Проект комплексной механизации молочной фермы на 200 коров с беспривязно групповым способом содержания на глубокой подстилке

 

Технические характеристики доильной установки: обслуживаемое  поголовье 200 - 400 голов, количество доильных мест 2-4, число доильных аппаратов 8. пропускная способность установки 60 - 65 голов/ч, количество операторов 1 человек, продолжительность ручных операций 65сек, коэффициент занятости оператора 0.8 - 0,9. мощность, потребляемая электродвигателями 20,2 кВт.

 

Автоматизированная  установка оборудована пневматической системой автоматического управления процессом доения - доильным автоматом. Он обеспечивает выполнение всех операций машинного доения коров, включая автоматическое снятие доильных стаканов с вымени и вывод их из под животного.

Принцип действия основан на клапанном механизме. Молоко, поступая в камеру, поднимает  поплавок, открывая путь в молокопровод молоку, и перекрывая вход атмосферному давлению. При снижении молока поплавок опускается, давление приближается к  атмосферному, доильная часть подвесного аппарата опускается вниз, выводя стаканы  из под животного.

 

Унифицированный доильный аппарат АДУ-1 предназначен для доения коров и недра или  молокопровод. Он состоит из доильных стаканов, коллектора, пульсатора, молочных и вакуумных патрубков и шлангов. Пульсатор преобразует постоянный вакуум в переменный, формирующий режим работы коллектора и доильных стаканов. Коллектор распределяет переменный вакуум по доильным стаканам, формирует режим их работы, собирает молоко из стаканов и способствует его эвакуации в доильную емкость.

Аппарат доильный унифицированный АДУ – 1(рис.5)

 

 

 

 

1 – пульсатор; 2 – ручка; 3 – коллектор; 4 – молочная трубка, совмещенная  с сосковым чулком; 5 – клапан  молочный; 6- гильза стакана; 7 – сосковый  чулок; 8- кольцо; 9 – шланг молочный; 10 – шланг переменного вакуума.

Колетор доильнго аппарата АДУ – 1:

1 – винт; 2 – распределитель; 3 –  корпус верхний; 4 – прокладка; 5 –  клапан; 6 – корпус нижний (основание); 7 – шайба; 8 – шплинт.

 Аппарат  АДУ-1 имеет два коллектора: для  двух- и трёхтактного доения. Вакуум  от магистрали по шлангу 6 переходит  в камеру 1 пульсатора. Резиновая  мембрана 5 под давлением воздуха  поднимает клапан 7, вакуум проходит  в камеру II и по шлангу распространяется  через распределитель П_к коллектора в межстенные пространства М доильных стаканов. В подсосковых камерах П стаканов поддерживается постоянный вакуум от доильной ёмкости и с образованием его в межстенных пространствах стаканов происходит такт сосания: молоко идет через молочную камеру коллектора в молокосборник. В ходе такта вакуум по каналу 8 пульсатора через дроссель 4 переходит на управляющую камеру IV. Давление воздуха от камеры III на клапан 7 переводит мембранно-клапанный механизм пульсатора в нижнее положение и клапан 7 перекрывает вход вакуума в камеру П. Воздух через камеру II поступает в шланг 9 и далее в межстенные пространства М доильных стаканов, формируя такт сжатия. Затем воздух, проходя через дроссель 4, заполняет камеру IV, поднимая мембрану 5 (камера I находиться под постоянным вакуумом). Повторяется такт сосания.

Принципиальная  схема работы доильных установок  (рис.6)

 

 

 

 

 

Конструктивная схема  вибропульсатора (рис. 7) :

 

 

2.8. Расчётная схема основного  производственного здания и определение

его размеров.

 

Длина коровника рассчитывается по формуле:   

L_к =(L_гс× n_гс) + в_цп, (15)

где

L_гc – длина группового станка;

n_гс – количество групповых станков;

в_цп – ширина центрального прохода.

         L_к =(6,25×8) + 2,5 = 52,5 м

        Ширина коровника рассчитывается по формуле:

В_к =(в_гс + n_гс) + В_кп, (16)

где

В_гс – ширина группового станка;

в_кп – ширина кормового прохода.

В_к =(3×8) + 2,5=26,5 м

Высота коровника  в расчете высоты мобильного кормораздатчика  должна быть не меньше 3,0 м.

Н_к ≥ 3м.

2.8 Расчёт микроклимата.

 

Под оптимальным  микроклиматом понимают комплекс действующих  факторов внешней среды (температура, влажность и скорость движения воздуха, газовый состав воздуха и т.д.), способствующих наилучшему проявлению физиологических функций организма  животных, получению от них максимальной продуктивности при минимальных  затратах кормов и средств на ее обеспечение.

Так как  продуктивность животных на 20-30% определяется состоянием воздушной среды в  животноводческих помещениях, а в  условиях интенсивного ведения животноводства плотность размещения животных в  помещении увеличивается, то и проблему создания и поддержания оптимального микроклимата в этих помещениях нужно  решать новыми способами.

Зоогигиенические  нормы микроклимата, при беспривязно-групповом  способе содержания крупного рогатого скота: температура равна 10°С (8-12°С), скорость движения воздуха 0,5 м/с, относительная  влажность 70%, содержание пыли 0, 04 мг/м³, освещённость 7,5 лк., величина шумов 60-70 децибел.

Формирование  микроклимата зависит от ряда технических  и технологических факторов: объемно-планировочных  и конструктивных решений, технологии содержания, эффективности систем вентиляции, отопления и навозоудаления, теплозащитных  свойств ограждающих конструкций  и т.д. [3], [4]

Для снижения концентрации вредных газов и  удаления излишней влаги в помещении, а также для рассредоточения  приточного воздуха и ликвидации застойных зон, устраивают системы  вытяжной вентиляции в навозных каналах, при содержании животных на решетчатых полах. Освещенность в помещении  должна обеспечивать нормативную видимость  предметов и способность нормативного течения физиологических процессов  в организме. Хорошо регулируют микроклимат  на территории ферм и в животноводческих помещениях зеленые насаждения. В  жаркий летний период под их влиянием температура воздуха на территории ферм снижается на 7 - 13°С, а в помещениях для животных на 3-6°С.

Причины ухудшения микроклимата большинства  эксплуатируемых животноводческих помещений заключается в низкой теплозащите ограждающих конструкций, неквалифицированной эксплуатации отопительно-вентиляционного оборудования, а также неправильной организации  воздухообмена.

 

Часовой воздухообмен (по содержанию углекислого газа и влаги) определяется по формуле:

 

L_w = W ×m + (0,1 ×W ×m) / W_t - W₂ , (17)

 

где, L_w - часовой воздухообмен, м³/ч

W - количество водяного пара, выделяемого одним животным в течении часа, г/ч

m - количество животных

0,1 ×W ×m - расчетный коэффициент, учитывающий испарение влаги с пола, кормушек и автопоилок, и т.д.

Wt - допустимое количество водяного пара в воздухе помещения, г/м ( абсолютная влажность)

W₂ - средняя абсолютная влажность приточного воздуха, г/м (3,2-3,3)

 

L_w = 60 х 200 + (0.1 х 60 х 200) / 7.37 - 3.3 = 3538.08 м³/ч

 

Критерием пригодности воздуха  служит содержание в нем углекислоты. Необходимый по содержанию углекислоты  воздухообмен (м3 /ч) определяют по формуле: 
L_СО2 =C_xm/С₁ – С₂, (18)

где 
С – количество углекислого газа, выделяемое одним животным, л/ч; 
m – количество животных в помещении, гол; 
С1–допустимое количество СО2 в воздухе помещения, л/м3 (С2=1,5л/м3);

С2 – содержание СО2 в приточном  воздухе, л/ м3 (С2 =0,3 л/ м3) 
L_СО2 =175x150 /1,5-0,3 =21875 м3 /ч

Необходимый по содержанию влаги воздухообмен, в холодное время года, рассчитывают по формуле:

Lw =W×m×β / W1 –W2 (19),

где 
W – количество водяного пара, выделяемого одним животным в течение часа, г/ч 
m – количество животных в помещении, голов 
β – коэффициент, учитывающий испарение влаги с пола, кормушек, автопоилок, и т.д. (β=0,1) 
W1 – допустимое количество водяного пара в воздухе помещения, г/м . (абсолютная влажность)

W1 =w×Wmax /100 (19),

где 
w – нормативная относительная влажность воздуха в животноводческих помещениях, % 
Wmax – максимальная влажность воздуха при данной температуре, г/ м3 
W2 –средняя абсолютная влажность приточного воздуха, г/м (W2=3,2-3,3г/ м3) 
Рассчитываем: 
W1=70% × 5,3/100% = 3,71г/ м3 
Lw =560 × 150 × 0,1/3,71-3,2 =1 6470,6 г/ м3 
Из полученных результатов выбираем максимальный воздухообмен для определения кратности часового воздухообмена (в ч-1) по формуле:

 
K=Lw/V (20),

 
где 
V – объем помещения, м3 
К=16470,6/ 72х18х3=4,23

Кратность воздухообмена= 4,23 ( более 3), следовательно на ферме следует  применить принудительную вентиляцию без подогрева подаваемого воздуха.[6]

3. Разработка генерального плана.

 

Технологические требования к генеральному плану  заключаются создании благоприятных  условий для выполнения основных производственных процессов, соблюдения норм технологического проектирования, блокирования зданий и сооружений. Расстояния между зданиями должны быть минимальными, равным противопожарным  разрывам (10 - 20 м). Вдоль животноводческих зданий размещают выгульные площадки и кормо-выгульные дворы. [9], [10],[11].

3.1. Зонирование территории предприятия.

 

При разработке генерального плана всю территорию предприятия разбивают на зоны:

Зона основных производственных зданий (коровник, телятник, родильное отделение  и т. д.).

Зона хранения и подготовки к  использованию кормов (кормоцех, силосохранилище). В этой зоне обязательно должны быть автомобильные весы.

Зона сбора, хранения и подготовки к использованию навоза (навозохранилище, цех приготовления).

Зона ветеринарно-санитарных объектов (изолятор, ветлечебница, ветпункт, ветаптека). В этой зоне должен быть дезобарьер.

 

Требования к взаимному расположению зон:

В соответствии с «розой ветров» основные производственные здания следует располагать продольной осью с севера на юг (допустимое отклонение не более 30° в одну или другую сторону), а так же с надветренной стороны. Вспомогательные здания должны располагаться с подветренной стороны. [10]

                                             

                               

Зона вспомогательных зданий и  сооружений	Зона хранения и приготовления  кормов
Производственная зона	Зона хранения навоза

     

 

3.2 Определение основных размеров  вспомогательных зданий и

сооружений.

Все постройки  и сооружения располагают на выбранной  территории так, чтобы обеспечить наиболее полное и эффективное использование  производственной зоны предприятия; экономичный  производственный процесс, безопасные условия труда, рациональное размещение инженерных сетей, прогрессивную технологию производства, соблюдение санитарно-гигиенических  норм, увязку с окружающей застройкой, зелёными насаждениями и рельефом местности. [10], [4]

 

Объём здания (м³):

 

V₃ = Q/ к, (21)

 

где Q - годовой расход корма

к - коэффициент  использования ёмкости хранилищ.

V_{силосохранилища} = 150×2376 /700 = 509

 

V_{сеннажехр.} = 180× 150/ 450  =  60

V_{корнеплодох.} = 150×1662/600   = 416

V_{концентр.} = 215×567/600 = 203

V_груб. =  215×1546/280 = 1187

Длину здания(м) находим по формуле:

 

L₃ = V/hxB,(22)

где V – объём здания;

h – высота здания;

В - ширина здания.

 

L_силос =  509/3×5 = 34

L_сеннаж = 60/3×5 = 4

L_{конеплод.} = 416/3,5×10 = 12

L_{концентр.} = 203/5×10 = 4

L_груб. = 1187/7×18 = 9,4

 

Навозохранилище:

V = Gгод / P, (23)

где

Gгод –  годовой выход навоза

P – плотность  навоза, 900 кг/м³

V = 2427600 / 900 = 2697 м³

L = 2697 / (7х3) = 128м

 

 

Из этих данных находим площадь помещений(м²):

 

S = L×B, (24)

где L – длина здания;

В - ширина здания.

 

S_силос = 34×5 = 170

S_сенаж = 4×5 = 20

S_{корнеплод} = 12×10 = 120

S_{концентр.} = 4×10 = 40

S_груб. = 9,4×18 = 169,2

 

4.Технико-экономическое  обоснование проекта

4.1. Пооперационная технологическая  карта на выполнение основных  технологических процессов.

Таблица 9.

Наименование работы	Доение	Кормление	Поение	Навозоудаление
Машины и оборудование	УДА-16А	КТУ-10А	АГК-4А	БН-1
Единицы измерения	Голов/час	тонн/час	м /час	тонн/час
Мощность, кВт	20	22,1	-	22,1
Объем работы Сутки	10	3	-	2
Год	3650	1095	-	730
Производительность, (время, затративш. На 1 голову) t на 1 гол/мин	1,3	2,5	0,0005	41
Количество часов работы машин Сутки	8	1	1	0,6
Год	2920	365	365	219
Требуется машин, шт.	1	1	16	1
Количество обслуживающего персонала, чел.	1	1	-	1
Расход горючего, кг/голов.	-	0,015	-	0,005
Расход электроэнергии, кВтч/голов.	0,207	-	0,75	-
Материалоемкость, кг/голов.	7,05	15,3	1,84	0,85
Энергоемкость, кВт/голов.	331,7	-	36,5	-
Затраты на 1 голову Труд человека, час.	182,5	0,91	-	0,54
Экспл. расход, руб.	754,5	927	8,7	9