище на годовой запас. Оптимальная вместимость хранилища должна соответствовать 1-1,5-месячной потребности корма.
На основании проведенного обзора и анализа существующих машинных технологий и техники для приготовления корнеклубнеплодов КРС на животноводческих фермах и комплексах предлагается усовершенствованная поточно-технологическая линия, схема которой представлена на рисунке [13]. Она состоит из модернизированного питателя-дозатора 1, скребкового транспортера 2 и мойки-измельчителя 3 (на базе ИКМ-Ф-10) с новым измельчающим аппаратом. Электропривод технологической линии осуществляется с помощью электроаппаратуры, смонтированной в специальном шкафу.
Состав машин и оборудования, входящих в ПТЛ Производительность, т/ч Суммарная установленная мощность, кВт Масса, т Обслуживающий персонал, чел.
Схема ПТЛ А ПЭ-0,8Б, МТЗ-80/82+2ПТС-4М, ПБ-2М, ТС-40М, АПК-10А 0,6... 10,0 117,6 12,5 2-3
Б ПЭ-0,8Б, МТЗ-80/82+2ПТС-4М, ПБ-2М, ТС-40М, ИКМ-Ф-10, ДС-15 2,0. 12,0 75,3 10,6 2-3
В ПЭ-0,8Б, МТЗ-80/82+2ПТС-4М, ТК-5Б, ИКМ-5, КОРК-15.03.01 1,0. 7,0 74,6 11,35 2-3
Г ПЭ-0,8Б, ГАЗ-САЗ-53Б, ТЗК-30М, ИКУ-Ф-10, ДС-15 5,0. 15,0 114,0 11,7 3
Рис. Технологическая схема линии приготовления корнеплодов: 1 - питатель-дозатор ПДК-Ф-15-1;
2 - скребковый транспортер ТС-40К; 3 - мойка-измельчитель ИКМ-Ф-10 с новым измельчающим аппаратом
Технологический процесс осуществляется следующим образом. Корнеплоды загружаются в лоток прицепного питателя-дозатора, который гидроцилиндрами может подниматься по мере забора с него кормовой массы на угол до 60°. Привод всех рабочих органов питателя-дозатора осуществляется от гидросистемы трактора. Корнеплоды, перемещаясь под собственным весом по наклонному лотку, захватываются шнеком и дозированно подаются на выгрузной винтовой конвейер.
Из винтового конвейера корнеплоды через выгрузочный бункер поступают в нижнюю секцию скребкового транспортера 2, захватываются скребками и по рабочему дну кожуха перемещаются вверх. Здесь тяговая цепь со скребками, огибая звездочки, изменяет направление движения, а в приводной секции кормовая масса под действием силы тяжести падает в выгрузное окно транспортера и затем поступает в мойку-измельчитель 3. В ней кормовая масса отмывается от почвы вихревыми потоками воды, создаваемыми вращающимся крылачом, и находясь во взвешенном состоянии, подхватывается шнеком и подается вверх, дополнительно омываясь струей воды из гребенки патрубка, расположенной в кожухе. Камни и другие
тяжелые предметы опускаются на дно ванны и отбрасываются крылачом на выгрузной транспортер. Очищенные корнеплоды выбрасывателем направляются в камеру измельчителя, где под собственным весом они скатываются по стенке корпуса и, захваченные навивкой вращающегося шнека, перемещаются в осевом направлении сверху вниз к блоку ножей. Наличие у шнека переменного шага, уменьшающегося по направлению движения кормовой массы, обеспечивает ей уплотнение при подходе к блоку ножей. Под действием сжатия и постоянного подпора со стороны шнека корнеклубнеплоды продавливаются через ножевую решетку и выводятся из измельчающего аппарата по выгрузному рукаву в самоходный или прицепной кормораздатчик-смеситель с электронной системой взвешивания компонентов рациона.
Таблица 2. Техническая характеристика предлагаемой технологической линии приготовления корнеплодов
Состав машин и оборудования, входящих в новую ПТЛ Производительность, т/ч Суммарная установленная мощность, кВт Масса, т Обслуживающий персонал, чел.
ПЭ-0,8Б, МТЗ-80/82 + прицепной ПДК-Ф-15-1, ИКМ-Ф-10 с новым измельчающим аппаратом 2,0... 10,0 64,4 12,0 2
Выводы. Предложенная технология приготовления корнеплодов к скармливанию крупному рогатому скоту отличается от известных - не требует дополнительных затрат на строительно-монтажные работы, проста в изготовлении, надежна, менее энергоемка, позволяет получать конечный продукт, полностью соответствующий зоотехническим требованиям.
Литература:
1. Создание прочной кормовой базы и технических средств нового поколения - залог успешного развития животноводства / Н.М. Морозов и др. // Вестник ВНИИМЖ. 2016. № 4(24). С. 4-9.
2. Скоркин В.К. Инновационные технологии и технические средства для производства конкурентоспособной продукции // Вестник ВНИИМЖ. 2016. № 2(22).
3. Эффективность организации переработки молока в хозяйствах. М., 2007. 116 с.
4. Шляйтцер Г. Облик фермы: новый или обновленный // Новое сельское хозяйство. 2013. № 1. С. 36-39.
5. Морозов Н.М. Факторы, влияющие на эффективность применения инновационной техники и ресурсосберегающих технологий в животноводстве // Вестник ВНИИМЖ. 2017. № 1(25). С. 9-19.
6. Щукина Т. Неиспользованные резервы производства говядины // Аграрное обозрение. 2016. № 1(53).
7. Скоркин В.К. Инновационные технологии производства молока в коллективных хозяйствах // Вестник ВНИИМЖ. 2011. № 3. С. 64-71.
8. Брусенков А.В. Анализ состояния технического обеспечения животноводческих ферм и комплексов // Наука в центральной России. 2017. № 3(27). С. 5-10.
9. Брусенков А.В. Диагностика и техническое обслуживание кормоприготовительного оборудования в животноводстве // Современные научные исследования и разработки. Прага, 2017. С. 73-79.
10. Брусенков А.В. Технологии и средства приготовления корнеклубнеплодов для скармливания крупному рогатому скоту. Тамбов, 2019. 140 с.
11 . Короткин В.М. Анализ принципов действия моечных машин для корнеклубнеплодов // Техника в сельском хозяйстве. 1997. № 3. С. 10-11. 12. Эффективность применения современных технических средств подготовки и раздачи кормов на предприятиях по производству молока / В.М. Косолапов и др. // Вестник ВНИИМЖ. 2016. № 2(22). С. 121-125. 13 . Брусенков А.В. Технологическая линия приготовления корнеклубнеплодов // Вопросы современной науки и практики. 2019. № 2(72). С. 152-157.
Literatura:
1. Sozdanie prochnoj kormovoj bazy i tekhnicheskih sre-dstv novogo pokoleniya - zalog uspeshnogo razvitiya zhi-votnovodstva / N.M. Morozov i dr. // Vestnik VNIIMZH. 2016. № 4(24). S. 4-9.
2. Skorkin V.K. Innovacionnye tekhnologii i tekhniches-kie sredstva dlya proizvodstva konkurentosposobnoj pro-dukcii // Vestnik VNIIMZH. 2016. № 2(22).
3. Effektivnost' organizacii pererabotki moloka v hozyaj-stvah. M., 2007. 116 s.
4. SHlyajtcer G. Oblik fermy: novyj ili obnovlennyj // Novoe sel'skoe hozyajstvo. 2013. № 1. S. 36-39.
5. Morozov N.M. Faktory, vliyayushchie na effektivnost' primeneniya innovacionnoj tekhniki i resursosberegayu-shchih tekhnologij v zhivotnovodstve // Vestnik VNI-IMZH. 2017. № 1(25). S. 9-19.
6. SHCHukina T. Neispol'zovannye rezervy proizvodstva govyadiny // Agrarnoe obozrenie. 2016. № 1(53).
7. Skorkin V.K. Innovacionnye tekhnologii proizvodstva moloka v kollektivnyh hozyajstvah // Vestnik VNIIMZH. 2011. № 3. S. 64-71.
8. Brusenkov A.V. Analiz sostoyaniya tekhnicheskogo obespecheniya zhivotnovodcheskih ferm i kompleksov // Nauka v central'noj Rossii. 2017. № 3(27). S. 5-10.
9. Brusenkov A.V. Diagnostika i tekhnicheskoe obslu-zhivanie kormoprigotovitel'nogo oborudovaniya v zhivot-novodstve // Sovremennye nauchnye issledovaniya i raz-rabotki. Praga, 2017. S. 73-79.
10. Brusenkov A.V. Tekhnologii i sredstva prigotovleniya korneklubneplodov dlya skarmlivaniya krupnomu rogato-mu skotu. Tambov, 2019. 140 s.
11. Korotkin V.M. Analiz principov dejstviya moechnyh mashin dlya korneklubneplodov // Tekhnika v sel'skom hozyajstve. 1997. № 3. S. 10-11.
12. Effektivnost' primeneniya sovremennyh tekhniches-kih sredstv podgotovki i razdachi kormov na predpriya-tiyah po proizvodstvu moloka / V.M. Kosolapov i dr. // Vestnik VNIIMZH. 2016. № 2(22). S. 121-125.
13. Brusenkov A.V. Tekhnologicheskaya liniya prigotov-leniya korneklubneplodov // Voprosy sovremennoj nauki i praktiki. 2019. № 2(72). S. 152-157.
ADVANCED TECHNOLOGY OF ROOT CROPS ON DAIRY FARMS MAKING A.V. Brusenkov, candidate of technical sciences FGBJY VO "Tambov state technical university"
Abstract. Root crops' making is the most important process in livestock dairy and meat technology producing. Fot this technology implementation, both specialized and multifunctional machines and equipment's transport-and-technological complexes are developed. The reviewed analysis of existing technologies' machine and equipment for root crops making for cattle feeding on reconstructed and newly built livestock farms and complexes of agricultural enterprises of various forms of ownership had showed that not all the machines and required equipment are in Russia are produced, and the final products aren't always met the zootechnical requirements. As the research results conducted by various scientific organizations have shown, imperfect technologies and technical means in the feed making process for feeding preparing create conditions for their underutilization potential nutritional value in 2530%, and so up to 8% of feed is lost along the way at their movement, at it uneven distribution - up to 24%. Therefore, the search for the most advanced and effective machines and equipment used in technological lines that can perform all operations efficiently and qualitatively is an urgent task for our country's agroindustrial complex. It is expedient and necessary the technological machines and equipment to modernize that by body elements' structure of high metal content-crushers, mobile feed distributors, shredders, and others, are characterized. The obsolete assemblies and components' replacing the technical level of equipment with minimal investment will improve, the cost of its maintenance and repair reducing.
Keywords: dairy and meat cattle, cattle, root crops making, machinery and equipment, livestock farm.
