CC BY
20
УДК 631.22.018:001.891
ВЛИЯНИЕ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ УБОРКИ И ПОДГОТОВКИ НАВОЗА К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКЦИИ ЖИВОТНОВОДСТВА
П.И.Гриднев, Т.Т.Гриднева
Приведены результаты экономической оценки эффективности функционирования систем утилизации навоза, сформулированы основные положения повышения экологической безопасности производства продукции животноводства. Ключевые слова: экономический эффект, удельная энергоемкость, компостирование, интенсивная ферментация, комплексные органо-минеральные удобрения с заданными физико-химическими характеристиками.
Любое производство продукции животноводства неизбежно связано с негативным воздействием на окружающую среду. Все факторы негативного воздействия на окружающую среду возможно разделить на две категории. К первой категории относятся факторы, степень влияния которых на окружающую среду не зависит от природно-климатических особенностей зоны расположения животноводческого предприятия, применяемых технологических и технических решений по всему комплексу вопросов обеспечения функционирования предприятий. К их числу относятся газообразные вещества, выделяемые животными в процессе дыхания и пищеварения. Влияние их на окружающую среду незначительно. Ко второй категории относятся факторы, степень влияния которых на окружающую среду, зависит от применяемых технологических и технических решений, природно-климатических особенностей зоны расположения предприятий. Основным источником их образования является навоз животных.
При неправильном обосновании размера животноводческого предприятия, выбора технологических и технических решений по системам уборки и подготовки навоза к использованию окружающей среды может быть причинен невосполнимый урон, вплоть до отрицательного воздействия на здоровье обслуживающего персонала и населения зоны расположения предприятия. В целом по России суммарный экономический ущерб от негативного воздействия навоза на окружающую среду может достигать 165 млрд. рублей, что составляет не менее 27,9 процентов от годового валового производства продукции животноводства в сельскохозяйственных организациях (см. таблицу 1).
Основными составляющими экономического ущерба являются недобор урожая сельскохозяйственных культур (35,0...40,0 млрд.руб.) и оплата за размещение неиспользованного навоза 39,7. 84,5 млрд.руб.
Таблица 1. Экономическая оценка неэффективного функционирования систем
утилизации навоза
Наименование показателей Единица измерения Количество Стоимостная оценка, млрд.руб.
Неиспользованный навоз млн.т 160.170 22,0.26,0
Недобор урожая в пересчете на зерно млн.т 7,5.9,0 35,0.40,0
Выброс в атмосферу СО2 (парниковый газ) млн.т 18-19 14,5.15,0
Оплата за размещение неиспользованного навоза млн.т 160.170 39,7.84,5
X « 165 млрд.руб.
По каким же причинам сельхозтоваропроизводители очень неэффективно используют ресурсы навоза? Их много. Назовем основные из них.
Длительное время строительство животноводческих предприятий велось с основной целью увеличения производства молока и мяса. При этом создание систем утилизации навоза уходило на второй план, предприятия привязывались к конкретной местности без строгого учета природно-климатических особенностей, имеющихся ресурсов, зачастую не имели в необходимом объеме площадей для утилизации навоза, навозохранилищ необходимой вместимости. Выбор систем уборки навоза происходил по методу минимизации затрат на создание животноводческого предприятия без учета последующих затрат на хранение, переработку и использование навоза. Законодательная база не стимулирует производителей сельскохозяйственной продукции к решению экологических проблем.
Существующие системы уборки и переработки навоза имеют ряд недостатков, которые сдерживают их применение в производстве.
Как правило, они предусматривают длительное хранение исходного навоза, не предусматривают поточности выполнения операций, применяемые технические средства имеют высокую удельную металло- и энергоемкость, низкую наработку на отказ, не обеспечивают выполнение требуемых операций в автоматическом режиме. На сегодняшний день практически не решен вопрос уборки навоза из помещений при использовании в качестве подстилки не измельченной соломы или других длинноволокнистых материалов. [1.. .4].
Анализ удельной энергоемкости процессов утилизации навоза (уборка, переработка, внесение) для различных типоразмеров животноводческих предприятий (молочные фермы до 400 коров, откорм КРС до 10 тыс. голов, свиноводческие предприятия до 12 тыс. голов) показывает, что на данные процессы затрачивается от 7 до 25 % общих годовых расходов энергоресурсов на условную голову (см. таблицу 2). С учетом высказанных соображений инновационные технологии по системам уборки и подготовки навоза к использованию должны базироваться на следующих принципах.
Таблица 2. Удельная энергоемкость процессов утилизации навоза для различных типоразмеров животноводческих предприятий (л/ус.голов; кВт.ч/ус.голов)
Наименование процесса Технологии переработки навоза
Приготовление компостных смесей в процессе уборки навоза Приготовление компостных смесей козловым краном Приготовление компостных смесей в линзе Механическое разделение навоза на фракции Твердофазная ферментация Биотермическая стабилизация
жидкое топливо элект р°- энергия жидкое топливо элект ро- энергия жидкое топливо элект ро- энергия жидкое топливо элект ро- энергия жидкое топливо элект ро- энергия жидкое топливо элект ро- энергия
Уборка навоза 0-2,7 8,823,3 0-2,7 6,938,9 0-2,7 22,237,9 0-2,7 033,9 0-2,7 13,225,4 0-2,7 5,324,6
Переработка 4,911,5 022,2 6,241,8 16,455,2 13,960,6 6,434,0 1,410,5 5,591,6 13,632,0 36,445,1 0 19,2145,6
Внесение удобрений в почву 6,18,1 0-2,0 7.128,2 0 6,928,2 0 5,933,5 016,8 13,524,8 0 6,024,8 0-2,0
Суммарная энергоемкость 11,022,3 8,847,5 13,372,7 23,354,1 20,891,5 28,671,9 7,346,7 5,5142,3 27,159,5 49,670,5 6,027,5 24,5172,2
Суммарная энергоемкость, кВт.ч 136,7-306,8 178,0-939,6 270,5-1136,1 90,4-685,4 364,8-762,5 94,3-492,0
Средняя суммарная энергоемкость, л 27,0 79,3 99,6 75,2 68,6 52,4
Минимизация объема выполняемых работ в процессе, уборки навоза из помещений, исключение применения при этом ручного труда, сокращение выбросов вредных газов из навоза в процессе его накопления и хранения за счет применения специальных подстилочных и газопоглотительных материалов, высоконадежных стационарных технических средств, работающих в автоматическом режиме по заданным программам, а также автоматизированных роботов, дальнейшее совершенствование строительства навозосборных каналов и систем гидравлической уборки навоза с целью минимизации разбавления навоза технической и грунтовой водой. Основой для реализации вышеизложенных положений могут быть созданные в институте шнековые транспортеры, автоматизированные скреперные установки с гидравлическим приводом (рис. 1 и 2), автоматизированные установки для порционной уборки навоза, гидравлические
системы уборки навоза с донным сбросом, находящийся на стадии экспериментальных исследований штанговый транспортер с гидравлическим приводом.
Рис.1. Автоматизированная скреперная установка СГ-2 в коровнике ЭХ «Кленово-Чегодаево»
В плане минимизации негативного воздействия на окружающую среду весьма перспективны технологии содержания животных на глубокой подстилке, особенно в тех зонах, где имеются ресурсы сломы. Для реализации подобных технологий необходимо усовершенствовать машины для внесения подстилки в стойло, создать легко трансформируемое станочное оборудование, машины для рыхления подстилочного навоза и выгрузки его из помещений по мере необходимости.
Основным направлением подготовки навоза к использованию остается производство на его основе органо-минеральных удобрений с заданными физико-химическими свойствами под различные культуры севооборота.
В регионах с достаточными ресурсами влагопоглащающих материалов целесообразно применять различные технологии производства компостов с дозированным введением в их состав всех необходимых минеральных и бактериальных компонентов.
Рис.2. Схема размещения скреперной гидравлической установки СГ-2 в животноводческом помещении: 1-скрепер; 2-станция приводная; 3-юлок поворотный; 4-механизм концевого включения; 5-датчик нятяжения троса; 6-лента; 7-гибкий участок тягового контура; 8-гидростанция; 9-магистраль гидравлическая в сборе; 10-шкаф управления
Наиболее целесообразно применять технологии производства компостных смесей в процессе уборки навоза из помещений, которые позволяют значительно сократить количество выполняемых операций, удельные энергоемкость и трудоемкость процесса, потери навоза, негативное воздействие на окружающую среду и повысить качество органо-минерального удобрения.
Для реализации подобных технологий необходимо создать измельчитель-питатель-дозатор влагопоглащающих материалов, питатели-дозаторы минеральных компонентов и бактериальных культур; смеситель органо-минеральных удобрений. На основе названного комплекта оборудования могут быть созданы цеха круглогодичного или периодического производства высококачественных удобрений.
В дальнейшем целесообразно усовершенствовать линию интенсивной ферментации компостных смесей и затаривания готовых удобрений.
В регионах, не имеющих ресурсов по влагопоглащающим материалам, подготовку бесподстилочного навоза к использованию, как и прежде, рекомендуется вести по двум направлениям: путем механического разделения на фракции или гомогенизации.
Существующие в России технические средства для выполнения этих операций требуют коренной модернизации на основе принципиально новых физических явлений, позволяющих значительно повысить эффективность процессов: прессование с одновременной вибрацией и фильтрацией в слой жидкости; использование эффектов ковитации, магнитострикции, флотации и т.д.
Опыт передовых отечественных и зарубежных предприятий, теоретические расчеты свидетельствуют о том, что на основе названных технологических и технических решений могут быть созданы высокоэффективные системы утилизации навоза, в максимальной степени отвечающие требованиям по защите окружающей среды от загрязнения, обеспечивающие повышение плодородия почв и экологически безопасное производство продукции животноводства.
Другие технологии переработки навоза, нацеленные на производство из него биогаза, жидкого топлива, разного рода белковых добавок в России в ближайшие десятилетия могут иметь крайне ограниченное распространение, ввиду природно-климатических особенностей, сложности процессов и дороговизны оборудования.
В заключение необходимо отметить, что без государственной поддержки решить проблему создания экологически безопасных производств по производству продукции животноводства не представляется возможным. В сложившихся экономических условиях затраты на производство и использование органических удобрений не окупаются возможной прибавкой урожая сельскохозяйственных культур.
Необходимо на законодательном уровне обеспечить условия экономической заинтересованности сельхозтоваропроизводителей в создании экологически безопасных предприятий по производству продукции животноводства и растениеводства. Нам представляется, что основой подобной законодательной базы мог бы быть долгосрочный Государственный заказ на поставку сырья со строго лимитированными показателями качества для производства продуктов питания.
Литература:
1. Афанасьев, В.Н. Технологические решения по утилизации навоза на животноводческих фермах при отсутствии сельскохозяйственных угодий / В.Н. Афанасьев, А.В.Афанасьев, А.Н.Самсонов // Сборник научных трудов / ГНУ ВНИИМЖ.- 2009.- Т. 20, ч. 3.- С.150-155.
2. Ковалев, Н.Г. Органические удобрения в XXI веке. (Биоконверсия органического сырья). -Тверь, 2006.- 304с.
3. Миронов, В.В. Технологии и технические средства интенсификации производства органических удобрений на фермах крупного рогатого скота: Автореф. дис. докт. техн. наук.- Мичуринск, 2010.
4. Стратегия машинно-технологического обеспечения производства продукции животноводства на период до 2020 года.- М.:ФГНУ «Росинформагротех», 2009.- 71с.
Гриднев Павел Иванович, доктор технических наук, заместитель директора
Гриднева Татьяна Трофимовна, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник
ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт механизации животноводства
Россельхозакадемии
Тел. 8(4967)674333
E-mail: [email protected]
There are the results of economic evaluation of the efficiency of systems of managing manure, the basic provisions are formulated in order to improve the environmental safety of livestock production.
Keywords: economic impact, energy intensity, composting, intensive fermentation, complex organo-mineral fertilizers with specified physical and chemical characteristics.
УДК 631.363.2
УНИВЕРСАЛЬНАЯ ПЛЮЩИЛКА ЗЕРНА
П.А. Савиных, В.А.Казаков
Представлена новая универсальная плющилка зерна, позволяющая осуществлять как одноступенчатое, так и двухступенчатое плющение влажного или сухого зерна. Дано устройство и принцип работы разработанной универсальной плющилки зерна.
Ключевые слова: плющение зерна, консервирование зерна, конструктивно-технологическая схема, устройство, принцип работы, достоинства новой плющилки.
