- водоснабжение с 53 до 86 %;

- раздача кормов с 3 до 28 %;

- уборка навоза с 9 до 55 %;

- доение коров с 27 до 88 %.

Затраты труда снизились (за 10 лет):

- молоко с 13 до 8 – 10 ч/ц;

Прирост животноводческой массы:

-  к. р.с. с 62 до 35 – 60 ч/ц;

-  свиней с 48 до 21 – 41 ч/ц.

Затраты эти еще велики.

Так на передовых комплексах затраты эти в 3 – 10 раз ниже.

- молоко ч/ц;

- мясо свиней ч/ц.

Комплексная механизация – объективная необходимость (цель – повысить производительность труда).

Причины, сдерживающие развитие животноводства.

1.  Энергетический к. п.д. животных значительно ниже чем у растений. Так, по числу калорий, снимаемых с гектара, «энергетика» молока и мяса в десятки раз ниже, чем «энергетика» пшеницы, сои, кукурузы.

2.  Высокая трудоемкость. Так производство продуктов животноводства на 1 час затрат труда (индекс производства) за последние 50 лет возросло по мясу на 150 %, молоку – 250 %, а в растениеводстве – для зерна – на 500 %, сена – на 300 %.

Сомнительно, чтобы трудоемкость процессов в животноводстве когда – нибудь сделается равной трудоемкости в растениеводстве. Основной причиной этого является то, что растения живут под открытым небом, а животные более прихотливы (их надо укрыть от жары, холода и т. д., то есть требуют комфортабельности). Это требует дополнительных капитальных, трудовых и энергетических затрат.

3.  Низкие темпы увеличения продуктивности.

В США с 1933 по 1975 годы урожайность кукурузы возросла в 4 раза, пшеницы в 3 раза, а продуктивность молочных коров увеличилась в 2 раза, мясная продуктивность животных в 1,5 раза, яйценоскость кур в 1,2 раза, а настриг шерсти с одной овцы – не изменился.

Причины – трудности на пути селекции (животные созревают более медленно – в 5 – 7 раз – чем растения, да и потомство дают значительно меньше).

4.  Неудовлетворительные показатели работы некоторых машин (имеют низкую эксплуатационную надежность).

-  например, кормораздатчик КТУ – 10, как показывает практика, вместо установленных 7 лет служит только 4…5 лет;

-  электродвигатели поставляются в животноводство в общепромышленном исполнении, а это приводит к тому, что их срок службы составляет 2..3 года, вместо 8..10 лет;

-  навозоуборочные транспортеры не выдерживают и половины нормативного срока.

5.  Большие недостатки в области эксплуатации машин, в особенности электрооборудования.

производственная

техническая

Комплексная механизация не возможна без применения электроэнергии. В процессе перевода сельского хозяйства на более совершенную энергетическую базу важную роль играет комплексная электрификация.

Комплексная электрификация сельскохозяйственного производства есть такая электрификация, которая гармонически сочетает прогрессивную машинную технологию производства, автоматизированную систему электрифицированных машин и рациональную организацию труда при всестороннем использовании электроэнергии в экономически оптимальных условиях.

Таким образом, система электрифицированных машин в каждом технологическом процессе является центральным звеном и технической основой комплексной механизации и автоматизации сельскохозяйственного производства.

2. Система машин для комплексной механизации животноводства.

Для осуществления комплексной механизации животноводческих ферм предусматривается применение не случайного набора машин и оборудования, а научно – обоснованной системы разнородных, но взаимно дополняющих друг друга рабочих машин, позволяющих организовать производственный процесс на основе непрерывного потока.

Под системой машин понимают такой уровень развития техники, когда в производстве применяется не одна какая – либо самостоятельная или несколько одноименных рабочих машин, а одновременно действуют ряд различных рабочих органов или машин, каждая из которых выполняет свою особую операцию, а в целом осуществляется процесс производства.

Система машин представляет совокупность (комплексный набор) взаимоувязанных по технологическому процессу и производительности разнородных машин и транспортных средств, обеспечивающих комплексную механизацию всех производственных процессов.

Каждая из машин, включаемая в систему должна отвечать ряду требований:

1.  Соответствие всем технологическим и зооветеринарным требованиям, как к предмету так и результату труда (например, не травмировать корову и количество, качество молока).

2.  Согласованность всех машин по производительности, источникам энергии.

3.  Возможность поточной организации выполнения всех технологических операций, при которых одна машина дает работу другой.

4.  Минимальные затраты ручного труда и средств.

В настоящее время законченной системой машин для механизации всех отраслей животноводства еще нет, однако промышленностью выпускаются комплекты машин и оборудования, применение которых механизирует большинство самых трудоемких технологических процессов.

Для ферм к. р.с. при беспривязном содержании животных на глубокой подстилке или в боксах, рассчитанных на 200; 400; 600 и 800 коров выпускают комплекты «Прогресс - 200»,(400; 600; 800). Эти комплекты увязаны с типовыми решениями помещений ферм.

Для ферм привязного содержания, поголовьем 200; 400 и 800 животных выпускают комплект «Молочный - 200» (400; 800) и комплект технологического оборудования для телятников с родильным отделением.

Для откорма свиней при крупногрупповом безвыгульном содержании и кормлении полужидкими кормами и пищевыми отходами предназначены комплекты «Откормочный - 6» (12; 18; 24), (на 6000; 12000; 18000; 24000 голов свиней), размещенных в свинарниках по 2000 и 3000 голов.

При крупногрупповом безвыгульном содержании и кормлении сухими и влажными кормами выпускают комплект «Откормочный 2С» (6С; 9С; 12С).

Для репродуктивных ферм (свинарников - маточников) используют комплект оборудования «Репродуктивный - 600».

Для овцеводческих ферм выпускаются комплекты «Овцеводческий - 2» (6 и 10), рассчитанный на 2; 6 и 10 тысяч овец.

Для кур – несушек при напольном содержании в широкогабаритных птичниках выпускаю комплекты «Промышленный - 1» (на 5 – 6 тысяч кур - несушек) и «Промышленный - 2» (на 8 – 10 тысяч).

Для выращивания ремонтного молодняка кур от 60 до 150 – 180 дней используют комплекты «Смена – 10М» (на 10 – 12 тысяч голов) и «Смена – 20М» (на 15 – 20 тысяч).

Для выращивания цыплят на мясо (бройлеров) от суточного возраста до достижения убойного веса (70 – 90 дней) применяют комплекты «Бройлер – 10; 20».

Выпускаются комплекты оборудования для маточного стада уток и для выращивания утят от 10 до 25 дней и от 25 до 55 дней.

Систему машин необходимо разрабатывать с учетом завершения комплексной механизации на строящихся и реконструируемых фермах, комплексах и птицефабриках. Особое внимание при разработке системных машин должно быть уделено на создание: 1) эффективных технологий и комплектов технологических средств для переработки и утилизации отходов во избежании загрязнения окружающей среды; 2) технических средств и технологий для механизации процессов на малых фермах; 3) улучшение качества продукции и условий труда; 4) сокращению расходов кормов и других материалов; 5) новых приемов и технологических средств для рационального использования электрической энергии.

В целом система машин должна обеспечивать снижение трудоемкости производства продукции, существенное сокращение эксплуатационных издержек, приведенных затрат, а также решить важные социальные задачи по улучшению условий труда и превращению его в разновидность индустриального.

Перспективная система машин для животноводства предусматривает два направления механизации животноводства и птицеводства: а) для новых крупных ферм и комплексов – высокий уровень механизации и автоматизации комплектами специальных машин по каждому технологическому процессу; б) для существующих ферм – завершение механизации с использованием более простых машин, вписывающихся в строительные конструкции.

В молочном скотоводстве для механизации доения и первичной обработки молока система машин предусматривает разработку и выпуск доильных установок с поточной унифицированной линией доения и первичной обработки молока на базе более совершенных типов доильных аппаратов; автоматизированных доильных установок типа «Тандем», «Елочка», «Карусель».

Для крупных молочных ферм, расположенных вблизи городов и промышленных центров, создаются автоматизированные установки для первичной обработки и расфасовки молока с непосредственной реализацией его потребителю. Для мелких ферм налажен выпуск малогабаритной техники.

В свиноводстве система машин предусматривает разработку средств механизации для репродукторных и маточных ферм. В основу работы свиноводческих комплексов и крупных промышленных ферм положена система организационно – технологических процессов и методов, обеспечивающих высокую эффективность отрасли, именно:

1.  Поточность производственных процессов.

2.  Раздельно – цеховая организация труда.

3.  Ритмичность производства.

4.  Последовательность формирования технологических групп животных.

5.  Обособленное содержание каждой технологической группы и соблюдение санитарного разрыва.

6.  Специализация зданий и оборудования по производственному назначению;

7.  Комплексная механизация и автоматизация технологических процессов.

8.  Стандартизация выпускаемой продукции.

Система машин для овцеводства разрабатывается с учетом наметившейся тенденции перехода от старой формы организации производства (хуторская система) к механизированным фермам с маточным поголовьем до 10000 овец и механизированных откормочных площадок на 10 – 15 тысяч и более.

Разрабатываемая система машин для птицеводства (с целью обеспечения комплексной механизации и автоматизации) базируется на следующих положениях:

1.  Создание комплексно – автоматизированных поточных технологических процессов, позволяющих обеспечить зооветеринарные и санитарно – гигиенические условия для выращивания и содержания птицы, производства и обработки яиц, мяса при высокой производительности.

2.  Применение комплектов оборудования и приборов управления промышленного производства.

3.  Применение для транспортировки кормов, яиц, птицы, подстилки помета внутри предприятия стационарных электрифицированных транспортеров.

4.  Применение проходных инкубаторов с загрузкой на инкубацию крупных партий яиц, уложенных в передвижных этажерках.

5.  Выращивание и содержание птицы в клеточных батареях с встроенными механизмами, обеспечивающими раздачу кормов, поение, сбор яиц, уборку помета в заданном режиме.

6.  Использование для раздачи кормов высокоскоростных транспортеров с порционной выдачей кормов в желобковые кормушки; шайбовых транспортеров с чашечными кормушками при напольном выращивании птицы.

7.  Использование закрытой системы водоснабжения с применением ниппельных поилок.

8.  Оборудование помещений с автоматически регулируемой системой вентиляции и отопления для создания оптимального микроклимата в зоне нахождения птицы.

9.  Применение технологии и технологических средств: при инкубации яиц, обработке и упаковке пищевых яиц, убое, обработке и упаковке мяса птицы с учетом сокращения обслуживающего персонала и обеспечения санитарно – гигиенических условий и товарного вида продукции.

10.  Применение оборудования для переработки отходов производства в кормовую муку и органо-минеральные удобрения.

11.  Осуществление автоматического контроля за режимом технологического процесса продуктивности и биологических данных птицы.

На фермах с комплексной механизацией энерговооруженность труда повышается в 8 – 10 раз и составляет 5 – 8 кВт на молочных фермах, 13 – 25 кВт на свиноводческих.

В дальнейшем предполагается повысить энерговооруженность труда работников ферм: на фермах к. р.с. до 12 – 14 кВт, в том числе – мощность электрических двигателей – 10 –11 кВт; на откормочных свиноводческих фермах – до 15 – 35 кВт, в том числе 14 – 16 кВт – электрические двигатели; на овцеводческих фермах до 15 – 230 кВт; на птицеводческих – до 9 – 12 кВт при напольном и 30 – 40 кВт при клеточном содержании.

Затраты труда уменьшаются в 1,5 – 2 раза и эксплуатационные издержки на 15 – 20 %, капитальные вложения в средства механизации и электрификации при этом окупаются в 3 года.

3. Энергосберегающие технологии в животноводстве.

АПК страны потребляет 2,8 % энергии от общего производства ее в стране. Это третье место, после металлургии (5,6 %) и нефтеперерабатывающей промышленности (4,7 %). Поэтому сокращение расхода энергии в сельском хозяйстве и в животноводстве - важнейшая народнохозяйственная задача.

Это особенно актуально теперь, когда увеличение производства электроэнергии связано с расходованием невозобновляемых источников энергии (нефть, уголь, газ).

Данные о мировых энергетических источниках, условно пересчитанных в электроэнергию (в трлн. кВт•ч):

Невозобновляемые источники энергии

1.  Энергия атома 547000.

2.  Газ, нефть, уголь 55000.

3.  Внутренняя энергия земли 134.

Возобновляемые источники энергии

1.  Энергия солнца 580000.

2.  Энергия приливов 70000.

3.  Энергия ветра 1000.

4.  Энергия рек 18.

В животноводстве структура энергозатрат такова:

13…60 % - вентиляция.

15…27 % - приготовление и раздача кормов.

8…11 % - уборка навоза.

3…16 % - горячее водоснабжение.

7…27 % - отопление подсобных помещений.

В среднем затраты электроэнергии по производственным процессам молочных ферм составляют:

удельный расход электроэнергии на 1тонну молока увеличивается с увеличением размера фермы.

Основные пути снижения энергозатрат на животноводческих фермах и комплексах:

-  совершенствование технологии кормоприготовления на базе более высокопроизводительных машин;

-  совершенствование теплотехнических характеристик производственных помещений;

-  разработка и внедрение систем вентиляции с использование вторичного тепла воздуха (теплообменные системы вентиляции);

-  использование тепловой энергии конденсаторов холодильных машин;

-  использование регенеративных теплообменников;

-  отопление зданий для содержания животных (подогревание пола - перспектива);

-  производство и использование биогаза;

-  все более широкое использование возобновляемых источников энергии (энергии солнца, ветра).

Ежегодное количество энергии Солнца, поступающей на Землю составляет 7•1017 кВт•ч, это в 13000 раз больше мирового потребления энергии в настоящее время.

Солнечную энергию научились улавливать. Существует проблема с ее аккумуляцией (накоплением). Опыт Японии подтверждает перспективность использования солнечной энергии в самых различных сферах деятельности человека.

Лекция №.9

Тема: Поточные технологические линии в

животноводстве.

План:

1.  Понятие поточной технологии производства продукции. Поточные технологические линии.

2.  Производительность машин и установок.

3.  Основы расчета ПТЛ.

4.  Основные условия осуществления поточной автоматизированной технологии в животноводстве.

Литература:

1.  Белянчиков технологических процессов. -М.: Агропромиздат, 1989, Раздел 2., Глава 12.

2.  Рубцов электрической энергии в сельском хозяйстве – М.: Колос, 1971, раздел 1, Глава 8..

1. Понятие поточной технологии производства продукции. Поточные технологические линии.

Технология – совокупность методов, применяемых в процессе производства для получения готовой продукции.

Технологический процесс – совокупность технологических операций, выполняемых планомерно и последовательно во времени и пространстве над однородными или аналогичными материалами или объектами.

Промышленная технология производства – совокупность взаимосвязанных способов и приемов изготовления определенного продукта на базе применения средств комплексной механизации и автоматизации.

Промышленная технология предполагает поточное производство.

Поточное производство – передовой метод организации производства при котором обеспечивается согласованность и непрерывность производственного процесса путем разделения производственного процесса на отдельные, относительно короткие операции, выполняемые на поточных линиях.

Поточная линия – комплекс машин взаимосвязанных и работающих в определенном (заданном) ритме по единому технологическому процессу.

Поточным называют такой метод производства, при котором операции закреплены за определенным оборудованием, которое расположено в порядке выполнения операций, а обрабатываемый продукт (объект) переходит с одной операции на следующую сразу после выполнения предшествующей операции.

Основная техническая политика в области механизации животноводства – переход от производства и применения отдельных машин к созданию и применению их комплектов, ПТЛ, позволяющих перевести животноводство на промышленную основу.

Поточная линия в животноводстве существенно отличается от поточной линии в промышленности, так как включает в себя животных. Воздействие животных неравномерно, нерегулярно, случайно и это накладывает свой отпечаток на функционирование всей ПТЛ.

Наиболее просто электрифицировать и автоматизировать работу стационарных машин, образующих поточную линию. Поэтому комплексную механизацию производственных процессов в животноводстве предпочитают строить на базе электрифицированных стационарных машин.

ПТЛ - это система взаимосвязанных самоходных и стационарных электрифицированных машин, которые в определенной последовательности обрабатывают и передают продукт.

Основной структурной единицей материально – технической базы на фермах и комплексах является ПТЛ как организационная форма эффективного использования средств механизации и автоматизации.

Под ПТЛ в животноводстве следует понимать совокупность целесообразно расставленных, в соответствии с технологической последовательностью, машин, оборудования и обслуживаемых животных в сочетании с животноводческими помещениями и инженерно – строительными сооружениями, совместно обеспечивающих поточно-непрерывное или поточно-прерывное выполнение данного технологического процесса.

В животноводстве преобладают поточно-прерывные, т. е. циклические процессы.

ПТЛ должны:

1.  Осуществлять технологические процессы с минимальными затратами труда, энергии, средств.

2.  Полностью удовлетворять зооветеринарным требованиям

3.  Быть максимально надежными.

4.  Обслуживать все поголовье животных на ферме.

5.  Отвечать требованиям техники безопасности и экологическим требованиям.

Автоматизированные ПТЛ

Автоматизированные ПТЛ могут быть: сблокированными (с жесткой связью) и с гибкой связью (рис.9.1.).

Число машин входящих в автоматизированные ПТЛ, определяется исходя из технологического процесса и из конструктивных соображений.

Чем длиннее линия и больше она имеет машин, тем при всех прочих равных условиях она менее надежна в работе. Поэтому для сокращения простоев и повышения эксплуатационной надежности автоматизированные ПТЛ обычно разбивают на отдельные участки.

ПТЛ могут быть со сходящимися потоками и с параллельным соединением (рис.9.2.)

Так, потребление корма (воды и др.) неравномерно во времени, что накладывает свой отпечаток на поточность этой линии.

Ритм потока – это равномерное повторение выхода продукта через определенные промежутки времени.

Электрические схемы поточных линий (также и линий приготовления и раздачи кормов) довольно сложны. Здесь необходимо учитывать, что наиболее рациональный пуск группы электрических двигателей по схеме лавинного пуска, т. е. включение двигателей происходит с задержкой во времени. Установлено, что при лавинном пуске электрических двигателей общее снижение напряжения на 20 % меньше, чем при одновременном пуске.

При разработке электрических схем управления ПТЛ необходимо учитывать следующие основные требования:

1. Электрические двигатели всех последовательно соединенных машин нужно включать в порядке, обратном направлению движения продукта, а останавливать по направлению движения продукта во избежание завала машин продуктом (рис.9.3.).

2. При аварийной остановке одной из машин поточной линии, должны останавливаться все машины, загружающие вышедшую из строя. Машины, разгружающие ее, должны продолжать работать.

3. Оборудовать сигнализацию, которая должна следить за состоянием машин, за отклонением параметров от нормы и т. д.

4. Предусматривать защиту электрооборудования от перегрузок и вредных воздействий.

На рисунке 9.4 показана ПТЛ доения коров и обработки молока, а на рисунке 9.5. – ПТЛ приготовления и раздачи кормов.

Набор машин превращается в поточные линии в случае объединения их в единое целое, с центральным управлением и автоматизацией.

2. Производительность машин и установок.

Производительностью машин называют объем работы или количество продукции установленного качества, выполненные в единицу времени (Q).

Теоретическая производительность (QT) – количество продукции, которое способна выдать машина в единицу времени, если она будет работать непрерывно с номинальной нагрузкой в течение определенного времени, когда затраты времени на выполнение внецикловых операций равны нулю (т. е. это расчетное или плановое количество продукции, получаемое в единицу времени).

В зависимости от единицы времени Q бывает: секундной, часовой, сменной, суточной и т. д.

Виды производительности

-  теоретическая (плановая, расчетная) QT;

-  технологическая QTЕХН – за час чистой работы;

-  цикловая QЦ – за цикл;

-  техническая QTЕХ – при полной работоспособности машин, не учитывая затраты времени на проведение ТО, подготовительно–заключительные операции и т. п.

Операционная (эксплуатационная, фактическая) производительность определяется с учетом всех видов потерь времени

-  на подготовительно – заключительные операции;

-  на техническое обслуживание;

-  на простои по организационным причинам (прекращение подачи энергии, перебои в подачи топлива, кормов и т. д.);

-  простои по техническим причинам (поломки, нарушение регулировки и т. д.).

Наработка машины (ПТЛ) – производительность машины (ПТЛ) в течение анализируемого времени (года, сезона, месяца):

Диаграмма работы ПТЛ показана на рисунке 9.6.

Прямая наклонная линия показывает, что при бесперебойной работе машины до времени t1, количество продукции пропорционально времени.

( - простой)

Фактическая производительность

,

где - сменное время;

и – время работы и простоев.

3. Основы расчета ПТЛ.

Суммарное суточное задание QC определяют так:

,

где - разовое количество продукта;

– количество животных разного вида, типа;

– коэффициент суточной кратности потока;

(кормление – 3х кратное, доение - 2х кратное).

Или: ,

где – суточная норма в расчете на одно животное.

Производительность должна быть такой, чтобы требуемый объем был выполнен в установленный зоотехнический срок , т. е.

.

Это величена является основной для подбора машин. Потребное количество машин:

,

где - часовая производительность машин, т/ч;

- коэффициент использования рабочего времени машин.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19