Введение к работе
Актуальность работы. Удовлетворение потребностей населения в продуктах питания остается одной из важнейших проблем общества. Для ее успешного решения необходимо повысить удой в среднем по стране до 5000 кг, а в регионах интенсивного животноводства - до 6000...7000 кг молока на корову; суточный привес молодняка крупного рогатого скота за весь период выращивания должен составлять 1000... 1200, а свиней - 650...700 г.
Столь высокие показатели возможны при соблюдении технологической и производственной дисциплины, максимальном использовании достижений научно-технического прогресса и переходе на новые организационные принципы, в основу которых положены рыночные отношения.
При внедрении индустриальных технологий нужно решить самое главное - снижение себестоимости продукции, где доля кормов превышает 50%. При дальнейшем усовершенствовании производства она имеет тенденцию увеличиваться, причем затраты труда на заготовку, хранение и раздачу кормов составляют более 15% общих.
Исследованиями ученых зоотехников и передовым опытом доказано, что кормление скота полноценными, сбалансированными по питательности кормовыми смесями обеспечивает не только повышение продуктивности животных, но и позволяет на 7,5...10.0% уменьшить расход корма. Следовательно, это первый важный резерв снижения себестоимости животноводческой продукции.
Техника уборки, заготовки и хранения урожая находятся на таком уровне, что потери, значительно превышают дефицит кормов.
Особенно большие потери зерна. В целом по Украине теряется более 17% зерна на сумму, почти равной доходам от его выращивания. Особенно много теряется зерна кукурузы - более 21%. Большие потери соломы, сена, зеленой массы и т. п. Нарушение агротехнических сроков уборки (по Украине они в 2...4 раза больше), связанное с нехваткой техники, так как мощность машинно-тракторных парков хозяйств в 4...6 раз меньшая, в сравнении с развитыми странами, а надежность отечественных машин на порядок ниже лучших зарубежных образцов. Если же выполнять уборку, заготовку, хранение, подготовку и скармливание в соответствии с зоотехническими требованиями, то животные с избытком были бы обеспечены кормами.
Научная проблема сформулирована как выявление новых закономерностей функционирования систем кормообеспечения, улучшения кормления животных за счет повышения уровня использования урожая сельскохозяйственных культур путем применения новых технологий переработки, создания нового оборудования и машин на основании комплексных и универсальных технологических решений.
Целью исследований является разработка научно обоснованных рекомендаций на базе новых технологий и комплектов машин, способствующих повышению кормообеспечения животноводства при снижении затрат труда и средств на кормление скота.
Цель достигается решением следующих основных задач:
-
Разработкой методики проведения исследований.
-
Проведением исследований, разработкой и внедрением новой технологии и комплекта машин для приготовления полнорационных кормовых смесей крупному рогатому скоту, овцам и свиньям.
-
Исследованием, разработкой и внедрением эффективной технологии и комплекта оборудования для подготовки отходов растениеводства на корм скозу.
4. Разработкой рекомендаций по унифицированным технологиям для
комплексной переработки урожая сельскохозяйственных культур.
Методика исследований. Методической схемой исследований предусматривается определение традиционных и качественно новых показателей, характеризующих технологические процессы кормообеспечения животноводства. Теоретические исследования рабочих органов новых машин и технологических процессов осуществляются решением уравнений классической механики, теории массолередачи и уравнений математической физики. Оптимизация технологий базируется на положениях функционально-стоимостного анализа и исследованиях математических моделей технологических процессов, содержащих также качественные их оценки.
Экспериментальные исследования проведены на лабораторных и нолу-производственных установках, а также действующих линиях с использованием разработанных частных методик для определения массовых потоков материалов, тетрметр.ирования, рентгаюструктурного анализа качества смешивания, определения физико-механических качеств материалов.
О&еіпамилссуі^іояаний являются лабораторные установки для исследований технологических и технических параметров рабочих органов дозаторов и смесителей кормов; опытная установка для термохимической обработки в потоке отходов растениеводства; макетные и опытные образцы машин; лабораторные установки для определения физико-механических свойстіз кормовых материалов; оборудование кормоприготовительных цехов ферм крупного рогатого скота, овец и свиней; лабораторные, макегаые и опытные образцы скирдообразопателей и питателей-дозаторов стебельчатых кормов; приборы и оборудование, комплекты машин для проведения производственных и приемочных испытаний.
Надчная_новшиа. 1. В результате теоретических и экспериментальных исследований обоснована универсальная поточная технология приготовления полноценных кормовых смесей для крупного рогатого скота, овец, свиней и птицы, в основу которой положено непрерывное дозирование и смешивание всех компонентов рационов. С этой целью:
разработана теория, усовершенствована конструкция дозаторов стебельных материалов;
разработана конструкция универсального смесителя непрерывного действия;
усовершенствована методика регистрации массовых расходов и конструкция автоматических массоизмерителей;
разработана методика, улучшен инструментарий для оценки качества смешивания методами рентгеновского абсорбционного анализа;
предложены новые оценочные показатели качества выполнения технологических операций;
- разработаны объемно-планировочные решения унифицированных
кормоцехов для крупного рогатого скота, овец, свиней и типы;
обоснованы преимущества организации производства унифицированного базового комплекта оборудования кормоцеха для всех видов ферм в сравнении с производством нескольких комплектов, оптимальных для каждого типоразмерного ряда ферм;
предложена методология проведения технико-экономической оценки, которая базируется на сравнении с идеализированной, расчетной организацией выполнения технологического процесса и фактической.
2. На основании теоретических и экспериментальных исследование
разработана поточная технология подготовки отходов растениеводства иг
корм скоту, позволяющая повысить их питательность в 1,8...2.0 раза. Для это
го:
разработана методика, лабораторное оборудование для определен» теплофизических показателей кормов, в т. ч. при различной их плотности влажности, бактериальной обсеменекности и газовых средах;
теоретически и экспериментально обоснована схема подачи пара і вертикальную камеру созревания корма;
доработана конструкция измельчителя ИГК-30 (ИГК-Ф-4), котора? обеспечивает одновременное измельчение корма и транспортирование его ш высоту 12... 15 м;
обоснованы оптимальные конструктивные параметры выгрузчик; корма из камеры созревания РКТ-4;
разработаны объемно-планировочные решения линии термохимиче ской обработки отходов растениеводства в виде блока, который может функ ционировать как самостоятельно, так и примыкать к существующим кормо цехам.
3. Предложена универсальная технология переработки урожая сельско
хозяйственных культур, которая обеспечивает не только уборку и заготовк;
кормов с меньшими потерями, по также позволяет проводить подготовк
полноценных кормовых смесей для всех видов животных и птицы. При этом:
теоретически обосновано необходимое количество технологически линий для переработки урожая и приготовления кормов, комплект оборудо вания может быть базовым для хозяйств Украины;
обоснована конструкция универсального питателя кормов, котора; обеспечивает механизацию перегрузки их из большегрузных прицепов и до зированную выдачу в линии переработки при широком диапазоне регулиро вания производительности;
разработана и апробирована конструкция универсального поточной скирдоофорнителя, которая: обеспечивает формирование скирд с производи тельностью более 30 т/ч при плотности укладки соломы более 100 кг/м3;
обоснованы предложения по формированию машинно-тракторной парка хозяйств Украины, что обеспечивает не только сокращение почти н;
\\
1/3 количества машин на уборку и переработку урожая сельскохозяйственных культур, но и за счет перевода на электропривод на 34% уменьшит расход жидкого топлива на проведение этих работ;
- разработаны объемно-планировочные решения стационарных комплексов для переработки урожая, заготовки, хранения и переработки кормов для хозяйств различной специализации, внедрение которых позволит за счет сокращения потерь полностью удовлетворить животноводство страны в кормах.
-
В методических рекомендациях по кормообеспечению животноводства предложена методика прогнозирования, позволяющая оценить ближайшую и дальнейшие перспективы развитая отрасли.
-
Предложена методология оценки внедряемых предложений на фойе изменения состояния в среднестатистическом хозяйстве региона.
-
Показана целесообразность поэлементных исследований многофакторных процессов кормообеспечения животных.
Практическая ценность. Разработанные и изложенные в диссертации результаты теоретических и экспериментальных исследований позволяют определить направления дальнейшего повышения уровня механизации кормо-обеспечения животноводства путем создания для ферм с различными видами животных унифицированных кормоцехов для приготовлении кормов. Предложенные технологии позволяют более рационально, с меньшими потерями использовать урожаи сельскохозяйственных культур. Предложенная методология теоретических исследований позволяет определить параметры технологических линий с учетом качества выполняемых технологических операций.
Результаты исследований использованы при разработке исходных требований на оборудование кормоцехов, линий термохимической обработки грубых кормов, отдельных машин; норм проектирования и рекомендаций; при создании новых комплектов оборудования и отдельных машин; типовых проектов кормоцехов, линий термохимической обработки грубых кормов, кормовых дворов, пунктов заготовки кормов.
По результатам исследований получено 22 авторских свидетельства.
Pca^[iMHHiL4?c3y.ibTaTOB. Результаты исследований использованы при создании комплектов оборудования кормоцеха КЦК-5 и линии для термохи-
лшческой обработки соломы КТО-5. Серийно выпускаются: ленточный транспортер ТЛ-65 (несколько модификаций), шнековый транспортер ШВ-30, дозаторы сочных ДС-15, концентрированных ДК-10 и стебельчатых кормов ДСК-30; смеситель С-30; оборудование линии термохимической обработки соломы КТО-5 в составе питателя стебельчатых кормов БДК-Ф-20-70-0.5, измельчитель ИГК-Ф-4, линия пневмотранспортирования, система приготовления и внесение растворов, система нодоірева кормов, выгрузчик РТК-5 с механизмом перемещения, системы контроля и управления работой - всего 18 позиций'.
Кроме того, на исследовательских заводах изготавливались малые партии и отдельные машины: оборудование для сухой очистки корнеплодов, измельчитель-дозатор корнеплодов, машины кормоцехов свиноводческих ферм КЦС-25, скмрдообразователь СПУ-30, питатели-дозаторы с приемным устройством, системы загрузки сенохранилищ.
С участием автора УкрНИИгипросельхозом разработано типовые проекты кормоцехов ТП5873 "Хоргаца", кормоцехов для свиноводческих ферм производительностью 20, 40 и 80 т влажных мешанок в смену, кормовые дворы животноводческих, ферм на 400, 600, 1200 и 2000 коров для разных типов кормления скота," ароекты кормоцехов с оборудованием КЦК-5, КЦК-5-І, КЦК-5-2 и КЦК-5-3.
Вместе с ГипроНИИседьхозом разработаны типовые проекты кормоцехов ТГТ801-460, ТП801-461, типовой проект линий термохимической обработки соломы ТП801-6-25. Конструкторским бюро ЦНИПТИМЕЖ разработаны проекты кормоцехов СХ-366 и СХ-400, которые широко внедрены в хозяйствах Украины. Всего с участием автора разработано 18 типовых и повторного использования проектов. Разработки использованы еще в 12 типовых проектах.
Основные положения работы использованы при создании норм технологического проектирования кормоцехов для животноводческих ферм и комплексов (ВНТП-18-83 и ВНТП-18-85), в ряде рекомендаций и нормативных документов.
Экономическая эффективность разработок превышает 11 млн, руб. за год, из них доля автора - около 1 млн. руб. (в ценах 19S8 г).
На защиту выносится новые технологии кормообеспечепия животноводства, обеспечивающие за счет их унификации улучшение машинонсполь-зования в хозяйствах, что выражается в сокращении номенклатуры машин в оборудования, снижении затрат средстп, труда и знергии на кормление животных. В том числе:
-
Унифицированная технология и комплекты оборудования кормоцехов для ферм крупного рогачого скота, овец, свиней и птицы.
-
Поточная технология обработки малоценных отходов растениеводства.
-
Унифицированная технология переработки урожая сельскохозяйственных культур.
-
Методика и инструментарий для регистрации массовых расходов, оценки качества смешивания, изучение теплофизичееккх свойств материалов, прогнозирование параметров многофакторных процессов, оценки результатов внедрения.
-
Новые показатели оценки качества выполнения технологических процессов доверительный интервал, величина потерь.
-
Конструктивные решения новых машин - дозаторов, смесителей, питателей и др.; объемно-планировочные и компоновочные решения кормовых дворов ферм.
-
Методология проектирования кормообеспечения животноводства.
Апроб_аінжрзотьі. Результаты исследований ежегодно докладывались и получали одобреіше в период 1975... 1993 it. На ученом совете ЦШШТИМЕЖ; Всесоюзных научно-технических конференциях "Проблегиы создания оборудования кормоцехов" в 1980, 1981 гт. (г. Вильнюс); Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы комплексной механизации и автоматизации кормопроизводства, хранения, приготовления и раздачи кормов животным на промышленных фермах и комплексах" в 1991 г. (г. Киев); объединенных НТР МСХ СССР, Госсельхозтєхішкм и Минмаша в 1979, J980, 1983, 1985 гг.; объединенных НТР МСХ УССР, Укрсельхозтехники, Министерства совхозов УССР в 1978 г.; на Научно-методических советах по проблеме РН-29 (периодически с 1975 по 1985 гг.) и Всесоюзных конференциях, что проводились в г.Запорожье в 1979, 1983, 1984 гг. и др.
Публикация результатов исследований. Основные положения исследований опубликованы в 142 работах общим объемом более 120 печатных листов, из них 22 авторские свидетельства.
Объем работы. Диссертация содержит введение, 7 разделов, выводы список использованной литературы и дополнения. Работа имеет 451 страницы машинописного текста, в т. ч. текст на 276 страницах, 103 рисунка, 84 таблицы, список литературных источников содержит 416 наименований, в т. н. 110 иностранных, приложения изложены 30 страниц.
