CC BY
13
УДК 637.02
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКЦИИ МОЛОЧНОГО ЖИВОТНОВОДСТВА В ГОРНЫХ УСЛОВИЯХ СЕВЕРО-КАВКАЗСКОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО ОКРУГА
© 2019 г. А.Б. Барагунов
Северо-Кавказский федеральный округ обладает богатыми природными ресурсами в виде естественно произрастающих разнотравных пастбищ, в том числе расположенных в горной местности. Данный природный ресурс не задействован в полной мере для молочного животноводства. До 90-х годов прошлого столетия горные пастбища использовались в молочном животноводстве достаточно эффективно, но с некоторыми сложностями по техническому обеспечению. Разработка технических средств доения, первичной обработки, сбора навоза, его утилизации и энергообеспечения перечисленного оборудования являлось актуальным еще в тот период. После известных экономических изменений в стране отрасль пришла в упадок, но в последние десятилетия наблюдается некоторый рост производства продукции молочного животноводства в целом по стране. Однако процесс производства молока не ориентирован для доения коров в горных условиях. Кроме того, ввиду отсутствия инфраструктуры в горных районах организация производственного процесса связана с трудностями энергоснабжения и транспортного сообщения. В работе описан технологический процесс с замкнутым циклом производства продукции молочного животноводства в горных условиях хозяйствования отгонным методом содержания стада. В технологическую линию включены: доильные аппараты АДВ-Ф-1А, средства энергоснабжения с применением нетрадиционных источников энергии, индивидуальные средства сбора навоза, утилизации отходов производства с получением метана и органических удобрений, вносимых в почву пастбищ, сельскохозяйственных земель хозяйства, и реализация излишков сторонним хозяйствам. Предложенные технические средства успешно прошли государственные испытания. По расчетам внедрение предлагаемой технологии в молочном животноводстве в условиях гор позволит существенно улучшить рентабельность работы фермерских хозяйств региона.
Ключевые слова: технология производства, корова, молоко, органические удобрения, энергосбережение, доильный аппарат, индивидуальный сбор навоза.
RECCOMENDATIONS FOR IMPROVEMENT OF PRODUCTION TECHNOLOGY OF DAIRY ANIMAL FARMING IN MOUNTAIN CONDITIONS OF THE NORTH CAUCASIAN FEDERAL DISTRICT
© 2019 A.B. Baragunov
The North Caucasus federal district has rich natural resources in the form of naturally growing multi-grass pastures located in a mountainous area. This natural resource is not fully used for dairy farming. Until the 90s of the last century, mountain pastures were used in dairy farming quite effectively, but with some technical difficulties. Development of technical means of milking, primary processing, collection of bulk, its utilization and power supply of the listed equipment was actual even in that period. After the country's well-known economic changes, the industry was in decline. In recent decades, there has been some growth in dairy production in the country as a whole. However, the technical means of the production process of dairy farming produced by domestic producers are not oriented for milking in mountain conditions. In addition, due to the lack of infrastructure in the mountainous areas of pastures, the organization of the production process is associated with difficulties in energy supply, transport communication. In this paper it is proposed technological process of closed cycle for the production of dairy farming in mountain conditions using the distillation method of keeping the herd. The technological production line includes milking machines ADV-F-1A, individual means for collecting manure, means of power supply using alternative energy sources, recycling of production in the form of methane and organic fertilizers applied to the soil of pastures, agricultural land holding and disposing of excess third-party farms. The proposed technical means have successfully passed state tests. According to calculations, the advent of the proposed technology in dairy farming in mountain conditions will significantly improve the profitability of farms in the region.
Keywords: production technology, cow, milk, organic digestion, energy saving, milking apparatus, individual collection of manure.
Введение. На территории Северо-Кавказского федерального округа имеются богатые разнотравьем естественно произрастающие кормовые угодья. До 90-х годов прошлого столетия данный природный ресурс был активно вовлечен в промышленных масштабах в молочное животноводство региона. Экономические реформы 90-х годов в стране привели к критическому спаду производства животноводческой отрасли в целом. В современной ситуации наблюдается положительная тенденция к восстановлению прежних производственных мощностей при некотором совершенствовании технических средств и технологий.
Особенностью ведения животноводства в исследуемом регионе является отгонный метод - в теп-
лый период года животные содержатся на территориях пастбищных угодий, располагающихся преимущественно в горной местности (выше отметки 1000 метров над уровнем моря), а в холодный период года поголовье перемещают на базовые территории хозяйств в стойловое содержание с заготовленной кормовой базой от близлежащих сельскохозяйственных земель.
Ввиду отдаленности горных пастбищ от населенных пунктов и частичного или полного отсутствия энергетических коммуникаций возможными путями устранения этого пробела являются либо подведение к животноводческим объектам данных коммуникаций, либо разработка и внедрение нетрадиционных методов энергообеспечения этих объектов. Подведение и
обслуживание энергетических коммуникаций связано со значительными капитальными вложениями и часто неподъёмны для малых и средних фермерских хозяйств, преобладающих в регионе. Нетрадиционный метод энергообеспечения может быть организован с применением возобновляемых источников энергии, в
том числе с применением замкнутого цикла производства [1, 2, 3, 4].
Методика исследований. Производственные процессы молочного животноводства включают совокупность ряда технических операций, представленных на схеме рисунка 1.
Рисунок 1 - Схема производственных процессов в молочном животноводстве
Результаты исследований и их обсуждение. В холодный период года с октября по апрель поголовье находится в стойловом содержании. Все технологические операции привязаны к помещениям содержания коров [5, 6, 7]. В теплый период года стадо переводится на пастбищные угодья, с расположением близ стада доильного центра, где устанавливаются загон для ночного отдыха, доильная установка, автономные энергоустановки. Энергоустановками могут быть биоэнергетическая установка для утилизации навоза, выработки электроэнергии, получения органического удобрения, впоследствии вносимого на пастбище, сельхозугодия хозяйства [8], ветроэнергетическая установка, гидротурбина и дизельный генератор.
Наиболее распространенной формой хозяйствования в современном молочном животноводстве СКФО являются хозяйства до 200 голов. Годовой производственный процесс отгонного животноводства, как было отмечено выше, разделен на два цикла: в холодный период года производство размещается на территории непосредственного расположения фермы с прилегающими сельскохозяйственными угодьями для кормового обеспечения стада; в теплый период поголовье перегоняется на горные пастбища с передвижной доильной станцией и сопутствующими техническими средствами.
В результате проведенных научно-исследовательских работ обозначенной проблемы разработаны технические средства, обладающие адаптивными и энергосберегающими свойствами. Новые устройства в комплексе включены в технологическую линию производства экологически чистого питьевого молока [9, 10]. Разработанная технология молочного животноводства в условиях горного хозяйствования включает в себя доильные аппараты АДВ-Ф-1А (патенты № 2111654, 2151498, 2216932, 2625658), обладающие адаптивны-
ми, щадящими и энергосберегающими особенностями в сочетании с энерго- и ресурсосберегающими средствами сбора навоза (№ 2226050), безотходное получение метана и органического удобрения (рисунок 2). Предложено использование метана для привода силовой установки доильной станции. Органическое удобрение используется для обогащения почвы кормовых угодий и сбыта излишков сторонним хозяйствам. Производственный процесс обеспечивает: экологическую безопасность территорий от загрязнения отходами производственного процесса; энергосбережение моло-ковыведения с качественными показателями получаемого молока (таблицы 1 и 2), сбор и утилизацию навоза в энергосберегающем режиме (таблица 3); возможность использования технических средств и в стационарных центрах производства молока (холодный период стойлового содержания), и в мобильных доильных центрах на горных пастбищах (теплый период пастбищного содержания).
Производственные сравнительные испытания доильных аппаратов показали, что их часовая производительность при доении коров превосходит на 1520% заводские аппараты. Не требуется повышения мощности силовой установки для пневмопривода доильных аппаратов. При обслуживании 100 дойных коров ежегодная расчетная экономия электроэнергии составляет около 3,0 тыс. кВтч в год; повышается скорость доения (на 18 минут быстрее завершается процесс машинного молоковыведения всего стада), производительность труда обслуживающего персонала увеличивается (за 1 час основного времени на 8 голов больше); наблюдается увеличение продуктивности коров; снижается бактериальная обсемененность и механическая загрязненность молока; снижается количество случаев заболеваний коров субклиническим маститом.
Рисунок 2 - Схема усовершенствованной технологии экологичного производства молока на пастбищных доильных центрах
Таблица 1 - Результаты производственных сравнительные испытания доильных аппаратов в горных условиях на 100 дойных коров в течение одного года
Показатель Значения показателей
по санитарным нормам АДВ-Ф-1А АДУ-1-03
Качество получаемого молока: - степень чистоты, группа не ниже 2 1 2
- бактериальная обсемененность, тыс. микробов в 1 мл молока не более 500-4000 280,7 1280,7
Заболеваемость коров субклиническим маститом, % - 6,4 46,7
Среднесуточный удой молока на одну корову, кг 10,0 12,5 10,5
Средняя жирность молока, % 3,6 3,65 3,3
Таблица 2 - Эксплуатационные результаты сравнительных испытаний доильных аппаратов в горных условиях на 100 коров
Показатель Значения показателей
по ТУ на доильную установку УДС-3Б по данным испытаний
испытываемые АДВ-Ф-1А сравниваемые АДУ-1 -03
Количество аппаратов 8 8 8
Количество дояров 2 2 2
Дойных коров, обслуживаемых установкой за 1 час основного времени не менее 55 56 48
Применение энергосберегающих индивидуальных средств сбора навоза (патент № 2226050) позволяет высвободить большую часть техники, занятой заготовкой подстилочного материала и удалением подстилочного навоза из помещения в стойловый и в ночной периоды пастбищного срока размещения поголовья. В стойловый период содержания (с октября по апрель) экономия составляет: по энергопотреблению -около 22,0 тыс. кВтчас; по расходу горюче-смазочных материалов - около 1,0 т; по снижению металлоемкости применяемой техники - более 32,0 т (таблица 3).
Общая масса всех машин и оборудования, применяемых для заготовки подстилки, приготовления и внесения в почву подстилочного навоза достигает более 40,0 т металла и других ценных материалов. Расходы на выполнение всех производственных процессов и операций составляют: горюче-смазочные материалы - около 4,0 т; энергопотребляемость - более 11,0 тыс. кВт ч; трудовые затраты механизаторов и скотников - около 1770,0 чел.ч. (см. таблицу 3).
Свежесобранный навоз загружается в биоэнергетическую установку, вырабатывающую метан и органическое удобрение, положительно зарекомендовавшее себя в обогащении почвы и произрастании пастбищных растительных культур, а также высокой урожайности овощных культур [8]. Производимый метан используется для привода силовой установки, подключаемой к вакуум-насосу доильной установки УДС-3Б.
Возможны в применении для выработки дополнительных источников энергии ветро- и гидрогенератор, при наличии соответствующих природных условий в отдельной местности расположения доильного центра на горных пастбищах СКФО.
В результате предлагаемая технология относится к безотходной и обладающей замкнутостью производственного цикла, с использованием собственных ресурсов хозяйства и природно-климатических особенностей расположения производственного процесса.
Выводы
1. Проведены научно-исследовательские работы в области технологии молочного животноводства в условиях Северного Кавказа. В результате разработаны доильные аппараты, обладающие адаптивными свойствами к изменениям размещения их относительно высоты над уровнем моря без нарушения режима работы, работающие в щадящем режиме и положительно влияющие на продуктивность коров.
2. Предлагается включить в технологическую линию молочного животноводства энергосберегающие средства сбора навоза, обеспечивающие высвобождение значительного количества технических средств.
3. Использование средств выработки электроэнергии с применением нетрадиционных источников энергии позволяет сэкономить затраты на энергоснабжение хозяйства.
4. Применение биоэнергетической установки позволяет утилизировать отходы производственного процесса, сохраняя экологию среды, и получать качественные органические удобрения.
5. Внедрение предлагаемой энергосберегающей экологически безопасной технологии в молочном животноводстве с замкнутым циклом позволит получать высококачественное молоко и дополнительно качественные органические удобрения, с привлекательным экономическим эффектом производства.
Таблица 3 - Технико-экономические показатели сбора навоза от 100 коров по существующей технологии (способ содержания животных - привязно-отгонный)
X 2 Расход энергии. кВт ч Затраты труда, ч
№ П.П. Производственный процесс, техника и сооружение, марка техники, количество техники и рабочих Металлоемкость, кг Материалоемкость. > Расход горюче-смазоч» материалов Мощность двигателя трактора, кВт Мощность электродвигателя, кВт Механизаторов Ручного труда
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 Заготовка соломы:
- волокуша толкающая тросовая ВНК-11,1 шт. 1800 - - - - - -
- трактор К-701,1 шт., 1 мех., 2 рабочих 12400 - 358 198 - 7 5 дн. 2 чел. 7 ч = 70 ч
2 Погрузка и скирдование соломы: 5 дн. 6 чел. 7 ч = 210 челч ♦
- погрузчик ПФ-0,5; 1 шт., 2 рабочих 950 - - - - - 5дн2чел7ч = 70 чел. ч +
• трактор МТЗ-82; 1 шт., 1 мех. 3370 - 97,2 55,16 - 63 -
3 Погрузка из скирд соломы:
• фуражир ФН-1,4; 1 шт. 1270 - - - - - -
- трактор МТЗ-82; 1 шт.. №1,1 мех. 3370 - 97.2 8687.7 - 157,5 -
- прицеп 2ПТС-4 (перевозка к коровнику), 1 раб. 1890 - - - - - 6 дн. 1 ч. 4 = 42 челч
- трактор МТЗ-82; 1 шт., № 2,1 мех. 3370 ' - 97,2 8687,7 - 157.5 -
4 Погрузка соломы вручную в ручные тележки ТУ-150,4 шт., 4 дояра 800 - - - - - 180 дней по 1 ч = 720
5 Перевозка соломы от места свалки до коровника и разбрасывания соломы по стойлам вручную 800 - - - - - 180 дн. 1 ч4 = 720
Окончание таблицы 3
1 2 3 4 5 6 7 8 9
6 Сгребание навоза тяпками вручную в навозный канал. 1 рабочий тяпка ручка тяпки - - - - 180 * 4=720 чел. ч
7 Удаление навоза из помещения транспортером ТСН-3.0.1 шт. 2020 1040 смазка редукторов - 3960 - -
8 Перевозка навоза от коровника до хранилища:
- прицеп 2ЛТС-4 (переоборудованный). 1 шт. 1900 - - - - - -
- трактор МТЗ-82; 1 шт.. 1 мех. 3370 - 2500 69501,6 - 180 -
9 Хранение навоза:
- навалом - + - - - - -
• в хранилище ♦ +■ - - - -
• оборудование для переработки навоза (разделение на фракции и т.д.) + ♦ ♦ + ♦ + ♦
10 Погрузка перегноя:
- погрузчик ПФ-0,5; 1 шт. 950 - - - - - -
- трактор МТЗ-82; 1 шт.. 1 мех. 3370 - 209 13878,3 - 15,1 -
11 Погрузка и разбрасывание органических удобрений:
- разбрасыватель органических удобрений МЖТ-Ф-6; 1 шт. 3100 - - - - - -
- трактор МТЗ-82; 1 шт.. № 2.1 мех 3370 - 418 2756,6 - 30,2 -
12 Чистка коров вручную. 4 чел. металлические щетки - - - - - 10 ч * 6 мес. = 600 чел. ч
Итого 44730 1040 3776,6 103765,06 3960 610,2 2950
Заключение. По расчетам внедрение предлагаемой технологии в молочном животноводстве в условиях гор позволит существенно улучшить рентабельность работы фермерских хозяйств региона.
Литература
1. Mирошникова, В.В. Совершенствование технологии производства животноводческой продукции на молочной ферме модульного типа замкнутого цикла / В.В. Mирошнико-ва, И.Н. Краснов // Известия Горского государственного аграрного университета. - 2016. - Т. 53. - № 4. - С. 92-98.
2. Краснов, И.Н. Организация машинного доения коров на модульных фермах / И.Н. Краснов, В.В. Mирошникова // Сельский механизатор. - 2017. - № 9. - С. 18-19.
3. Фиапшев, А.Г. Разработка и испытание биогазогу-мусной установки для фермерского хозяйства / А.Г. Фиап-шев, M.M. Хамоков // Обеспечение и рациональное использование энергетических и водных ресурсов в АПК: материалы Mеждународной научно-практической конференции. - M.: РГАЗУ, 2009. - С. 77-8S.
4. Mетоды решения экологических проблем в животноводстве и птицеводстве / А.Ю. Брюханов, Э.В. Васильев, Е.В. Шалавина, Р.А. Уваров // Сельскохозяйственные машины и технологии. - 2019. - Т. 13. - № 4. - С. 32-S7.
б. Krasnov Ivan N. The roles of milking motives in cows' milk discharging / Ivan N. Krasnov, Aleksandra Yu. Krasnova, Valentina V. Miroshnikova // EurAsian Journal of BioSciences Eurasia J Biosci. - 2018. - № 12. - Р. 8S-87.
6. Energy saving in milk pasterization processes hydro-dynamic heaters usе / I.N. Krasnov, A.Yu. Krasnova, V.V. Mi-roschnikova, T.N. Tolstoukhova // Plant Archives. - 2018. -Vol. 18. - No 2. - Р. 259S-2599.
7. Краснов, И.Н. Организация молокоприемных пунктов при молочнотоварной ферме DOI: 10.172S8/issn2071 -224S / И.Н. Краснов, А.Ю. Краснова, В.В. Mирошникова // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П.А. Костычева. - 2019. - № S (4S). - С. 110-116.
8. Инновационная технология и технические средства для утилизации навоза и помета / А.К. Апажев, Ю.А. Ше-кихачев, ЛМ Хажметов, А.Г. Фиапшев, А.Б. Барагунов, M.M. Хамоков, О.Х. Кильчукова // Вестник сельскохозяйственного консультирования. Специальный выпуск № 2 «Лучшие инновации в АПК». - 2015. - № 4. - С. 42-48.
9. Барагунов, Б.Я. Энергосберегающие средства механизации сбора экскрементов коров / Б.Я. Барагунов, А.Б. Барагунов // Труды 4-й Mеждународной научно-технической конференции. ГНУ ВИЭСХ. - Ч. S. - M., 2004. -С. 159-162.
10. Барагунов, А.Б. Mеханизация доения и первичной обработки молока в условиях горных хозяйств: монография / А.Б. Барагунов, А.Ю. Краснова. - Нальчик: КБГАУ, 2017. - 2S2 с.
References
1. Miroshnikova V.V., Krasnov I.N. Sovershenstvovanie tekhnologii proizvodstva zhivotnovodcheskoy produktsii na mo-lochnoy ferme modulnogo tipa zamknutogo tsikla [Improving the
technology for the production of livestock products on a dairy farm of a modular type of closed cycle], Izvestiya Gorskogo go-sudarstvennogo agrarnogo universiteta, 2016, T. 53, No 4, pp. 92-98. (In Russian)
2. Krasnov I.N., Miroshnikova V.V. Organizatsiya ma-shinnogo doeniya korov na modulnykh fermakh [Organization of machine milking of cows on modular farms], Selskiy mekhaniza-tor, 2017, No 9, pp. 18-19. (In Russian)
3. Fiapshev A.G., Khamokov M.M. Razrabotka i ispyta-nie biogazogumusnoj ustanovki dlya fermerskogo khozyajstva [Development and testing of a bio-gas-humus plant for farming], Obespechenie i racional noe ispol zovanie energeticheskikh i vodnykh resursov v APK: materialy Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii, M.: RGAZU, 2009, pp. 77-83. (In Russian)
4. Bryukhanov A.Yu., Vasilev E.V., Shalavina E.V., Uva-rov R.A. Metody resheniya ekologicheskikh problem v zhivotno-vodstve i ptitsevodstve [Methods for solving environmental problems in animal husbandry and poultry farming], Selskokho-zyaystvennye mashiny i tekhnologii, 2019, T. 13, No 4, pp. 3237. (In Russian)
5. Krasnov Ivan N.,Krasnova Aleksandra Yu., Miroshnikova Valentina V. The roles of milking motives in cows' milk discharging, EurAsian Journal of Biosciences Eurasia J Biosci, 2018, No 12, pp. 83-87.
6. Krasnov I.N., Krasnova A.Yu., Miroschnikova V.V., Tolstoukhova T.N. Energy saving in milk pasterization processes hydrodynamic heaters use, Plant Archives, 2018, Vol. 18, No 2, pp. 2593-2599.
7. Krasnov I.N., Krasnova A.Yu., Miroshnikova V.V. Or-ganizatsiya molokopriemnykh punktov pri molochno-tovarnoy ferme [Organization of milk collection points at dairy farm], Vest-nik Ryazanskogo gosudarstvennogo agrotekhnologicheskogo universiteta im. P.A. Kostycheva, 2019, 3 (43), pp.110-116. DOI: 10.17238/issn2071-2243. (In Russian)
8. Apazhev A.K., Shekikhachev Yu.A., Khazhmetov L.M., Fiapshev A.G., Baragunov A.B., Khamokov M.M., Kilchukova O.X. Innovacionnaya tekhnologiya i tekhnicheskie sredstva dlya utili-zactsii navoza i pometa [Innovative technology and technical means for the disposal of manure and litter], Vestnik sel'skokhozyajstvennogo konsul'tirovaniya. Spetsialnyy vypusk No 2 «Luchshie innovatsii v APK», 2015, No 4, pp. 42-48. (In Russian)
9. Baragunov B.Ya., Baragunov A.B. Energosberega-yushhie sredstva mekhanizatsii sbora ekskrementov korov [Energy-Saving means of mechanization of cow excrement collection], Trudy 4-j Mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii. GNU VIESX, ch. 3, 2004, Moskva, pp. 159-162. (In Russian)
10. Baragunov A.B., Krasnova A.Yu. Mekhanizatsiya doeniyai pervichnoy obrabotki moloka v usloviyakh gornykh kho-zyajstv: monografiya [Mechanization of milking and primary processing of milk in the conditions of mountain farms: monograph], Nalchik: KBGAU, 2017, pp. 232. (In Russian)
Сведения об авторе
Барагунов Альберт Баширович - кандидат технических наук, доцент кафедры «Энергообеспечение предприятий», ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет имени В.М. Кокова» (г. Нальчик, Российская Федерация). Тел.: +7-928-703-14-22. E-mail: [email protected].
Information about the author
Baragunov Albert Bashirovich - Candidate of Technical Sciences, associate professor of the Energy supply of enterprises department, FSBEI HE «Kabardino-Balkarian State Agrarian University named after V.M. Kokov» (Nalchik, Russian Federation). Phone: +7-928-703-14-22. E-mail: [email protected].
Конфликт интересов. Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов. Conflict of interest. The author declares no conflict of interest.
