Оборудование животноводческих ферм реферат
Обновлено: 04.07.2024
Ни для кого не секрет, что животноводство является одной из важнейших отраслей экономики, которая обеспечивает население страны ценными и высококалорийными продуктами питания (молоко, мясо, яйца и так далее). Помимо этого, животноводческие предприятия производят сырье для изготовления продукции легкой промышленности, в частности таких ее видов, как обувь, одежда, ткани, мебель и прочие необходимые каждому человеку вещи.
- Состояние и перспективы развития механизации
- Какие технологические процессы можно и нужно автоматизировать?
- Процесс кормления
- Уборка навоза
- Комплексная автоматизация и диспетчеризация
- Средства механизации предприятий
- Машины и оборудование в животноводстве
Не стоит забывать и о том, что именно сельскохозяйственные животные в процессе своей жизнедеятельности производят органические удобрения для растениеводческой отрасли сельского хозяйства. Поэтому повышение объемов животноводческой продукции является при минимизации капитальных вложений и удельных затрат является важнейшей целью и задачей для сельского хозяйства любого государства.
В современных условиях главным фактором роста производительности в первую очередь является внедрение в животноводстве автоматизации, механизации, энергосберегающих и других инновационных интенсивных технологий.
Состояние и перспективы развития механизации
В силу того, что животноводство – весьма трудозатратная отрасль сельскохозяйственного производства, возникает необходимость использования современных достижений науки и техники в области автоматизации и механизации производственных процессов в животноводстве. Это направление является очевидным и приоритетным для целей повышения рентабельности и эффективности предприятий животноводческого комплекса.
В настоящий момент в России, на крупных сельскохозяйственных предприятиях с высокой степенью механизации трудозатраты на производство единицы животноводческой продукции в два-три раза меньше, чем в среднем по всей отрасли, а себестоимость ниже того же среднего по отрасли показателя в полтора-два раза. И, хотя в целом уровень механизации по отрасли достаточно высок, он все-таки значительно ниже уровня механизации в развитых странах, а потому этот уровень необходимо повышать.
Например, только примерно 75 процентов ферм молочного животноводства используют комплексную механизацию производства; среди предприятий, производящих говядину такая механизация животноводства применяется менее, чем в 60 процентах хозяйств, а комплексная механизация в свиноводстве охватывает около 70 процентов предприятий.
Высокая трудоемкость в животноводческой отрасли в нашей стране пока сохраняется, а это крайне негативно влияет на себестоимость производимой продукции.
К примеру, доля ручного труда в молочном скотоводстве находится на уровне 55 процентов, а в таких областях животноводства, как овцеводство и репродукторные цеха предприятий свиноводства эта доля составляет не меньше 80 процентов. На мелких сельхозпредприятиях уровень автоматизации и механизации производства вообще очень низкий и в среднем в два-три раза хуже, чем в целом по всей отрасли.
Для примера приведем некоторые цифры: при численности стада до 100 голов комплексно механизированы только 20 процентов всех хозяйств, а при численности поголовья до 200 животных этот показатель находится на уровне 45-ти процентов.
В чем же причины столь низкого уровня механизации российской животноводческой отрасли?
Специалисты выделяют, с одной стороны, низкий процент рентабельности в этой отрасли, что не позволяет предприятиям животноводства закупать импортные современные машины и оборудование для животноводства, а с другой стороны, отечественная промышленность не может на сегодняшний день предложить животноводам современные средства комплексной автоматизации и механизации , которые не уступали бы мировым аналогам.
Однако такой подход невозможен без целенаправленной государственной поддержки в лице профильных министерств. В настоящее время, увы, необходимых действий в данном направлении государственными структурами пока не предпринимается.
Какие технологические процессы можно и нужно автоматизировать?
В животноводстве процесс производства продукции является длинной цепочкой разных технологических процессов, работ и операций, которые связаны с разведением, последующим содержанием и откормом и, наконец, забоем сельскохозяйственного скота.
В этой цепочке можно выделить следующие технологические процессы:
- приготовление кормов;
- поение и кормления животных;
- удаление навоза и его последующая переработка;
- сбор полученной продукции (постриг шерсти, сбор яиц и так далее),
- забой на мясо откормленных животных;
- спаривание скота с целью получения приплода;
- различного рода работы по созданию и последующему поддержанию в помещениях необходимого для животных микроклимата и так далее.
Одновременная механизация и автоматизация животноводства не может быть абсолютной. Некоторые рабочие процессы можно автоматизировать полностью, заменив ручной труд роботизированными и компьютеризированными механизмами. Другие виды работ можно только механизировать, то есть выполнять их может только человек, но с использованием более современное и производительное оборудование для животноводства в качестве вспомогательного инструмента. Полностью ручного труда в настоящее время требуют очень немногочисленные виды животноводческих работ.
Процесс кормления
К одним из самых трудозатратных животноводческих технологических процессов относится приготовление и последующая раздача кормов, а также процесс поения животных. Именно на эту часть работ приходится до 70-ти процентов общих трудозатрат, что, разумеется, делает первостепенной задачу их механизации и автоматизации. Стоит сказать, что заменить ручной труд на работу компьютеров и роботов в этой части технологической цепочки в большинстве животноводческих отраслей достаточно несложно.
В настоящее время существует два типа механизация раздачи кормов: стационарные раздатчики корма и мобильные(передвижные) механизмы для раздачи кормов. В первом случае оборудование представляет собой ленточный, скребковый или другой вид транспортера, управляемый электродвигателем. В стационарном раздатчике подача корма выполняется путем выгрузки его из специального бункера непосредственно на транспортер, который и доставляет еду в специальные кормушки для животных. Принцип работы передвижного раздатчика заключается в перемещении самого бункера с кормом прямо к кормушкам.
Какой тип раздатчика кормов подойдет для конкретного предприятия, определяют с помощью произведения некоторых расчетов. В основном эти расчеты заключаются в том, что необходимо подсчитать рентабельность внедрения и обслуживания обоих типов раздатчика и выяснить, какой из них выгоднее обслуживать в помещения конкретной конфигурации и для конкретного вида животных.
Процесс механизации поения животных является еще более неложной задачей, так как вода представляет собой жидкость и легко транспортирует саму себя под действием силы тяжести по желобам и трубам поильной системы. Для этого необходимо всего лишь создать хотя бы минимальный угол наклона трубы или желоба. Кроме того, вода легко поддается транспортировке с использованием электронасосов по трубопроводной системе.
Уборка навоза
На втором месте по трудозатратности (после кормления) в животноводстве находится процесс уборки навоза. Поэтому задача механизации таких производственных процессов также является крайне важной, так как выполнять такие работы приходится в больших объемах и достаточно часто.
Современные животноводческие комплексы можно оборудовать различными типами механизированных и автоматизированных систем для удаления навоза. Выбор конкретного типа оборудования напрямую зависит от вида сельскохозяйственных животных, от принципа их содержания, от конфигурации и прочих конкретных особенностей производственного помещения, а также от типа и объема подстилочного материала.
Для получения максимального уровня механизации и автоматизации данного технологического процесса, желательно (а лучше сказать – необходимо) подобрать конкретное оборудование заранее и еще на этапе строительства производственного помещения предусмотреть использование выбранного оборудования. Только в этом случае станет возможной именно комплексная механизация животноводческого предприятия.
Для уборки навоза в данный момент существуют два способа: механический и гидравлический. Системы механического вида действия бывают:
- бульдозерная техника;
- установки канатно-скреперного типа;
- скребковые транспортеры.
Гидравлические системы уборки навоза подразделяются по приведенным ниже признакам:
1.по движущей силе они бывают:
- самотечные (навозная масса движется сама под действием сил гравитации по наклонной поверхности);
- принудительные (движение навоза происходит вследствие воздействия внешней принудительной силы, к примеру, водяного потока);
- комбинированные (часть пути навозная масса перемещается самотеком, а часть – под действием принуждающей силы).
2.по принципу действия такие установки делятся на:
- непрерывного действия (круглосуточное удаление навоза по мере его поступления);
- периодического действия (удаление навоза происходит после накопления его до определенного уровня или же просто через заданные временные интервалы).
3.по типу своей конструкции устройства для удаления навоза делят на:
Комплексная автоматизация и диспетчеризация
Для повышения эффективности производства животноводческой продукции и максимального уменьшения уровня трудовых затрат на единицу этой продукции не нужно ограничиваться только внедрением механизации, автоматизаций и электрификаций на отдельных этапах технологического процесса.
Современный уровень развития технологий и научных разработок уже сегодня позволяет добиться полной автоматизации многих видов промышленного производства. Другими словами, можно весь цикл производства (от момента приемки сырья до этапа упаковки готовой продукции) полностью автоматизировать с помощью роботизированной линии, находящейся под постоянным контролем либо одного диспетчера, либо нескольких инженерных специалистов.
В настоящее время уже разработано такое оборудование, которое позволяет заменить отдельные машины на поточные технологические линии.
Такие линии пока не могут контролировать полностью весь производственный цикл, но добиться полной механизации основных технологических операций они уже позволяют.
Добиться высокого уровня автоматизации и контроля в поточных технологических линиях позволяют сложные рабочие органы и продвинутые системы датчиков и сигнализации. Масштабное применение подобных технологических линий даст возможность отказаться от ручного труда и сократить численность персонала, в том числе операторов отдельных механизмов и машин. Их заменят системы диспетчерского управления и контроля за технологическим процессом.
В случае перехода российского животноводства на самый современный уровень механизации и автоматизации технологических процессов эксплуатационные издержки в животноводческой отрасли снизятся в несколько раз.
Средства механизации предприятий
Пожалуй, самым тяжелым трудом в животноводческой отрасли можно считать работу свинарок, скотников и доярок. Можно ли облегчить эту работу? В настоящее время уже можно дать однозначный ответ – да. С развитием технологий сельского хозяйства доля ручного труда в животноводстве постепенно стала снижаться, начали применяться современные способы механизации и автоматизации. Все больше становится автоматизированных и механизированных молочных ферм и птичников-автоматов, которые сейчас уже больше похожи на научную лабораторию или производственный цех пищекомбината, так как весь персонал трудится в белых халатах.
Конечно, средства автоматизации и механизации существенно облегчают труд занятых в животноводстве людей. Однако для применения этих средств требуется обладание животноводами большим объемом специализированных знаний. Работники автоматизированного предприятия должны не только умения обслуживать действующие механизмы и машины, знания процессов их наладки и регулировки. Также потребуются знания в области принципов воздействия применяемых механизмов на организм кур, свиней, коров и прочих сельскохозяйственных животных.
Как применить доильный аппарат, чтобы коровы отдали молоко, как обработать корма с помощью машины так, чтобы повысить отдачу мяса, молока, яиц, шерсти и прочей продукции, как отрегулировать влажность воздуха, температуру и освещение в производственных помещениях предприятия таким образом, чтобы обеспечить наилучший рост животных и избежать их заболевания – все это знания, необходимые современному животноводу.
В связи с этим остро встает вопрос подготовки квалифицированных кадров для работы на современных животноводческих предприятиях с высоким уровнем автоматизации и механизации производственных процессов.
Машины и оборудование в животноводстве
Начнем с молочной фермы. Одна из главных машин на этом предприятии – это доильная. Доение коров руками – очень тяжелый труд. К примеру, доярка должна сделать до 100 нажимов пальцами для того, чтобы выдоить один литр молока. С помощью современных доильных аппаратов процесс доения коров полностью механизирован.
Работа этих аппаратов основана на принципе отсоса молока из коровьевого вымени с помощью разреженного воздуха (вакуума), создаваемого специальным вакуум-насосом. Главная часть доильного механизма представляет собой четыре доильных стакана, которые надевают на соски вымени. С помощью этих стаканов молоко отсасывается в молочный бидон или в специальный молокопровод. По такому молокопроводу сырое молоко подается на фильтр для очистки или очистительную центрифугу. После чего сырье охлаждается в охладители и перкачивается в молочную цистерну.
В случае необходимости сырое молоко прогоняют через сепаратор или пастеризатор. В сепараторе отделяют сливки. Пастеризация убивает всех микробов.
Самых лучших результатов на практике достигли в области механизации водоснабжения предприятий животноводства.
Из шахтных или буровых или колодцев вода доставляется на фермы с помощью водоструйных установок, электронасосов или обычных центробежных насосов. Этот процесс происходит автоматически, необходимо лишь еженедельно проверять саму насосную установку и проводить профилактический осмотр. При наличии в хозяйстве водонапорной башни, работа автомата зависит от уровня в ней воды. Если такой башни нет – ставится небольшой бак воздушно-водяного типа. При подача воды насос сжимает в баке воздух, вследствие чего повышается давление. Когда оно становится максимальным, насос автоматически выключается. При снижении давления до установленного минимального уровня, насос автоматически включается. В холодное время воду в поилках подогревают электричеством.
Для механизации раздачи кормов применяют шнековые, скребковые или ленточные транспортеры.
В птицеводстве для этих же целей используются качающиеся и вибрационные и качающиеся транспортеры. На предприятиях свиноводческого направления успешно применяются гидромеханические и пневматические установки, а также самоходные кормораздатчики на электрической тяге. На фермах молочного направления используются транспортеры скребкового типа, а также прицепные или самоходные раздатчики кормов..
На предприятиях птицеводческого и свиноводческого направления раздача кормов полностью автоматизирована.
Управляющие устройства с часовым механизмом по заранее заданной программе включают раздатчики кормов, а затем, после выдачи определенной нормы корма, отключают их.
Хорошо поддается механизации подготовка кормов.
Промышленность выпускает различные типы машин для измельчения грубых и влажных кормов, для дробления зерновых и других видов сухих кормов, для измельчения и мытья корнеплодов, для выработки травяной муки, для создания разного рода кормовых смесей и комбикорма, а также машины для сушки, дрожжевания или запаривания кормов.
Облегчить труд на животноводческих фермах помогает механизация процесса уборки помета и навоза.
Например, в свиноводческих предприятиях животные содержатся на подстилке, которую меняют только при смене группы откармливаемых виней. В месте кормления свиней навоз время от времени смывают струей воды в специальный транспортер. Из свинарников этот транспортер доставляет навозную массу в подземный сборник, оттуда его выгружают либо на самосвал, либо на тракторный прицеп, либо при помощи пневматической установки на сжатом воздухе, и доставляют навоз на поля. Пневматическая установка автоматически включается часовым механизмом по заранее заданной программе.
Навоз на фермах КРС убирают в основном транспортерами скребкового типа, который также доставляет навозную массу в навозохранилище.
Для кормления животных в фермерских хозяйствах предусмотрен комплекс малогабаритных неэнергоемких многооперационных машин и оборудования, при помощи которых выполняют следующие технологические операции: погрузочно-разгрузочные работы и транспортировку кормов к ферме или кормоцеху, а также внутри фермы; хранение и измельчение компонентов кормовых смесей; приготовление сбалансированных кормовых смесей, транспортировку и выдачу их животным.
В зависимости от специализации малой фермы подбирают комплект соответствующего оборудования. Так, для ферм с поголовьем до 15 коров рекомендуется использовать агрегат индивидуального доения, а для ферм с поголовьем около 100 коров — стационарные доильные агрегаты АДМ-8А-1 или ДАС-2В.
Перед переходом на машинное доение после ручного режима следует приучить коров к внешнему виду и шуму агрегата. Доение на агрегатах должно проводиться согласно действующим правилам машинного доения.
Для сохранения качества первичной животноводческой продукции (молока, мяса) в любое время года ее подвергают температурному воздействию (пастеризации, копчению, охлаждению и др.) или перерабатывают на более устойчивый для хранения продукт (масло, сыр, копчености, колбасы и др.).
Агрегат индивидуального доения коров АИД-1-01. Этот агрегат предназначен для машинного доения коров в личных подсобных хозяйствах и на малых фермах до 10—15 коров. Он состоит из вакуумной установки 1 (рис. 1) для создания вакуума во время доения и промывки оборудования, одного доильного аппарата 2, доильного ведра 3 вместимостью 19 л и тележки 4.
Рис. 1. Агрегат для индивидуального доения коров АИД-1-01:
1 — вакуумная установка; 2 — доильный аппарат; 3 — доильное ведро; 4 — тележка
Доильную аппаратуру подсоединяют к вакуумной установке при помощи штуцера. Для пуска установки служит кнопка включения и выключения электродвигателя привода. Вакуумный режим в процессе доения контролируется вакуумметром и регулируется вакуум-регулятором.
Доильный аппарат и вакуумметр агрегата унифицированы с аналогичными узлами и приборами доильных агрегатов, остальные узлы и агрегаты — оригинальные.
Вакуумная установка состоит из вакуум-насоса оригинальной конструкции, электродвигателя напряжением 220 В, основания, муфты и переходника. Большая часть масла, засасываемого из масленки вакуум-насосом, не выбрасывается в глушитель, а возвращается в нее, чем достигается экономия масла.
В составе вакуум-регулятора корпус, клапан и пружина. К его крестовине подсоединен вакуумметр.
Перед переходом на машинное доение после ручного режима следует приучить коров к внешнему виду и шуму агрегата. Доение на агрегатах должно проводиться согласно действующим правилам машинного доения.
Доильный агрегат АДУ-1. Агрегат выполнен на базе унифицированного доильного аппарата АДУ-1. Использование его возможно при наличии в стационаре вакуумного оборудования (вакуумной установки, вакуум-провода). При доении коров в стойлах он эффективно заменяет молокопроводные доильные установки. На тележке агрегата зафиксирована приемная фляга для сбора молока, закрываемая крышкой, на которой имеются пульсатор и три патрубка для подсоединения двух доильных аппаратов и стационарной вакуумной системы. В передней части тележки монтируют разбрызгиватель для обмывания вымени перед доением. При использовании передвижного доильного агрегата можно выдоить до 30 коров в час.
Доильные агрегаты с молокопроводом типа АДМ-8А-1. Эти агрегаты предназначены для доения коров и первичной обработки молока на малых фермах до 100 коров в условиях арендного, семейного подряда и на типовых фермах и выпускаются в трех модификациях: УДМ-8А-1 — основного исполнения, АДМ-8А-1 — исполнения 05 и АДМ-8А-1 - исполнения 06.
Такой агрегат состоит из стеклянного молокопровода и вакуум-провода, установленных над стойлами коровника. Доильные аппараты соединяют с ними при помощи совмещенных молочно-вакуумных кранов. В помещении молочного отделения рядом с коровником монтируют входящие в состав агрегата системы первичной обработки молока и промывки молокопроводящих путей, а также доильную аппаратуру.
Агрегат исполнения 05 поставляется без дозаторов молока, автомата промывки, охладителя молока, устройства подъема ветвей молокопровода и является наиболее простым; исполнения 06 — без автомата промывки и охладителя молока. Агрегат основного исполнения — полнокомплектный, обеспечивает механизацию и автоматизацию всех операций при доении коров в молокопровод.
Работа агрегата основного исполнения состоит из следующих этапов: подготовки к доению; подготовки вымени и установки доильных аппаратов на соски; доения; замера количества молока, надоенного от каждой коровы (при контрольной дойке); транспортировки молока в молочное отделение; замера количества молока от группы до 50 коров; фильтрации, охлаждения и подачи молока к резервуару-охладителю или резервуару для хранения; промывки и дезинфекции агрегата.
Агрегаты двух других модификаций не выполняют операции автоматической промывки и охлаждения молока в процессе доения через пластинчатый охладитель, так как соответствующие составные части не входят в их комплектацию. Однако они значительно проще по конструкции и комплектации, а также в обслуживании и больше подходят для условий семейного или арендного подряда.
При необходимости агрегаты всех трех модификаций можно установить в коровнике на любое число коров (от 30 до 100) и смонтировать при этом молоко- и вакуум-проводы требуемой длины.
В состав агрегата входят молокопровод АДМ.01.000-01, вакуум-провод АДМ.55.000, восемь единиц доильной аппаратуры АДМ.03.000, устройство промывки АДМ.20.000, молокоприемник АДМ.24.000, переключатель АДМ. 19.000, фильтр АДМ.09.000, охладитель молока АДМ.33.000-02 (основное исполнение), автомат промывки АДМ.23.000 (основное исполнение), шкаф запасных частей ДПР.06.000-01, вакуум-регулятор АДМ.08.000, четыре устройства подъема ветвей молокопровода АДМ. 18.000-03 (в исполнении 05 отсутствует), универсальный молочный насос НМУ-6, дозатор молока АДМ.52.000 (в исполнении 05 отсутствует), вакуумная установка УАУ-60/45, восемь устройств зоотехнического учета молока УЗМ-8А.
Доильный агрегат стационарный ДАС-2В. Он предназначен для машинного доения коров в переносные доильные ведра при привязном содержании и рекомендуется для малых ферм (10—100 коров), где нельзя применить более производительный агрегат с доением в молокопровод АДМ-8А-1. Агрегат может работать на высоте над уровнем моря не более 1000 м, колебание напряжения в сети питания допускается 5—10 % от номинального 380 В. К нему рекомендуется заказывать очиститель-охладитель и резервуар-охладитель молока, холодильную установку с рекуператором теплоты для получения холодной воды с целью охлаждения молока.
Доильная аппаратура имеет 9 комплектов, каждый из которых включает в себя двухтактный аппарат АДУ-1 и ведро вместимостью 19 л. Число пульсов в минуту 65±5, соотношение длительности тактов сосания и сжатия 2:1. Вакуум-провод выполнен из водогазопро-водных труб диаметром 25,4 мм. Устройство промывки — циркуляционного типа с поступательно-возвратным движением жидкости, промывает молокопроводящие пути доильного аппарата, крышку и доильное ведро. Число импульсов в минуту 0,5—2. Каждый оператор может промывать свою доильную аппаратуру независимо от других, которые в это время продолжают доить коров.
Приготовленный моюще-дезинфицирующий раствор из пластмассового промывочного ведра, входящего в комплект устройства, засасывается в такте сосания через доильный аппарат в доильное ведро, а в такте слива через вырезы в центральном штуцере крышки доильного ведра вытекает по шлангу обратно. Так промывается доильная аппаратура, а затем по той же схеме ополаскивается чистой водой.
При обслуживании стада до 100 коров на агрегате ДАС-2В работают три оператора машинного доения, до 30 коров — один.
Рис. 2. Доильный агрегат стационарный ДАС-2В:
1 — доильная аппаратура ДПР.31.000; 2 — вакуум-провод ДПР.32.000; 3 — тележка для перевозки фляг ДПР.03.000; 4 — устройство промывки ДПР.35.000
Для сохранения качества первичной животноводческой продукции (молока, мяса) в любое время года ее подвергают температурному воздействию (пастеризации, копчению, охлаждению и др.) или перерабатывают на более устойчивый для хранения продукт (масло, сыр, копчености, колбасы и др.).
Охладитель молока ОМВ-Ф-8. Для хранения в специальной среде в течение 20 ч свежевыдоенного молока в стандартных бидонах используют охладитель. Он выполнен в виде открытой водяной ванны 1 (рис. 3), подключенной к электрической сети. В конце ванны расположен холодильный агрегат, соединенный посредством терморегулирующего вентиля с испарителем-аккумулятором трубчатого типа. Ванна имеет слой теплоизоляции 4 и облицована ударопрочным покрытием 5 из полистирола.
Автоматический режим работы охладителя задается с пульта управления через реле температуры и датчики, установленные в водяной ванне. Реле температуры контролирует величину наморозки льда, а также включение и выключение насоса для перемешивания хладоносителя. Холодильный агрегат защищен ограждением. Решетка, размещенная над аккумулятором льда, предназначена для установки бидонов.
Охладитель работоспособен в условиях температуры окружающей среды 10—35 °С и относительной влажности не более 85 %.
На животноводческой ферме до 100 коров достаточно иметь один охладитель, он гарантирует сохранность и качество молока.
Работает охладитель в автоматическом режиме. Через 3—4 ч на испарителе образуется достаточное количество льда для охлаждения 200 м 3 молока, и холодильный агрегат автоматически отключается. С этого момента можно устанавливать в водяную ванну бидоны с молоком, после чего автоматически включается электронасос хладоносителя (хладагент Р22), который работает в заданном режиме охлаждения молока. По истечении 2—2,2 ч процесс охлаждения заканчивается, и молоко готово к отправке. Охладитель продолжает работу в автоматическом режиме, и следующая остановка холодильного агрегата указывает на его готовность к новому циклу охлаждения.
Рис. 3. Охладитель молока ОМВ-Ф-8:
1 — водяная ванна; 2 — испаритель-аккумулятор льда; 3 — решетка для установки бидонов; 4 — слой теплоизоляции; 5 — ударопрочное покрытие; 6 — охлаждение холодильного агрегата; 7 — бидон с молоком; 8 — холодильный агрегат; 9 — пульт управления; 10 — электронасос
Устройство бидона-охладителя показано на рис. 4. Назначение универсального бидона-охладителя — сбор, фильтрация и охлаждение молока. При доении в молокопровод учитывается молоко от группы коров с помощью мерной линейки. Молоко охлаждается холодной водой из любого источника. Вместимость бидона 185 л. Масса 42 кг.
Рис. 4. Бидон-охладитель
1 — металлический каркас; 2 — комбинированный корпус; 3 — крышка с патрубками
Молоко, поступающее под вакуумом из молокопровода, собирается в приемном бачке в верхней части бидона-охладителя. Из приемного бачка оно самотеком тонкими струйками распределяется по всей внутренней поверхности, охлаждаясь на стенках бидона. Охлаждающая вода омывает стенки снаружи, собирается в емкости под бидоном и возвращается в резервуар для охлаждения или технологических нужд.
Молоко охлаждается до температуры на 5—6 °С выше температуры охлаждаемой воды при трехкратном ее расходе.
Сепараторы-сливкоотделители. Их используют для разделения 1 молока (цельного) на сливки и обрат (обезжиренное молоко). Аппараты состоят из трех основных частей: привода, барабана, приемно-выводного устройства.
Электрические сепараторы-сливкоотделители в качестве привода имеют мотор-редуктор или один электродвигатель, на ручных сепараторах используется редуктор с рукояткой.
Для фермерских хозяйств, которые не специализируются на молочном скотоводстве, повышенный интерес представляют сепараторы с ручным приводом. Работа на них не требует больших усилий, и достаточно безопасна, в ней могут принимать участие и дети.
Небольшие по размерам и массе, простые в эксплуатации и надежные в работе, эти машины — незаменимые помощники в хозяйстве: за 30 мин работы можно получить от 3 до 6 кг сливок различной жирности и 18—22 кг обезжиренного до 0,05 %-ной жирности молока (обрата). В процессе сепарирования сливки и обрат очищаются и от механических примесей, оставшихся в молоке после процеживания.
Общие сведения о комплексе машин для животноводства. Комплекс машин и оборудования для механизации животноводства в основном состоит из машин для приготовления кормов, машин для раздачи кормов, оборудования для поения животных, оборудования для доения и охлаждения молока, оборудования для удаления навоза и др.
Машины для приготовления кормов. Машины для приготовления кормов различаются в зависимости от вида кормов и операций по их обработке.
Грубые корма содержат до 40% клетчатки, их без предварительной обработки обычно не скармливают. К ним относятся сено, солома, стебли кукурузы и др. Для лучшего усвоения животными их подвергают измельчению и иногда тепловой обработке.
Сочные корма (корнеплоды, силос, зеленная трава и др.) дают животным обычно в измельченном виде. Длина резки зависит от вида животных, которым предназначен корм.
Корнеплоды перед дальнейшей обработкой моют. Коровам их дают в сыром виде, а свиньям и бычкам на откорме — после тепловой обработки. Тепловой обработке подвергают также пищевые отходы. Для повышения питательной эффективности корнеплоды мнут и смешивают с грубыми кормами, концентратами, кормовыми дрожжами и др.
К концентрированным кормам относятся дробленое зерно, комбикорм на его основе, жмых, шрот, травяная мука и др.
Грубые корма измельчают машинами с молотковыми, штифтовыми или ножевыми рабочими органами. Они выпускаются с приводом от трактора или электричества.
В молотковых аппаратах на роторе закреплены молотки. Корма, попадая между молотками и декой, разрушаются. Такие машины отличаются большими затратами энергии.
В штифтовых рабочих органах корм измельчается, попадая между подвижными и неподвижными штифтами. При высокой влажности кормов производительность таких машин резко падает.
В ножевом аппарате на роторе жестко закреплены ножи, а в выгрузных окнах — противорежущие подпружиненные ножи. В таких аппаратах могут быть установлены форсунки для жидких добавок. Их можно использовать также для смешивания кормов (рис. 38.1).
Для дробления зерна используют молотковые дробилки или жерновые мельницы.
Для мойки корнеплодов используют различные моечные аппараты: барабанные, дисковые, шнековые, кулачковые.
Рис. 38.1.Схема устройства и работы измельчителя-смесителя кормов:
1 — рама; 2 — швырялка; 3 — зубчатая дека; 4 — кожух; 5 — форсунка; 6 — ротор с ножами; 7 — нож противореза; 8 — основание; 9 — ось; 10 — шибер; 11 — электродвигатель; 12 — клиноременный привод; 13 — натяжной ролик; 14 — бункер выгрузного транспортера; I — приемная камера; II — камера измельчения и смешивания; III — выгрузная камера
Обычно в машинах для мойки корнеплоды можно измельчать, для этого их загружают в ванну с водой и активатором придают воде вращательное движение. Вращающиеся в воде клубни трутся друг с другом и с рабочими органами машины и отмываются. Далее клубни поступают на транспортер (шнек), дополнительно омываются и поступают к измельчителю. Камни и грязь скапливаются на дне ванны, крылачом отбрасываются к ее стенкам и удаляются через люк (рис. 38.2).
Рис. 38.2.Схема устройства и работы мойки измельчителя-камнеуловителя:
1 — рама; 2 — транспортер-камнеудалитель; 3, 6 и 10 — электродвигатели; 4 — форсунки; 5 — кожух; 7 — выбрасыватель клубней; 8 — корпус измельчителя; 9 — измельчитель; 11 — шнек; 12 — моечная камера; 13 — диск-активатор; 14 — камнеприемник
Для термической обработки кормов используют кормозапарники, запарники-смесители и кормозапарочные агрегаты, которые моют, измельчают, запаривают, смешивают и мнут корма. Для нагрева кормов используют пар от котельной или пар, выработанный автономно кормозапарником.
Машины для раздачи кормов.Для раздачи кормов используют стационарное оборудование и мобильные кормораздатчики.
Подачу кормов стационарными раздатчиками осуществляют транспортерами, которые устанавливают в кормушках или над ними. Их используют при непосредственной близости фермы от хранилища кормов.
В настоящее время чаще используют тракторные раздатчики кормов, которые подвозят корма из хранилища и осуществляют их дозированную раздачу в кормушки. Кормораздатчик смонтирован на базе тракторного прицепа с транспортерами, смесительными и дозирующими устройствами. В бункер корма могут загружаться послойно или в виде готовых смесей. Кормораздатчики могут выгружать корма на одну или две стороны (рис. 38.3).
Рис. 38.3.Схемы устройства мобильных бункерных раздатчиков кормов:
а — транспортерный; б — шнековый; 1 — бункер; 2 — блок битеров-дозаторов; 3, 4 и 7 — продольный, поперечный и выгрузной транспортеры соответственно; 5 — шнеки-смесители; 6 — заслонки; 8 — направляющий лоток; 9 — раздаточное и выгрузное устройства; 10 — электронный блок управления
Оборудование животноводческих ферм
Оборудование для поения животных.Оборудование для поения животных различают по назначению (крупный рогатый скот (КРС), свиньи, птица) и принципу действия (клапанные, вакуумные). У них разные конструкции (сосковые, ниппельные, чашечные и др.). Поилки бывают индивидуальные, групповые, стационарные и передвижные.
Для КРС применяют чашечные поилки с педалями (рис. 38.4, а). Их подключают к водопроводу. В чаше всегда есть немного воды. Когда животное начинает пить, оно давит носом на педаль, пружина сжимается и открывает клапан. Вода поступает в поилку. Когда животное прекращает пить и давить на педаль, клапан под действием пружины перекрывает воду. Поплавковая поилка работает по принципу сообщающихся сосудов. Вода из бака с поплавковым клапаном поступает в поильные чаши. Вода из чаш не выливается под действием разряжения в баке. При уменьшении уровня воды поплавок открывает клапан и пополняет запас воды в баке.
Рис. 38.4.Устройство поилок для животных:
а — чашечная поилка; б — сосковая поилка; в — ниппельная поилка; 1 — чаша; 2 — педаль; 3 — резиновая прокладка; 4 — пружина; 5 — корпус; 6 — корпус клапана; 7 — шток клапана; 8 — сосок; 9 — амортизатор; 10 — клапан; 11 — упор; 12 — трубопровод; 13 — верхний клапан; 14 — седла клапанов; 15 — прозрачный корпус поилки; 16 — нижний клапан со стержнем из нержавеющего металла; 17 — чаша для сбора пролившихся капель
Для поения свиней применяют сосковые поилки (рис. 38.4, б). Такие поилки выпускают в виде чаши с соском-клапаном. Когда животное начинает пить, оно рылом приподнимает сосок и открывает клапан для поступления воды.
Для поения цыплят при напольном содержании используют автономные вакуумные поилки. Баллон заполняют вручную водой, ставят на горлышко поддон, переворачивают и ставят на пол. Вода не вытекает за счет разряжения в баллоне и атмосферного давления на воду в поддоне.
Ниппельные поилки (рис. 38.4, в) применяют для поения птиц. На конце ниппельного клапана всегда есть капля воды. При ударе клювом клапан приподнимается и выливается очередная капля воды. Такие поилки очень экономичны, но требуют чистую воду и исправные клапаны, чтобы исключить подтекание воды.
Оборудование для доения. Для доения коров существуют разнообразные доильные установки — от простейших до роботизированных. Все они действуют за счет вакуума и обязательно включают в себя доильный аппарат (рис. 38.5).
Рис. 38.5.Устройство доильной установки:
а — общий вид; б — доильный аппарат; в — доильный стакан; г — пульсатор; д — коллектор; 1 — электродвигатель; 2 — ротационный вакуумный насос; 3 — вакуумный баллон; 4 — вакуумметр; 5 — вакуумпровод; 6 — доильный аппарат; 7 — доильное ведро; 8 — стаканы; 9 — коллектор; 10 — вакуумный шланг; 11 — молочный шланг; 12 — пульсатор; 13 — камера вокруг соска; 14 — внешняя стенка; 15 — внутренняя стенка; 16 — камера под соском; 17 — клапан пульсатора; 18 — распределитель; 19 — резиновый клапан коллектора; I — сосание; II — сжатие; III — отдых
Доильные стаканы состоят из твердой внешней и эластичной (резиновой) внутренней стенок. В процессе доения их одевают на соски вымени. Стенки образуют две камеры: под соском и вокруг соска.
Пульсатор преобразует постоянный вакуум в переменный. С его помощью задается частота пульсации и соотношение тактов.
Коллектор распределяет переменный вакуум по доильным стаканам и собирает из них молоко.
Пульсатор и коллектор в определенной последовательности создают в камерах разряжение и давление. В такте сосание обе камеры соединены с вакуумпроводом и из соска высасывается молоко. В такте сжатия межстенную камеру соединяют с атмосферой, а под соском оставляют вакуум, как бы имитируя сосание теленка или ручное доение. В этом такте молоко не поступает. Так работают двухтактные аппараты.
Если в конце второго такта подсосковую камеру соединить с атмосферой, произойдет пауза, которая способствует восстановлению кровообращения в соске (трехтактный аппарат).
Молоко из стаканов через коллектор и молочный шланг поступает в доильное ведро или молокопровод.
Это интересно! Доильный аппарат с двухкамерным стаканом и пульсирующим вакуумным режимом был изобретен в 1860 г. Л.О. Колвином.
Оборудование для первичной обработки молока. Свежевыдоенное молоко обладает бактерицидностью (способностью задерживать развитие микробов в течение 2…3 ч при комнатной температуре). Чем молоко чище и ниже температура его хранения, тем длиннее бактерицидная фаза. Для этого молоко на ферме подвергают первичной обработке. Чаще всего молоко очищают от механических примесей путем фильтрации и затем охлаждают в холодильных резервуарах. Если молоко реализуется населению, его необходимо термически обработать (пастеризация, стерилизация, ультрапастеризация) и охладить до 4…6°С.
Резервуар-охладитель может быть в виде большой ванны с крышкой. Ванна имеет охлаждающую рубашку, которая образована стенкой ванны и основанием резервуара. Хладагент (охлажденная вода) поступает в охлаждающую рубашку. В ванне установлена мешалка для равномерного охлаждения молока.
Оборудование для удаления навоза
Своевременная уборка навоза и поддержание фермы в чистоте — важная технологическая задача ухода за животными. Несвоевременная уборка навоза приводит к болезням ног и копыт животных. Эти заболевания оказывают существенное влияние на количество и качество молока. Уровень заболевания копыт достигает 25…80%.
Технологический процесс удаления навоза состоит из уборки помещений для скота, перемещения его к местам временного складирования, обработки навоза для обезвреживания и приготовления ценного органического удобрения, транспортирования и разбрасывания в поле.
Очистку помещений можно произвести механически с помощью трактора с бульдозерной навеской, скреперного или скребкового транспортеров, а также гидравлическим способом.
Скреперные установки размещают в желобе, равном ширине навозного прохода. Скребок закреплен на тросе или цепи. Скребки движутся возвратно-поступательно. При рабочем ходе скребки раскрываются на всю ширину прохода, при холостом ходе скребки складываются. Работа таких установок может быть автоматизирована с установкой датчиков остановки перед препятствием (корова, человек).
Скребковый транспортер представляет собой цепь со скребками, которые движутся по замкнутому четырехугольному каналу. Он состоит из горизонтального и наклонного транспортеров. Навоз вручную сбрасывают в горизонтальный канал транспортера. Оттуда он попадает на наклонный транспортер и затем — в кузов транспортного средства.
Уборка навоза транспортерами не обеспечивает должной чистоты, так как необходимо сталкивать навоз в проход для скрепленной установки или в канал для скребков транспортера. Такие установки не очень удобны, так как предполагают протягивание цепи через все помещение, что травмоопасно как для животных, так и для людей. Перемещение навоза через весь коровник также может стать источником распространения инфекций. Кроме того, необходима постоянная тяжелая работа скотника по уборке навоза.
Уборка навоза с помощью трактора с бульдозерной навеской тоже имеет ряд недостатков: животных надо удалять из помещения, не обеспечиваются должные гигиенические условия в период между уборками.
Существуют и гидравлические системы удаления навоза. Полы в помещениях для такой уборки сделаны в виде продольных и поперечных каналов, которые закрыты решетками. Навоз смывают периодически водой и далее насосом перекачивают в цех для приготовления компоста.
В цехе навозную жижу подают на сепараторы для разделения на жидкую и твердую фракции. Жидкую фракцию перекачивают в хранилища для выдерживания на установленный государством срок. Затем через год жидкую фракцию перекачивают в качестве органических удобрений на поля.
Гидравлическая уборка имеет существенные недостатки: обеспечивается только периодическая чистка помещения; велики энергетические и коммунальные затраты; необходимы большие площади для устройства хранилищ жидкой фракции.
Популярной становится роботизированная уборка, особенно для щелевых полов. В настоящее время существуют два вида роботов для удаления навоза: первый тип роботов предназначен для использования на фермах с щелевыми полами; второй тип робота функционирует по типу пылесоса. Такие роботы работают на аккумуляторах и движутся по установленной программой траектории.
Робот постоянно курсирует и сталкивает навоз через щелевые полы в хранилище. Аппарат почти бесшумен, полностью автономен и обеспечивает круглосуточно высокую чистоту помещений. Однако таких ферм с щелевыми полами в России мало, так как их сооружение весьма затратно.
Наиболее перспективным является использование роботов по типу пылесоса. Корпус робота имеет емкость около 400 л, которая разделена на две части. Одна часть заполнена водой, вторая часть предназначена для сбора навоза. Робот через форсунки разбрызгивает воду вокруг себя, а затем засасывает жидкий навоз и таким образом моет полы. Заполнив внутренний контейнер, он перемещается к специальной емкости (яме) и сливает его.
Робот оборудован радаром для определения препятствий, направления к зарядному устройству, источнику воды и резервуару для слива навозной жижи.
Такой робот обеспечивает постоянную уборку помещения.
Коровы его не боятся, так как высота робота чуть больше 50 см и он издает звуковые сигналы.
Для обеспечения должной чистоты такому роботу не нужны помощники. Он движется по всему помещению автономно. Энергетические затраты при таком способе навозоудаления значительно ниже, чем при гидравлическом способе очистки коровников.
8 Конструктивная разработка
Устройство для определения работоспособности сосковой резины
Решаемой задачей является создание, в условиях небольшой фермы, достаточно простого устройства для определения целостности и работоспособности сосковой резины, являющейся одним из важнейших элементов доильного аппарата. Нарушение целостности и упругих характеристик сосковой резины часто приводит к изменениям биологически оптимальных режимов доения, некоторым видам заболеваний коров и возможным отказам работы доильных аппаратов из-за недопустимых изменений жесткости, удлинения или потере герметичности материала сосковой резины.
На рис 2 представлена блок-схема устройства для определения работоспособности сосковой резины.
Устройство для определения работоспособности сосковой резины
Первый и второй кран - выключатели 8, 10 механически связаны с секундомерами 12, 13 для их независимого запуска в момент соединения объема ресивера 4 с полостью доильного стакана 1 и имитатора соска 3. Кран - выключатель 10 соединен с патрубком 14 и, через канал в фланце 15, с полостью имитатора соска 3 и манометром 11. Между стенками доильного стакана 1 и сосковой резины 2 находится межстенная камера, обозначенная поз.16, а подсосковая камера обозначена поз.17. Сочленение элементов устройства 1, 2, 3, 15 выполнено герметичным благодаря упругости сосковой резины 2. В качестве ресивера 4 в предложенном устройстве используется герметичная емкость объемом до 1 л. Воздушный насос 5 на рабочее давление 10-60 кПа может иметь ручной или электрический привод.
Устройство для определения целостности и упругих свойств сосковой резины доильного аппарата работает следующим образом.
Согласно предложенной разработке, для диагностики характеристик сосковой резины 2 используется более простой, чем вакуумирование, пневматический способ нагружения сосковой резины 2 и имитатора соска 3 путем подачи воздуха в межстенную и сосковую камеры 16, 3 с помощью воздушного насоса 6, ресивера 4 запорного вентиля 5 и кранов - выключателей 8, 10. При этом жесткость сосковой резины 2, давление в полости имитатора соска 3 и время изменения давлений в камерах 3, 16 оценивается по показаниям манометров 7, 11 и секундомеров 12, 13. В процессе испытаний подсосковая камера 17 находится при атмосферном давлении.
Проверка целостности конической, цилиндрической и уплотняющих частей сосковой резины 2 осуществляется следующим образом. Сосковую резину 2 в сборке с доильным стаканом 1 оснащают фланцем 15 с манометром 11. Патрубки 9, 14 соединяют при помощи трубопроводов или шлангов с выходами ресивера 4 через кран - выключатели 8, 10.
При закрытых кранах 8, 10 доводят давление в ресивере 4 до 5 кПа и закрывают запорный вентиль 5. После этого открывают кран - выключатель 10 с одновременным запуском секундомера 13 для подачи сжатого воздуха в полость имитатора соска 3 (давление в полости имитатора соска 3 при испытании должно быть равно давлению 5 кПа внутри вымени при припуске молока). В первый момент происходит незначительное снижение давление в ресивере 4, обусловленное заполнением камеры имитатора соска 3. Если в течение 1-2 мин давление в ресивере 4 остается неизменным, это свидетельствует не только о целостности тонкостенной оболочки имитатора соска 3, но и о жесткости сосковой резины 2, а также об отсутствии протечек через место соединения сосковой резины 2 с фланцем 15.
Затем закрывают кран - выключатель 10 и доводят давление в ресивере 4 до 20 кПа, после чего закрывают запорный вентиль 5 и открывают кран - выключатель 8 с одновременным запуском секундомера 12 для подачи сжатого воздуха в полость 16 доильного стакана 1. В этот момент происходит незначительное снижение давление в ресивере 4, обусловленное заполнением камеры 16 доильного стакана 1.
Если после этого в течение длительного времени (несколько мин) давление в ресивере 4 остается неизменным, это свидетельствует о целостности основных элементов сосковой резины 2, об отсутствии в ее толще микротрещин и об отсутствии протечек через места соединений сосковой резины 2 с доильным стаканом 1. При нарушении целостности сосковой резины 2 по зафиксированным показаниям манометра 8 и секундомера 12 можно построить график падения давления в координатах время - давление. Наклон и форма кривой падения давления в ресивере 4 может свидетельствовать о типе и величине соответствующих дефектов в материале сосковой резины 2.
Целостность сосковой резины 2 характеризуется постоянством давлений Р вх в полости 16 и Р вых в полости имитатора соска 3, Определение этих величин позволяет сделать заключение о жесткости сосковой резины 2 путем расчета ее упругости, связанной с разностью давлений Р вх -Р вых =Р упр .
Нарушение целостности и упругих характеристик сосковой резины часто приводит к изменениям биологически оптимальных режимов доения, некоторым видам заболеваний коров и возможным отказам работы доильных аппаратов из-за недопустимых изменений жесткости, удлинения или потере герметичности материала сосковой резины.
По этой причине целостность сосковой резины доильного аппарата и ее упругие свойства являются для механиков и операторов машинного доения важными диагностируемыми параметрами. Даже незначительные нарушения упругих свойств сосковой резины могут нарушить работу доильных аппаратов. Предложенное выполнение устройства позволяет, в условиях слабо оснащенных механических мастерских фермерских хозяйств, изготовить данное устройство и использовать его для проверки работоспособности сосковой резины доильного аппарата.
Читайте также: