CC BY
47
УДК 631.333.8:006.354 DOI 10.51794/27132064-2021-4-103
УДАЛЕНИЕ НАВОЗА ПРИ БЕСПРИВЯЗНОМ СОДЕРЖАНИИ
ЖИВОТНЫХ
Е.Е. Подольская, научный сотрудник Е.В. Бондаренко, научный сотрудник
B.О. Марченко, ведущий инженер
C.А. Свиридова, научный сотрудник Новокубанский филиал ФГБНУ «Росинформагротех» E-mail: gost304@yandex.ru
Аннотация. Системы навозоудаления являются необходимым элементом животноводческих комплексов. С их помощью поддерживается достаточный уровень чистоты, обеспечивается соблюдение санитарно-гигиенических требований. Механизация и автоматизация процессов позволяют добиться максимальной эффективности при высокой экономической рентабельности. Выбор системы навозоудаления зависит от разных факторов, в первую очередь - от способа содержания животных, который определяется в зависимости от цели разведения коров, а также условий хозяйства: кормовой базы, конструкции помещений, доступных площадей. На сегодняшний день фермы практикуют привязную или беспривязную технологию. Механические способы предусматривают удаление навоза в загонах при помощи самоходных машин: бульдозера, фронтального погрузчика или скрепера. В помещениях применяются транспортеры -цепные (скребковые и штанговые) либо шнековые, а также дельта-скреперное оборудование. На фермах, оснащенных по последнему слову техники, используются мобильные роботы. Приведены основные типы машин и оборудования для удаления навоза, особое внимание уделено техническим средствам для удаления навоза при беспривязном содержании животных, отмечено назначение конструкции скреперных установок. Представлены результаты определения показателей качества выполнения технологического процесса скреперными установками при испытаниях, проведенных на машиноиспытательных станциях Минсельхоза России за 2017-2020 гг. в соответствии с действующей нормативной документацией. Ключевые слова: удаление навоза, скреперная установка, показатели качества, животноводство.
Введение. Для решения задач производственной безопасности России необходимо эффективное развитие отрасли животноводства. При производстве говядины и молока перспективным направлением является беспривязное свободно-выгульное содержание животных. Основными тенденциями развития техники для содержания крупного рогатого скота являются разработка и производство разнообразных по конструктивному исполнению и функциональным возможностям машин для выполнения основных технологических процессов. Поэтому сельхозтоваропроизводители имеют возможность комплектовать оптимальный парк техники для эффективного содержания, кормления, поения животных и удаления навоза.
К наиболее трудоемким процессам в животноводстве относятся уборка и удаление навоза из помещений. Применяемые для
этой цели технические средства должны удовлетворять следующим требованиям:
- проводить качественную очистку помещения от навоза и его погрузку без затрат ручного труда;
- не оказывать отрицательного воздействия на микроклимат помещения, людей, животных, корм, продукцию и окружающую среду;
- иметь устройства, предотвращающие аварийные режимы работы, надежную, эстетичную и технологичную конструкцию [1].
Многообразие технологий содержания животных вызывает необходимость использования различных систем уборки навоза в помещениях. Наиболее широко применяются три системы удаления навоза: механическая, гидравлическая и комбинированная. Уровень механизации работ по удалению навоза на животноводческих фермах достигает 70-
75%, а трудовые затраты - 20-30% общих затрат. В зависимости от влажности различают твердый, подстилочный (влажностью 7580%), полужидкий (85-90%) и жидкий (9094%) навоз. Состав и свойства навоза, а также способ содержания животных влияют на процесс его удаления. На фермах крупного рогатого скота (КРС) и животноводческих комплексах в основном применяется механическая система удаления навоза. Механическая система предопределяет удаление навоза из животноводческих помещений всевозможными средствами: навозными транспортерами, скреперными установками, бульдозерными лопатами и другими механизмами периодического действия [2].
Методы проведения работ. Сравнительный анализ номенклатуры функциональных показателей качества выполнения технологического процесса скреперными навозоубо-рочными установками при испытаниях в соответствии с действующей нормативной документацией.
Результаты исследований и обсуждение. При содержании животных на комплексах по производству говядины и молока широко применяются три системы удаления навоза: механическая, гидравлическая и комбинированная. В основном, более распространен механический способ удаления навоза из помещений, основанный на использовании стационарных (скребковые, штанговые и шнековые транспортеры, скреперные установки возвратно-поступательного действия) и мобильных средств (бульдозеры разных типов). Навоз из животноводческих помещений удаляют с применением навозо-уборочных скребковых транспортеров типов ТСН-160, ТСН -160А, ТСН-160Б, ТСН-3Б, ТР-5, ТСН-2Б, ТШН-200, скреперных установок СГ-2, АСН, УС-10, УС-12, УСП-12, скреперных продольных транспортеров ТС-1ПР в комплекте с поперечным УСП-12 [2]. Эффективные средства механизации уборки навоза в коровниках при привязном содержании скота - скребковые цепные транспортеры, а для коровников с беспривязным содержанием скота лучше всего использовать дельта-скреперную установку.
Рассмотрим более подробно устройство и принцип работы скреперных установок. Дельта-скреперная система навозоудаления предназначена для удаления навоза из открытых проходов, в которых он скапливается. Длина контура и количество скребков скреперной установки подбираются, исходя из размеров коровника и расположения стойл. Исполнение установок - продольное и поперечное.
Наибольшее распространение получили дельта-скреперные установки УНС-1 (170 м) и УНС-1 (250 м) (рис. 1, 2). Они предназначены для уборки навоза из открытых навозных проходов животноводческих помещений при беспривязном боксовом способе содержания животных и подачи его в поперечный канал.
Скрепер комплектуется четырьмя рабочими органами, поэтому выгрузка навоза происходит с торца и с середины помещения. Соединение цепи происходит с помощью соединительных звеньев, что исключает применение сварки при сборке и изменении длины цепи в процессе эксплуатации. Убирают навоз такими установками за счет возвратно-поступательного движения скребка (скрепера), установленного на каждой ветви контура. Уборка навоза скреперной установкой производится несколько раз в сутки. Установка работает нормально при использовании подстилки до 1 кг на голову в сутки. Чистота уборки зависит от качества бетонирования канала.
Навоз из навозных проходов удаляется автоматическим скрепером с электромеханическим приводом в центральный навозный канал, откуда смывается по трубам в предварительный навозосборник, где накапливается в течение 10-14 дней. Скрепер для удаления навоза состоит из 4 компонентов, что дает возможность выгрузить навоз из любого угла коровника. В скреперы вставляется специальный привод. Цепи объединяются соединительными звеньями. Быстро и качественно проводят удаление навоза из продольных открытых проходов: с центра и торцов, а также очищают поверхность от любого навоза: жидкого и сухого.
Рис. 1. Дельта-скреперная установка УНС-1
Рис. 2. Скреперная установка
Благодаря сокращению количества опасных испарений аммиака в коровнике «смягчается» микроклимат, улучшаются санитарно-гигиеническое показатели фермы. Безопасны для КРС и перемещаются медленно, не мешая привычному образу жизни живот
ных; удобные функции: мгновенная остановка при столкновении с препятствием, уведомление о сбое и т. д.
Дистанционное управление: возможность установить частоту чистки; есть круглосуточный режим работы. Легкость уборки навоза за счет удобного дисплея, экономичное потребление электроэнергии, соответственно, небольшие эксплуатационные расходы. Управляется компьютером, поэтому процесс полностью безопасен, подходит для проходов на ровных поверхностях без канала или с каналом. Питание устройства управления - от сети трехфазного тока напряжением 380 В и частотой 50 Гц.
Технологический процесс удаления навоза в животноводстве при испытаниях машин и оборудования для удаления навоза проводят по ГОСТ 31344-2007 «Машины и оборудование для удаления навоза. Методы испытаний» [3], который в настоящее время пересматривается и будет актуализирован.
Для определения качества работы скреперных установок выполнен анализ протоколов испытаний данного типа машин и оборудования [4-8], проведенных ФГБУ «Кировская МИС» и ФГБУ «Подольская МИС» на соответствие действующей нормативной документации (таблица). Условия испытаний скреперных установок для уборки навоза были типичными для каждой машины на всем протяжении эксплуатации устройств.
Таблица. Показатели качества выполнения технологического процесса скреперными
Марка машины
Наименование показателя УНС-1 СГ-2 АСН УСН-Ф-0,25 УСН
Кировская МИС Подольская МИС
Полнота удаления навоза, % 87,8 100 100 96 95
Количество животных, полу-
чивших травмы, % 0 0 0 0 0
Способ удаления навоза механический механический механический механический механический
Привод цепной тросовый цепной цепной тросовый
Установленная мощность, кВт 2,2 3,0 1,5 2,5 3,0
Трудоемкость ежедневного
технического обслуживания,
чел-ч 0,78 0,003 0,003 0,25 0,003
Число обслуживающего пер-
сонала, чел. 1 1 1 1 1
Эксплуатационная надежность хорошая достаточная достаточная хорошая достаточная
Безопасность выполнения
работ обеспечена обеспечена обеспечена обеспечена обеспечена
Электрооборудование при испытаниях навозоуборочных машин качественно выполняет технологический процесс, предусмотренный техническими условиями. Конструкции испытанных машин для уборки навоза скреперными установками соответствуют требованиям системы стандартов безопасности труда. Скреперные установки используются на уборке навоза в животноводческих комплексах и помещениях с беспривязным содержанием животных.
Из результатов данных исследуемых протоколов испытаний на машиноиспытательных станциях (МИС) Минсельхоза России следует, что согласно технологическим требованиям к средствам удаления навоза в животноводстве [9] полнота уборки навоза должна составлять 85%, по протоколам испытаний - от 87,8% до 100%; при этом животные не травмируются, содержание газов в воздухе после уборки помещений в норме, эксплуатационная надежность хорошая, безопасность выполнения работ обеспечена. Испытанные образцы скреперных машин для уборки навоза имеют высокую надежность, наработку на отказ выше указанной в технических условиях (ТУ) и успешно эксплуатируются на животноводческих фермах.
Выводы. Главной задачей успешной интенсификации животноводства являются технологии содержания скота, которые будут отвечать всем биологическим потребностям животных. Поэтому задачи отечественного животновода состоят в том, чтобы с помощью технических средств и рациональных технологических решений создать оптимальные способы содержания крупного рогатого скота, способствующие проявлению их продуктивного потенциала, что в свою очередь сыграет роль в устойчивом развитии отечественной отрасли мясной и молочной продукции в России.
При введении в эксплуатацию животноводческих ферм и комплексов одновременно вводятся в действие системы удаления, хранения и подготовки к использованию навоза и решения проблемы использования в качестве органических удобрений всех видов навоза и сточных вод. Для уборки навоза из
открытых навозных проходов животноводческих помещений при беспривязном боксовом способе содержания животных и подачи его в поперечный канал лучше использовать скреперные и дельта-скреперные установки. Система отличается небольшим расходом электроэнергии, может работать постоянно и подходит для ферм с любой площадью помещений. Среди основных недостатков -низкая скорость движения лопастей скреперов. А также тот факт, что любое препятствие мешает проведению уборки.
В результате анализа протоколов МИС периодических испытаний скреперных установок при удалении навоза из животноводческих помещений установлено, что испытанные образцы:
- имеют соответствующие и удовлетворяющие требованиям нормативной документации показатели качества выполнения технологического процесса по эксплуатационно-технологической оценке, оценкам электропривода, безопасности и надежности;
- соответствуют требованиям ТУ;
- соответствуют требованиям системы стандартов безопасности труда;
- имеют высокую техническую надежность.
Необходимо отметить, что номенклатура показателей качества работы скреперных установок в протоколах соответствует номенклатуре действующего на сегодняшний день межгосударственного стандарта ГОСТ 31344 -2007 [3]. Новокубанским филиалом ФГБНУ «Росинформагротех» (КубНИИТиМ) совместно с машиноиспытательными станциями России и другими заинтересованными организациями ведется актуализация вышеуказанного межгосударственного стандарта. Пересматриваемый документ будет распространяться на машины, оборудование и системы удаления навоза (бульдозеры, мобильные агрегаты, скребковые транспортеры, установки циклического действия, пневмо-установки, дельта-скреперные установки и самотечные системы) и устанавливать методы их испытаний, условия проведения испытаний и номенклатуру показателей и качества выполнения технологического процесса.
Литература:
1. Петров Е.Б. Анализ технологий при откорме крупного рогатого скота // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. 2019. № 3. С. 47-51.
2. Христинин Н.М. Современные технические средства для уборки навоза и их потребительские свойства по результатам испытаний на ФГБУ «Подольская МИС» // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. 2017. № 3. С. 177-180.
3. ГОСТ 31344-2007. Машины и оборудование для удаления навоза. Методы испытаний. М., 2007. 27 с.
4. ПИ 06-14-17. Установка навозруборочная скреперная УНС-1. URL: http://http://sistemamis.ru/protocols/ 2017/ki1417.pdf
5. ПИ 09-44-19. Установка для удаления навоза и навозной жижи. URL: http://sistemamis.ru/protocols/2019/ bd/pd4409.doc
6. ПИ 09-08-00. Установка скреперная для уборки навоза УСН-Ф-0,25. URL: http://sistemamis.ru/protocols/ bd/pd0800.doc
7. ПИ 09-56-09. Система навозоудаления «АСН». URL: http://sistemamis.ru/protocols/bd/pd4409.doc
8. ПИ 09-84-09. Гидрофицированная скреперная установка СГ-2. URL: http://sistemamis.ru/protocols/bd/pd-8409.doc
9. РД-АПК 3.10.15.01-17. Методические рекомендации по проектированию систем удаления, обработки, обеззараживания, хранения и утилизации навоза и помета. М., 2017. 160 c.
Literatura:
1. Petrov E.B. Analiz tekhnologij pri otkorme krupnogo rogatogo skota // Vestnik Vserossijskogo nauchno-issle-dovatel'skogo instituta mekhanizacii zhivotnovodstva. 2019. № 3. S. 47-51.
2. Hristinin N.M. Sovremennye tekhnicheskie sredstva dlya uborki navoza i ih potrebitel'skie svojstva po rezul'ta-tam ispytanij na FGBU «Podol'skaya MIS» // Vestnik Vserossijskogo nauchno-issledovatel'skogo instituta mekhanizacii zhivotnovodstva. 2017. № 3. S. 177-180.
3. GOCT 31344-2007. Mashiny i oborudovanie dlya uda-leniya navoza. Metody icpytanij. M., 2007. 27 c.
4. PI 06-14-17. Ustanovka navozruborochnaya skreper-naya UNS-1. URL: http://http://sistemamis.ru/protocols/ 2017/ki1417.pdf
5. PI 09-44-19. Ustanovka dlya udaleniya navoza i navo-znoj zhizhi. URL: http://sistemamis.ru/protocols/2019/bd /pd4409.doc
6. PI 09-08-00. Ustanovka skrepernaya dlya uborki navoza USN-F-0,25. URL: http://sistemamis.ru/protocols/bd/ pd0800.doc
7. PI 09-56-09. Sistema navozoudaleniya «ASN». URL: http://sistemamis.ru/protocols/bd/pd4409.doc
8. PI 09-84-09. Gidroficirovannaya skrepernaya ustanov-ka SG-2. URL: http://sistemamis.ru/protocols/bd/pd-84-
09.doc
9. RD-APK 3.10.15.01-17. Metodicheckie rekomendacii po proektirovaniyu cictem udaleniya, obrabotki, obezza-razhivaniya, hraneniya i utilizacii navoza i pometa. M., 2017. 160 c.
THE MANURE REMOVAL AT FREE-TIED ANIMALS KEEPING E.E. Podolskaya, research worker E.V. Bondarenko, research worker V.O. Marchenko, leading engineer S.A. Sviridova, research worker Novokubansky filial of FGBNY "Rosinformagrotech"
Abstract. Manure removal's systems are a necessary element of livestock complexes. With their help, a sufficient level of cleanliness is maintained, in compliance with it the sanitary-and-hygienic requirements are ensured. Mechanization and automation of processes make it possible maximum efficiency at high economic profitability to achieve. The manure removal system's choice depends on various factors, first of all - animals keeping's method, which in depending on the cows breeding purpose is determined, as well as the farm's conditions: the food base, premises design, available areas. Today, farms practice tied or free-tied technology. Mechanical methods provide the manure removal in cowsheds by self-propelled machines using: a bulldozer, a frontal loader or a scraper. There in the premises, chain conveyors (scraper and rod) or screw conveyors, as well as delta-scraper equipment are used. Mobile robots are used on farms equipped with the latest mechanical technology. The main types of manure removal's machines and equipment are given, special attention to technical means for manure removal at the free-tied animals keeping is paid, the of scraper installations design purpose is noted. The results of the quality determining indicators of technological process by scraper installations during tests conducted at the machine testing stations of the Russian Ministry of Agriculture for 2017-2020 in accordance with the currently regulatory documentation are presented. Keywords: manure removal, scraper installation, quality indicators, livestock.
