- Состав схем технологической линии и определение их производительности.

ГЛАВА 1. ПОКАЗАТЕЛИ И МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОМПЛЕКСНОЙ МЕХАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА МОЛОКА НА МТФ НА 600 ГОЛОВ КРС

1.1 Анализ показателей и методов оценки эффективности комплексной механизации производства молока на МТФ на 600 голов КРС

Применительно к условиям ведения молочного скотоводства в Республике Беларусь использование робототехнических систем видится весьма отдаленной перспективой. Однако, как показала практика, в молочном скотоводстве с большой продолжительностью смены поколений и невысокой плодовитостью селекция животных на способность приспосабливаться к довольно суровым условиям комплексов и ферм оказалось нерезультативной. Несоответствие условий обитания животных их биологическим особенностям приводит к напряжению всех физиологических систем организма, что сопровождается дополнительным расходом энергии и, как следствие, снижением естественной резистентности, воспроизводительных функций и продуктивности. Кроме того, при продолжительном неблагоприятном воздействии появляется опасность потери положительных свойств животных, уже полученных в результате многолетней селекции.

В последнее десятилетие на фермах многих зарубежных стран стали применять автоматизированные установки для индивидуального скармливания концентратов высокопродуктивным коровам вне доильного зала (такие установки имеются и в Беларуси). При этом коровы получают концентраты автоматически из кормовых станций, которые устанавливают обычно в хорошо доступном месте, чтобы коровы в период поедания корма могли находиться в покое, а слабые животные при необходимости всегда имели свободный путь для выхода из станка.

Автоматические кормовые станции позволяют выдать животному суточную норму комбикорма в виде нескольких разовых доз, размером не более 1 кг, состоящих из порций корма размером от 80 до 200 г с чистотой выдачи последних 15-20 сек. Линия обслуживает 25 коров (одну секцию) и состоит из следующих основных частей.

- бункера-питателя для приема, накопления и выдачи корма;

- винтового транспортера для подачи корма;

- станции кормления, включающей станок и дозатор индивидуальных порций с двумя датчиками уровня, посредством которых осуществляется подзагрузка кормов в оперативную емкость.

Внедрение АСУ ТП на отдельной МТФ только для учета продуктивности животных и управления раздачей концентрированных кормов не вполне целесообразно. Наибольшая эффективность их применения достигается в сочетании между собой для формирования комплексного контроля и управления содержания молочного стада и производственными процессами по ферме в целом. С достаточной степенью эффективности удается автоматизировать и осуществлять информационное обеспечение следующих приемов и операций:

-оперативный контроль за процессом лактации и уровнем продуктивности;

взятие проб для всех видов лабораторного анализа молока;

-обнаружение отклонений в составе молока;

-диагностика различных стадий маститов;

-измерение температуры молока для выявления больных и коров в охоте;

определение живой массы и регистрация активности (подвижности) дойных коров;

-комплексный расчет рациона;

-индивидуальное дозирование концентратов;

-дифференцированное разделение потока обслуживаемых коров;

-составление сводов-обзоров о продуктивности, периоде лактации и состоянии здоровья каждого животного (“календарь коровы”);

-расчет финансово-экономических показателей молочного хозяйства.

Автоматизация молочно-товарных ферм требует осуществления целого ряда изменений в технологии, машинах и оборудовании. Применение автоматизированной технологии индивидуального кормления коров концентратами требует размещения автоматических кормовых станций в секциях для животных. По-особому осуществляется планировка доильных залов. Предусматриваются специальные площадки с боксами для зооветобслуживания коров.

Таким образом, максимального эффекта от внедрения АСУ ТП можно добиться только при проведении других организационно-технологических мероприятий по повышению эффективности производства: укреплении кормовой базы, комплектовании ферм однородным высокопродуктивным стадом, надежным функционированием оборудования и др.

Необходимо признать, что низкую производительность труда на действующих молочных фермах невозможно поднять на должный уровень только за счет средств механизации. Требуется коренная перестройка технологии и организации, учитывающая как особенности машинного производства, так и физиологические потребности животных.

На основании исследований, проведенных в БелНИИЖ, опыта разработки проектов для ферм различной мощности и эксплуатации их в условиях Беларуси, определены основные принципиальные направления и технологические решения молочных ферм.

Для хозяйств с уровнем кормообеспеченности до 30 ц корм. ед. использовать преимущественно привязное содержание животных с мобильной раздачей кормов и навозоудалением стационарными механическими средствами.

Молочные фермы с кормообеспеченностью от 35 до 40 ц корм. ед. реконструировать под беспривязное содержание в боках, комбибоксах или на соломенной периодически сменяемой подстилке, с мобильной раздачей кормов, доением в доильном зале на установке типа ПДУ-8, бульдозерным удалением навоза. Целесообразность использования установок обусловлена также тем, что в летний период их можно использовать при круглосуточном содержании животных на пастбище, а в стойловый период устанавливать в доильных залах реконструированных ферм.

При кормообеспеченности более 40 ц корм. ед целесообразно использовать автоматизированные доильные установки типа “Елочка”, “Тандем” отечественного и зарубежного производства. Это дает возможность не только повысить производительность труда при производстве молока, но и внедрить автоматизированную систему управления производственными процессами (менеджмент стада), т.е. значительно интенсифицировать молочную отрасль.

При оценке эффективности различных вариантов технологического процесса главным критерием является себестоимость. В расчетах используется показатель не полной себестоимости (включающей все издержки по производству и сбыту продукций), а так называемой технологической себестоимости, т. е. сумма затрат, непосредственно связанных с данным вариантом технологического процесса.

1.2 Система машин для возделывания и уборки молока на МТФ на 600 голов КРС

При разработке систем машин и технологий для механизации животноводства должно быть обеспечено решение следующих экономических и социальных задач:

- создание принципиально новой, универсальной и многофункциональной техники и прогрессивных технологий, обеспечивающих комплексную механизацию и автоматизацию выполнения процессов и операций производства экологически чистой продукции и первичной ее обработки в различных типах хозяйств и ферм, с учетом климатических и зональных условий, особенностей технологий производства продукции;

- замещение или максимальное сокращение ручного труда при обслуживании животных и птицы, первичной переработке продукции, удельный вес которого в настоящее время составляет 35…45%, а в репродукторных цехах более 60%, улучшение условий труда персонала на основе создания и применения высокоэффективных машин и комплектов поточных линий;

- реализация генетического потенциала животных для получения максимальной продуктивности с минимальными затратами кормов, материалов и энергии на основе использования современных технологий, оптимизации параметров среды в помещениях, качественной подготовки кормов и т.п. За счет отмеченных факторов может быть повышена продуктивность животных не менее чем на 15…20%;

- повышение в 1,5…2,0 раза надежности и долговечности техники, улучшение ее условий эксплуатации, исключение травматизма персонала и животных;

- снижение на 20...35% удельной материалоемкости и энергоемкости и на 50...80% трудоемкости производства продукции и обслуживания животных.

На обоснование состава машин и экономические показатели производства продукции при их использовании, структуру поточных линий, комплектов машин влияют организационные, технологические, природно-климатические, инженерно-технические, экономические, ветеринарно-санитарные и другие факторы, а также объемно-планировочные решения ферм и зданий.

Полнота учета влияния этих факторов на количественный и качественный состав необходимой техники, экономические показатели ее применения составляет одно из важных ключевых положений методологии разработки системы машин для подотраслей животноводства.

При экономической оценке в сопоставимых условиях применения отдельных машин и технологических комплексов машин для выполнения отдельных работ и системы машин при производстве конкретных видов товарных продуктов следует использовать натуральные и стоимостные показатели включающие:

- удельные затраты труда на выполнение конкретных видов работ, обслуживание животных, получение продукции. При определении трудоемкости выполнения работ и получения продукции, при применении сравниваемых вариантов техники, необходимо учитывать затраты рабочего времени всех категорий работников, участвующих в выполнении процессов и операций, предусмотренных данной технологией, а также работников осуществляющих техническое обслуживание (ремонт, подготовку техники) машин, оборудования, энергетических установок;

- капитальные вложения (инвестиции) на приобретение, монтаж, включая подключение электродвигателей и осуществление пуско-наладочных операций, а также на возведение специальных помещений (специальной строительной части), необходимых для работы того или иного технологического комплекса машин (доильные залы, цеха для приготовления кормов, помещения для хранения и переработки продукции (навоза), котельных и других объектов);

- издержки на выполнение единицы конкретных видов работ, получение продукции, а при оценке систем машин для производства товарной продукции - себестоимость ее получения.

Используют следующие системы машин для возделывания и уборки молока на МТФ.

Установка доильная автоматизированная УДА-8Т

Предназначена для высокопроизводительного доения коров на специальной площадке типа "Тандем".

Обеспечивает на каждом доильном месте автоматическое управление процессами доения и снятия подвесной части доильного аппарата, индивидуальный учет молока; возможность связи с ЭВМ.

Установка доильная автоматизированная УДА-16Е

Предназначена для высокопроизводительного доения коров на специальной площадке типа "Елочка".

Обеспечивает на каждом доильном месте автоматическое управление процессами доения и снятия подвесной части доильного аппарата, индивидуальный учет молока; возможность связи с ЭВМ.

Установка доильная автоматизированная УДА-12Е

Предназначена для доения коров на специальной площадке в станках типа «Елочка». Обеспечивает автоматическое управление режимами доения и снятия подвесной части доильного аппарата, стимуляцию молокоотдачи и щадящее воздействие на вымя животного.

Установка доильная автоматизированная УДП-24

Предназначена для высокопроизводительного доения коров на специальной площадке типа "Параллель".

Обеспечивает на каждом доильном месте автоматическое управление процессами доения и снятия подвесной части доильного аппарата, индивидуальный учет молока; возможность связи с ЭВМ.

Установка доильная УМД-200

Предназначена для доения коров в молокопровод.

Автомат промывки

Предназначен для промывки и дезинфекции доильных установок различных типов в автоматическом режиме на МТФ до 600 голов. Обеспечивает оптимальный расход моющих и дезинфицирующих средств, температуру и продолжительность циклов, качественную промывку оборудования.

Установка закрытая молокоохладительная УЗМ-10

Предназначена для сбора, охлаждения молока от 35 до 4єС и его временного хранения (до 48 ч) при температуре не выше плюс 5єС до перевозки на дальнейшую переработку. Установка рассчитана на прием и охлаждение молока четырех удоев.

Установки закрытые молокоохладительные УЗМ-8, УЗМ-8-01

Предназначены для охлаждения молока от 35 до 4єС и его временного (до 24 ч) хранения при температуре не выше плюс 5єС до перевозки на дальнейшую переработку.

1.3 Направления повышения эффективности комплексной механизации производства молока на МТФ на 600 голов КРС

В общей эффективности сельскохозяйственного производства, как и в эффективности производства молока, выделяются следующие ее виды: производственная, экономическая, социальная и экологическая.

Производственная эффективность непосредственно зависит от применяемой технологии содержания молочного стада (перечня, последовательности, кратности и качества выполнения технологических операций, применяемых при этом средств механизации и автоматизации), а также от организации производства и труда в отрасли (размера поголовья и уровня специализации, демографического и профессионально-квалификационного состава работников, форм и методов организации их труда).

Экономическая эффективность имеет наиболее важное значение для ведения отрасли на основе расширенного воспроизводства. Данный вид эффективности, с одной стороны, формируется на основе производственной эффективности, а с другой - определяется состоянием рыночной конъюнктуры (соотношением спроса и предложения, уровнем рыночных цен и др.).

В свою очередь, социальная эффективность находит прямое или косвенное отображение и в производственной, и в экономической эффективности, поскольку именно эти виды эффективности определяют как уровень развития молочного скотоводства, так и уровень обеспеченности населения молочной продукцией.

Экологическая эффективность определяется принятой технологией содержания скота и соблюдением ее требований. Она проявляется через качество продукции, экологическое состояние среды обитания и безопасность условий труда.

Для характеристики и оценки каждого из видов эффективности применяются соответствующие показатели.

Беспривязный способ содержания характеризуется тем, что животные содержатся группами без привязи в помещениях. При таком содержании животные имеют свободный доступ к кормам и воде. Этот способ содержания позволяет упростить процессы обслуживания животных, уменьшить количество необходимой техники, а за счет уменьшения амортизационных отчислений и транспортных операций снизить и себестоимость продукции.

Однако, непременным условием такого содержания является наличие необходимого количества кормов, производственных помещений и подстилочного материала

При комбинированном способе содержания животные находятся в помещении на привязи, а в теплое время года весной, летом и осенью на выгульных площадках. Этот способ содержания совмещает в себе элементы привязного и беспривязного способов содержания. Для группового нормирования кормления животных, при этом способе содержания, у кормушек на выгульно-кормовых площадках необходимо установить оборудование для фиксирования животных во время кормления.

Из рассмотренных способов содержания животных принимается привязной способ, так как этот способ содержания животных даст хозяйству экономию кормов и подстилки, индивидуальный уход за коровами.

ГЛАВА 2. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА МОЛОКА НА МТФ НА 600 ГОЛОВ КРС

2.1 Выбор технологии содержания животных

Условия содержания животных на молочно-товарных фермах зависят от хозяйственных и других конкретных условий. В настоящее время на фермах крупного рогатого скота применяются три способа содержания поголовья: привязный, беспривязный, комбинированный.

Привязный способ содержания животных применяется на молочных и мясомолочных фермах. Он характеризуется тем, что животные зимой находятся в стойлах на привязи, а летом - на выгульных площадках или в лагерях. При данном способе содержания каждому животному выделяется определенное место, оборудованное привязью, кормушкой, автопоилкой и средствами уборки навоза.

При этом содержание коров требует больших затрат труда и денежных средств. Однако при привязном содержании возможно нормированное индивидуальное и групповое кормление коров в стойлах, экономное использование кормов и подстилки, возможности ухода за каждым животным.

Беспривязный способ содержания характеризуется тем, что животные содержатся группами без привязи в помещениях. При таком содержании животные имеют свободный доступ к кормам и воде. Этот способ содержания позволяет упростить процессы обслуживания животных, уменьшить количество необходимой техники, а за счет уменьшения амортизационных отчислений и транспортных операций снизить и себестоимость продукции.

Однако, непременным условием такого содержания является наличие необходимого количества кормов, производственных помещений и подстилочного материала.

При комбинированном способе содержания животные находятся в помещении на привязи, а в теплое время года весной, летом и осенью - на выгульных площадках. Этот способ содержания совмещает в себе элементы привязного и беспривязного способов содержания. Для группового нормирования кормления животных, при этом способе содержания, у кормушек на выгульно-кормовых площадках необходимо установить оборудование для фиксирования животных во время кормления.

Из рассмотренных способов содержания животных принимается привязной способ, так как хозяйство не может увеличить в значительной степени производство кормов по той причине, что основные силы и средства идут на производство других культур. Этот способ содержания животных даст хозяйству экономию кормов и подстилки, индивидуальный уход за коровами.

2.2 Выбор рациона кормления животных

Рационы кормления крупного рогатого скота предусматривают получение высокой продуктивности и сохранения здоровья животных при наименьших затратах питательных веществ на единицу продукции. Они должны обеспечивать общий уровень питания с учетом продуктивности животных, быть полноценным по составу органических питательных веществ, минеральных веществ, витаминов и базироваться на широком использовании кормов, при производстве которых получают высокий сбор кормовых единиц с гектара при малой их себестоимости. Использование питательных веществ кормов в значительной степени зависит от подбора кормов в рационе, т.е. от структуры рациона кормления.

Для коров и молодняка на откорме рацион кормления выбирается в зависимости от годового удоя коров и их живого веса. Плановый удой на одну среднегодовую фуражную корову составляет 3047 л, жирность 3,8 % при живой массе 450…500 кг; плановый привес молодняка 415 г в сутки, при живой массе 200 кг.

В существующий рацион кормления необходимо включить концкорма, микродобавки, жмых. Суточный рацион кормления животных приводится в таблице 2.1.

2.3 Выбор и обоснование режима работы фермы

Доярки и скотники на ферме работают в одну смену. Кормление животных трехразовое, доение основного стада - двухразовое. Доение коров в родильном отделении - трехкратное. В ночное время на ферме дежурит охрана. В таблице 2.2. представлен распорядок дня фермы при односменной работе, двукратном доении, при нагрузке на мастера машинного доения 50 коров.

2.4 Определение суточного и годового потребления кормов, выхода продукции и навоза

Суточная и годовая потребность в кормах определяется исходя из планового поголовья животных и рационов кормления.

Суточная потребность одного вида корма определяется по формуле:

Pc=M*N (2.1.)

где М - поголовье животных на ферме;

N - норма выдачи данного вида корма на одну голову в сутки, кг.

Годовое количество кормов одного вида, необходимое для фермы определяется по формуле

Pг = Pc ДК, (2.2)

где Д - годовое количество кормодней для данного вида корма;

К - коэффициент, учитывающий естественные потери корма при хранении.

Продолжительность зимнего периода использования кормов 210 дней, летнего - 155. Количество кормодней и значения коэффициента К для различных видов кормов приводятся в таблице 2.1.

На мясо - молочной ферме крупного рогатого скота основными видами продукции являются молоко и мясо.

Годовой выход молока рассчитывается по формуле:

Qмол = M*Gгод K, (2.3.)

где М - поголовье животных на ферме;

Gгод - плановый годовой надой на одну корову.

Gгод = 3047 кг;

К - коэффициент, учитывающий сухостойность коров, К = 1,3

Qмол = 600*3047*1.3 =2377 т

Годовой выход мяса определяется по формуле:

Qмяса = M*Gож ДK1, (2.4.)

где М - поголовье скота на откорме;

Gож - среднесуточный привес одного животного

Gож = 0,415 кг;

Д - число дней откорма КРС до 400 кг;

К1 - коэффициент, учитывающий неравномерность привеса животных. К1 = 0,9

Qмяса = 600*0.415*365*0.9=81,80 т

Суточный выход навоза определяется по формуле:

Qнс = Kн*M *(Bm+Bж+Bподст.), (2.5)

где Кн - коэффициент, зависящий от места уборки навоза,

Кн = 0,3

М - поголовье скота;

Вт - суточный выход твёрдой фракции от одного животного

Вт = 30 кг ;

Вж - суточный выход жидкой фракции от одного животного

Вж = 10 кг ;

Вподст - масса подстилки на одно животное в сутки

Вподст = 5 кг.

Qнс = 0,3*600* (30+10+5) = 8,1 т

Годовой выход навоза Qнг определяется по формуле:

Qнг = Qнс*365 (2.6.)

Qнг = 8,1*365 = 2956 т

2.5 Определить потребление основных и вспомогательных сооружений

Типы производственных помещений для животных выбираются в зависимости от количества поголовья животных и способа его содержания по существующим типовым проектам. Количество основных производственных помещений определяется исходя из норм площади, необходимой на одну голову. Исходя из этого выбирается три коровника на 200 голов дойного стада каждый для привязного содержания.

Размеры складских помещений для концкормов, хранилищ для сочных кормов, количество скирд соломы, сараев для сена определяются на основании годовой потребности в кормах.

Для сбережения кормов выделяются специальные площадки, на которых размещаются складские помещения. Концкорма хранятся в закрытых помещениях, которые размещаются рядом с кормоцехом. Корнеплоды хранятся в буртах, силос из зеленой массы кукурузы или других культур - в бетонных наземных траншеях. Сено хранится в специальных сараях, солома скирдуется.

Общий объём для хранения годовых запасов корма определяется исходя из его годовой потребности и объёмной массы по формуле:

V = Pг / Y, (2.7.)

где Рг - годовая потребность в корме данного вида, кг;

Y - объёмная масса данного корма, кг/м3

Расчёт объёмов хранилищ для различных видов кормов сводится в таблице 2.4.

Потребность в хранилищах N определяется, исходя из них вместимости, по формуле:

N = V/Vх*Е, (2.8.)

Vх - вместимость х типового хранилища, м3;

Е - коэффициент использования вместимости хранилища

Данные расчётов потребности в хранилищах для всех видов кормов заносятся в таблицу 2.4.

2.6 Выбор и обоснование техпроцессов по доставке и раздачи кормов, сбору и обработке продукции, уборке и транспортировке навоза, создание микроклимата

Для получения конечной продукции на животноводческой ферме крупного рогатого скота необходимо осуществить следующие процессы:

1) кормление животных;

2) поение;

3) доение;

4) уборка навоза;

5) создание микроклимата;

6) уход за животными.

Анализ схемы показывает, что каждый технологический процесс состоит из комплекса последовательных операций, которые выполняют машины.

Технологический процесс подготовки кормов начинается с погрузки их в транспортное средство. Погрузка грубых кормов и силоса осуществляется погрузчиком ПСК -5. Дополнительное измельчение производится измельчителем РСС - 6Б с погрузкой измельченной массы в мобильный кормоздатчик КТУ -10А.

Он применяется для подвоза грубых кормов, силоса и раздачи их в кормушки в период кормления животных. Для погрузки корнеплодов применяется грейферный погрузчик ПГ - 0,5Д. Корнеплоды грузятся на тракторный прицеп 1 - ПТС - 2Н, который в агрегате с трактором транспортирует корма к измельчителю. Сочные и грубые корма от кормоцеха до животноводческого помещения транспортируются и раздаются мобильным кормораздатчиком КТУ - 10А.

На животноводческих фермах требуется большое количество воды для поения животных, приготовления кормов, содержания в чистоте оборудования и помещений. Для водоснабжения фермы используется грунтовые воды, которые поднимаются в водонапорную башню БР - 15У автоматической водоподъёмной установкой ВУ - 10 - 30. От водонапорной башни ко всем потребителям вода подаётся по трубопроводу. Поение животных осуществляется автопоилками АП -1А. Одна автопоилка обслуживает двух животных.

Доение коров на ферме наиболее сложный и трудоёмкий процесс. В зависимости от способа содержания животных на ферме доение механизируется с помощью различных доильных установок. При привязном содержании коров, применяемом на проектируемой ферме, используется доильная установка АДМ - 8 с молокопроводом. В молочном отделении молоко очищается, охлаждается, а затем молоковозом транспортируется на молокозавод. Очистка молока производится охладителем - очистителем молока ОМ - 1, для охлаждения используется танк - охладитель ТОМ - 2А, в качестве источника холода - машина ТХУ - 14.

При привязном содержании крупного рогатого скота для удаления навоза применяются стационарные средства. Навоз из стоил очищается скребком, который получает привод от цепи основного транспортера и осуществляет круговые движения. Этот скребок сбрасывает навоз в навозный канал. Из навозного канала транспортером ТСН - 160А навоз удаляется из помещения и грузится в прицеп 2 - ПТС-4 - 877А. Прицепом, в агрегате с трактором, навоз транспортируется с территории фермы в навозохранилище.

На ферме применяется приточно - вытяжная вентиляция с естественным побуждением воздуха. Такая вентиляция происходит под влиянием ветра и вследствие разности температур. В коровниках и в других производственных помещениях наряду с естественным освещением имеется и искусственное.