CC BY
31
4. Лукьянов, Б.^.Комплексная оптимизация и анализ рационов, комбикормов, премиксов / Б.В.Лукьянов, П.Б.Лукьянов // Аграрный эксперт. - 2004. - №8. - С. 38.
5. Шарифянов, Б.Г. Современные методы оценки питательности кормов и полноценности кормления сельскохозяйственных животных / Б.Г.Шарифянов, Р.М.Харрасов, Ф.С.Хазиахма-тов. - Уфа: Галигиль, 2005. - 222 с.
6. Корма растительные и комбикорма. Метод определения содержания обменной энергии с применением спектроскопии в ближней инфракрасной области: ГОСТ Р 51038-97.
Дубровин Александр Васильевич, доктор технических наук Данилов А.С., инженер
ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Россельхозакадемии Тел. 8(499)171-19-20 E-mail: strebkovds@inbox.ru
The calculation of the optimal diet of food for birds including the ensuring of required change energy is given. The efficiency of the proposed intake offeed feed with the help of value added use offeed.
Keywords: food, exchange energy, diet, energy equivalent, protein, value added use offeed
УДК 631.152:658.012.011.56+636.5.084
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ КОРМОПРИГОТОВЛЕНИЯ И КОРМЛЕНИЯ КУР
А.С.Данилов, А.В.Дубровин
Рассмотрены эффективные автоматизированные технологии приготовления кормовых добавок для кормления птиц, обеспечивающие повышение эффективности производства птицеводческой продукции.
Ключевые слова: эксергия, энергия системы, кормоприготовление, кормление, автоматизация, управление, кормовые добавки, эффективность.
Кормление сельскохозяйственной птицы - один из важнейших производственных процессов, обеспечивающих эффективность отрасли, который основывается на научных методах. Ведение птицеводства на промышленной основе с использованием новых высокопродуктивных линий и кроссов птицы требует дальнейших научных разработок по совершенствованию системы нормирова-
ния и режима кормления птицы, а также способов, обеспечивающих эффективное использование питательных веществ кормов при оптимальном протекании обменных процессов в организме [1].
При производстве кормов непосредственно на птицефабрике увеличивается возможность более точного регулирования их состава. Также снижается риск приобретения некачественной или фальсифицированной продукции. Совсем не обязательно производство всех компонентов на фабрике, часть можно закупать. Состав корма должен регулироваться в зависимости от различных факторов, таких как: температура и влажность в помещении, теплоощущения и внешний вид птицы, производительность, возраст, качество продукции, приедаемость корма, время суток и т.д.
Большой интерес представляет разработка математических моделей для эксергетического анализа кормовых смесей и их отдельных компонентов. Эк-сергия - потенциально максимальная часть энергии системы, которая может быть превращена в полезную работу в идеальных условиях. Уравнение энергетического баланса системы не учитывает различия качества энергии. Поэтому оно не достаточно для оценки совершенства преобразователей энергии. В технических системах таким показателем могла бы стать способность системы к совершению работы в условиях отсутствия равновесия с окружающей средой. Соответствующие термины были предложены в 1955 году югославским ученым З. Рантом, который разделил энергию системы на эксергию (технически пригодную, превратимую энергию) и анергию (технически непригодную, непревратимую ее часть). Эксергия определяется возможностью взаимодействия рассматриваемой системы с окружающей средой и зависит от параметров этой среды /2/. Эксергетический анализ уже применяется в растениеводстве для оценки эффективности роста растений. По этому же принципу возможно его использование в животноводстве, в т.ч. и птицеводстве /3/. Необходимы дальнейшие исследования в этой области науки.
Современные условия рыночных отношений (штрафы за превышение допустимых норм количества отходов постоянно повышаются, как и цена корма) подталкивают производителей к переработке и использованию отходов производства, например, высококалорийного птичьего помёта в качестве добавок в корм. В настоящее время не существует таблиц по содержанию энергии в корме, полученном из отходов производства, так как состав этих отходов индивидуален для каждой из птицефабрик. Поэтому для получения должного эффекта от введения элементов переработки в корм требуются методы их быстрой энергетической оценки. Из существующих методов переработки в корм и в кормовые добавки отходов животноводства и птицеводства известны /4, 5/:
а) очищенный помёт в качестве корма (поскольку около 40% питательных веществ корма не переваривается и выделяется с пометом, возникла идея использовать его для кормления животных и птицы);
б) вермикультура (использование калифорнийского или иной селекции
червя (например, «старателя» в России) получило широкое распространение в США, Канаде, Англии, Японии, Италии; при этом преследуется три цели: утилизация отходов, получение кормового белка и повышение плодородия почвы; биомаса червей - отличный белковый корм для птицы и свиней, способный, однако, аккумулировать соли тяжелых металлов, действуя как биологический «насос»; биомасса червей пригодна для питания людей в качестве белковой добавки);
в) использование личинок мух (биомасса личинок комнатной мухи - полноценный белковый корм для свиней, телят, птицы, пушных зверей, рыб; в нем содержится 48...52% протеина, 7...14% жира, 7... 10% клетчатки, 7% безазотистые экстрактивные вещества (гликоген, глюкоза, молочная кислота — содержатся в мясе в количестве около 1%. По своей активности они уступают азотистым экстрактивным веществам), 11.17% золы, а также биологически активные вещества (витамины, экдизон - стероидный гормон, стимулирующий линьку));
г) производство белковых кормов из отходов птицеводства (отходы от убоя и переработки птиц, от яиц с пищевым дефектом, переработки яиц при производстве яичного порошка).
Процессы в разрабатываемой АСУ ТП кормоприготовления и кормления следующие. Цех приготовления кормов из выращенных кормовых аграрных культур и сухого птичьего помета для птицы использует помёт после его экологически чистой сушки для производства первой кормовой добавки при подмешивании ее в кормовые смеси для птицы. Органические и неорганические удобрения используют для подкормки растений, которые по их созревании поступают в цех приготовления кормов вместе с птичьим помётом и с различного вида червями (вторая кормовая добавка), выращиваемыми также в пометной среде. Автоматизированное устройство экономически оптимального управления цехом переработки, в т.ч. экологически чистой сушки птичьего помета /6, 7, 8/, т.е. цехом производства первой из указанных кормовых добавок, работает следующим образом. Вычислительный блок по данным измерений и задания параметров помета, микроклимата, оборудования и формирования искусственной величины управляемого параметра расхода свежего помета Рс„ рассчитывает целевую функцию оптимизации прироста прибыли производства ЛП в выбранном диапазоне изменения Рзсп за цикл опроса системой автоматизации рассматриваемой биотехнической системы.
Блок управления находит экстремальное (максимальное) значение ЛПмакс и соответствующее ему значение аргумента функции, т.е. экономически оптимальное значение расчетного прироста прибыли. Оно подается в качестве задающего сигнала на задающий вход регулятора расхода части свежего помета и соответствует режиму максимального прироста прибыли. Это и есть оптимальное значение сформированной величины расхода оставшейся части свежего
помета Рз°°пт. Обеспечивается экономически наилучшее для технологий переработки помета и для предприятия в целом соотношение между получаемой новой дополнительной продукцией птицеводства (обеззараженный сухой помет) и расходуемым на технологии переработки помета энергоносителем любого вида.
На рис. 1 показан прогнозируемый расчетный прирост прибыли ДП в результате экономически оптимального управления. Он образуется в результате суммирования стоимостей затрат энергоносителя и прогнозируемых потерь продукции (с отрицательным знаком) в искусственно формируемом диапазоне изменения технологического режима по сформированной величине расхода свежего помета Рсп.
Приняты обозначения: Р°°пт - экономически оптимальное (наилучшее) значение при соответствующих условиях микроклимата технологических помещений здания птичника; ^ < ^ < - возможное соотношение значений температур воздуха в технологических помещениях линии оборудования для переработки помета; рм,капр°д"т - наивысшая производительность технологической линии переработки помета.
Обеспечивается точная экономическая оптимизация технологического режима комплексной переработки помета, поскольку применяемые при управлении полученные из результатов исследований рассматриваемых технологических процессов математические соотношения и используемые в них измеряемые и формируемые сигналы и константы несут в себе точную и полную информацию об управляемом процессе.
Рис. 1. Иллюстрация технико-экономической эффективности технологии производства первой кормовой добавки при управлении переработкой помета по критерию прироста прибыли
Данная система управления может быть использована для осуществления указанных методов производства кормовых добавок (б), (в), (г). Эти методы автоматизированного использования отходов позволяют в значительной степени обеспечить птицефабрику энергией корма. При этом необходим расчёт технико-экономических показателей, которые и обусловливают выбор конкретного метода. На численные значения показателей могут влиять географическое положение птицефабрики, объём производства продукции, качество отходов, предоставляемые субсидии или льготы при применении того или иного метода.
Принцип управления кормоприготовлением аналогичен экономически оптимальному управлению цехом переработки. Но существуют и отличительные черты.
На первом этапе состав и количество корма формируется в зависимости от параметров среды обитания (температура и влажность в птичнике, теплоощу-щения и внешний вид птицы, производительность, возраст, качество продукции, приедаемость корма, время суток и т.д.).
На втором этапе оценивается коэффициент полезного использования (КПИ) энергии корма /9/:
^^^ полезно использованная энергия корма ,Л ч
КПИ =----— (1)
полная энергия корма
Под полезно использованной энергией корма (1) подразумевается его химическая энергия, которая пошла на образование сельскохозяйственной продукции. В нее не входит энергия на теплопродукцию птицы, поддержание жизни биообъекта (химические и физические процессы), образование твёрдых и жидких отходов жизнедеятельности.
На третьем этапе рассчитывается экономически оптимальное значение показателя (критерия) состава и количества раздаваемого корма, которое позволит добиться максимальной прибыли, т.к. количество полезно использованной энергии может иметь одинаковое значение при различных вариантах составов корма, и соответственно, при его различной стоимости.
Схема автоматизированного управления процессом формирования состава и количества корма, учитывающая его энергию, идущую исключительно на создание конечного продукта (яиц, мяса) представлена на рис. 2.
Датчики, фиксирующие параметры среды обитания
Расчёт
максимальной
прибыли
Состав и количе-
ство корма
J к
г
Оценка КПИ
Выход продукции
Рис. 2. Обобщенная схема автоматизированного управления процессом формирования состава и количества корма
Поэтому научное обоснование применения, определение численных значений энергетического и эксергетического критериев эффективности преобразования энергии корма в птицеводческую продукцию и их практическое использование при автоматизации экономически эффективных технологий кор-моприготовления и кормления птицы является актуальной научно-технической задачей. Ее решение способствует осуществления точных технологий АПК.
Литература:
1. Кочиш, И.И. Птицеводство / И.И.Кочиш, И.И.Петраш, С.Б.Смирнов.- М.: Колос, 2004. -407 с.
2. Шаргут Я. Эксергия. - М.: Энергия, 1968. - 280 с.
3. Артюшин, А.А.Биотехническое начало высокоэффективных («точных») технологий животноводства / А.А.Артюшин, И.И.Свентицкий, А.В.Дубровин // Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве: Труды 5-й Международной научно-технической конференции. Ч. 3. - М.: ГНУ ВИЭСХ, 2006.
4. Малофеев, В.И. Технология безотходного производства в птицеводстве. - М.: Агропром-издат, 1986. - 176 с.
5. Дубровин, А.В. Ресурсосберегающая автоматизированная технология переработки птичьего помета в целях наилучшего использования энергии кормовой смеси // Птица и птицепро-дукты. - 2008. - №6. - С.47-49.
6. Литовский, Е.И. Потоки энергии и эксергии. - М.: Наука, 1988. - 144 с. Данилов А.С., инженер
Дубровин Александр Васильевич, доктор технических наук
ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Россельхозакадемии Тел. 8(499)171-19-20 E-mail: strebkovds@inbox.ru
There are the effective automated technology of preparations of the feed additives for poultry feed, which ensure the efficiency ofproduction ofpoultry products. Keywords: energy, the energy of the system, preparations of the feed , feeding, automation, control, feed additives, efficiency.
УДК 636:612.014.4
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПОВЫШЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ТЕХНОЛОГИЙ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ АГРОПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО РЕГИОНА
В.Н.Афанасьев
Изложена концепция повышения экологической безопасности сельских территорий Ленинградской области. Даны цели и задачи концепции, система мероприятий по реализации концепции, организация мониторинга, финансово-экономические основы реализации концепции, механизм реализации концепции.
Ключевые слова: экология, безопасность, технология, технические средства, инвестиции, утилизация, ресурсосбережение, окружающая среда, концепция.
