Проектирование ферм и сельскохозяйственных комплексов

 

n = Qч / (V ∙ ρ ∙ z ∙ Lср)

 

где V - вместимость кузова транспортных средств, м3;

ρ -плотность кормов, т / м3;

z - число рейсов за 1 час;

Lср - длина пути перевозки кормов, км.

Число рейсов определяют по формуле:

 

z = 60 / (τр + τх + τп + τраз),

 

где τр - время движения транспортных средств с грузом, мин;

τх - время движения без груза, мин;

τп - продолжительность погрузки кормов, мин;

τраз - продолжительность разгрузки кормов, мин.

Продолжительность простоя под погрузкой:

 

τп = V ∙ ρ / Qп,

 

где V - вместимость кузова транспортных средств, м3 - для 2-ПТС-4-887А с надставными бортами = 11 м3;

ρ -плотность загружаемых кормов, т / м3;

Qп - производительность погрузочных средств, т/мин (Для ПСК - 5.0 = 5 т/ч).

 

τп = 11 ∙ 0.7 / (5 / 60) = 92.4 мин

z = 60 / (40 + 7 + 92.4 + 10) = 0.401

n = 241.142857142857 / (11 ∙ 0.7 ∙ 0.401 ∙ 0.15) = 520.653

 

2.5.2 Линия корнеклубнеплодов

Определяют необходимую пропускную способность линии (т/ч):

 

Qкп = Gраз / τ,

 

где Gраз - масса корнеклубнеплодов на разовую дачу, т;

τ - допустимая продолжительность переработки и хранения корнеклубнеплодов.

Необходимое количество измельчителей корнеклубнеплодов определяют:

 

nизм = Qк.п. / Qизм

 

где Qизм - производительность шнековой мойки-измельчителя, т/ч

 

Qизм = 47·(D2 - d2)·S· ρ ·n·ψ1· ψ2,

 

где D - диаметр винта шнека;

d - диаметр вала шнека;

S - шаг винта;

ρ -плотность корнеклубнеплодов, т / м3;

n - частота вращения вала шнека, мин-1;

ψ1- коэффициент заполнения рабочего пространства шнека;

ψ2 - коэффициент учитывающий влияние угла наклона шнека к горизонту.

 

Qизм = 47·(0.42 - 0.082)·0.4·0.7·180·0.4·0.44 = 64.037 т/ч

nизм = 0.8 / 64.037 = 0.0125

 

Полученную расчетную пропускную способность сравнивают с паспортной и выбирают марку мойки-измельчителя корнеклубнеплодов шнекового типа ИКМ-5.

Транспортировку корнеклубнеплодов производится скребковыми, шнековыми, ковшовыми, ленточными транспортерами.

 

2.5.3 Линия силоса и  сенажа

Определяют продолжительность одного рабочего цикла τц (ч):

 

τц = V / Qфп,

 

где где V - объем массы, срезаемой за один рабочий цикл, м3

Qфп - объемная производительность (м3/ч) погрузчика ПСК-5

 

V = h·b·H·kн,

 

где h - глубина фрезерования (м), примерно равная половине диаметра фрез барабана, т.е. h = 0.2

b - длина фрез барабана, м;

Н - высота бурта, м;

kн - коэффициент, зависящий от высоты бурта.

 

V = 0.2 ∙ 1.02 ∙ 2.5 ∙ 0.75 = 0.383 м3

τц = 0.383 / 7.14 = 0.054 ч

 

 

2.6 Технология механизированной уборки, удаления и утилизации навоза

 

2.6.1 Общий расчёт

Технология уборки навоза зависит от вида скота, системы содержания и др. На фермах крупного рогатого скота в зависимости от количества вносимой подстилки получают навоз влажностью от 81 до 87% или жидкий, бесподстилочной влажностью 88% и выше и на свиноводческих фермах - жидкий навоз.

Технологический процесс уборки и удаления навоза на фермах состоит из следующих основных операций: уборки в стойловых помещениях, транспортирования к местам хранения или переработки, хранения и утилизации навоза.

Подсчитывают суточный выход навоза Gсут (кг) на ферме по формуле:

 

Gсут = m(qn+qм+qв+qп),

 

где qn - среднесуточное выделение твердых экскриментов одним животным, кг;

qм - среднесуточное выделение жидких экскриментов одним животным, кг;

qв - среднесуточный расход воды на смыв навоза на одного животного, кг;

qп - среднесуточная норма подстилки на одного животного, кг;

m - количество животных на ферме.

 

Gсут = 800 ∙ ( 13 + 4 + 23 + 5) = 36000 кг

 

Годовой выход навоза Gгод (т):

 

Gгод = 1/ 1000 (Gсут · τст),

 

где τст - продолжительность стойлового периода

 

Gгод = 1/ 1000 ( 36000 ∙ 365) = 13140 т

 

Зная суточный выход навоза на ферме от всего поголовья и продолжительность его хранения, определяют площадь навозохранилища (м2):

 

Fх = (Gсут ∙ Дхр / ρ) / h,

 

где Fх - площадь навозохранилища, м2;

h - высота укладки навоза, h = 1,5…2,5 м;

Gсут - суточный выход навоза на ферме от всего поголовья, кг;

Дхр - продолжительность хранения навоза в навзохранилище, сут;

ρ- плотность навоза, кг/м3.

 

Fx = ( 36000 ∙ 182 / 900) / 2 = 3640 м2

 

2.6.2 Расчет лотковой самотечной системы удаления навоза

При бесподстилочном содержании животных применяют гидравлические системы удаления навоза, так как механические средства имеют недостаточную эксплуатационную надёжность, большую металлоёмкость, высокие эксплуатационные расходы.

Заглублённые каналы гидравлических систем сверху перекрывают щелевым полом из решеток. Применение щелевого пола позволяет содержать животных в чистоте, улучшить санитарные условия и уменьшить затраты труда на очистку помещений от навоза.

При лотково-отстойной системе удаление навоза из лотков осуществляется под действием силы тяжести и дополнительного смыва водой. Она рекомендуется для применения на мелких фермах. Система состоит из продольных лотков-каналов, поперечного канала, наружного самотёчного навозопровода и навозосборника. На каждый ряд станков или стойл предусматривается продольный канал с полукруглым дном R = 15 см и шириной по верху 60...70 см (для свиней) и 70...80 см (для КРС).Длина навозного канала Lк (м):

 

Lк = m·b + ΔL,

 

где m - число животных, расположенных вдоль навозного канала; b - ширина стойла, м; ΔL - длина канала, выходящего за пределы стойла, м.

 

Lк = 100 ∙ 1.2 + 0.9 = 110.9 м

 

Минимальная глубина hmin (м) канала в головной части, которая требуется для нормального самосплава массы:

 

hmin = (h - z) + h1 + h2 + h3,

 

где h - высота порожка h = 0,10…0,12 м;

z - разность отметок начала и  конца канала, z = (0,005…0,006) Lк м;

h1 - минимальная начальная глубина потока, при которой возможно движение вязко-пластичной массы навоза по каналу, h1 = 0,015 Lк м;

h2 - толщина слоя жидкости над порожком (при влажности навоза 86…92 %, значение h2 = 0,05…0,1 м);

h3 - минимально допустимое расстояние от наивысшего уровня массы в начале канала до щелевого пола над каналом, h3 = 0,25…0,35 м.

 

hmin = (0.11 - 0.60995) + 1.6635+ 0.07 + 0.3 = 1.53355 м

 

Объемный расход навозного канала (м3/ч):

 

Q = 3600·F·Vср,

 

где F - площадь поперечного сечения слоя массы над порожком, м2;

Vср - средняя скорость навозной массы в канале, Vср = (8,3…30)·10-3 м/с.

Площадь поперечного сечения канала определяют:

 

F = b·h2,

 

где b = 0,8…1,2 м - ширина канала самотечной системы.

 

F = 1 ∙ 0.07 = 0.07 м2

Q = 3600 ∙ 0.07 ∙ 20 ∙ 10-3 = 5.04 м3/ч

 

Потребный объемный расход Qп (м3/ч) каналов:

 

Qп = q ∙ m / (ρ ∙ τ),

 

где q - суточный выход жидкого навоза от одного животного (твердые, жидкие экскременты и вода для смыва), кг;

m - поголовье животных в животноводческом  помещении;

ρ - плотность жидкого навоза;

τ - продолжительность работы линий гидроудаления навоза.

 

Qп = 36000 ∙ 800/ (1000 ∙ 1) = 28800 м3/ч

 

3. Технико-экономические показатели

 

3.1 Себестоимость

 

Основными показателями экономической эффективности являются: производительность труда, трудоемкость, себестоимость продукции, величина капитальных вложений, срок окупаемости и расчетные затраты.

Эти расчеты проводят для сравнительной оценки отдельных производственных линий, отдельных машин, установок для выбора рационального варианта комплексной механизации всех производственных процессов.

Экономия рабочего времени Эт (ч) при внедрении новой технологии или техники определяются по формуле:

 

Эт = (Рст - Рн) · Qн,

 

где Рст - удельный расход рабочего времени на единицу продукции или обслуживание животных при старой технологии (технике), ч/ц (ч/гол);

Рн - то же при новой технологии (технике);

Qн - количество продукции или количество обслуживаемых животных при технологии (технике), ц (голов).

 

Эт = ( 3.5 - 2.7) ∙ 800 = 640 ч

 

Себестоимость продукции С определяют делением суммы всех затрат за вычетом стоимости побочной продукции на общее количество продукции.

 

С = (З + К + П + Ттр + А + И + У + Т + Э + Мк + Пз + Х - (Н + Ш)) / (Q + Рпр),

 

где З - заработная плата и отчисление на социальное страхование, руб;

К - стоимость кормов, руб;

П - стоимость подстилки, руб;

Ттр - стоимость текущего ремонта основных средств, руб;

А - амортизация основных средств, руб;

И - стоимость износа предметов ниже лимитной стоимости и спецодежды, руб;

У - стоимость услуг вспомогательных производств, руб;

Т - стоимость расходуемого топлива, руб;

Э - стоимость электроэнергии, руб;

Мк - стоимость медикаментов и дезинфицирующих средств, руб;

Пз - прочие затраты, руб;

Х - общепроизводственные и общехозяйственные накладные расходы, руб;

Н - стоимость навоза, руб;

Ш - стоимость шкурок животных, руб;

Q - количество молока, ц;

Рпр - приплод.

 

С = ( 64458.46 + 329600 + 0 + 11000 + 6000 + 1400 + 52000 + 30000 + 100000 + 2320 + 15000 + 20900 - ( 149600 + 4000)) / ( 0 + 48000) = 9.981 руб/ц

 

При внедрении новой техники в состав капитальных вложений включается стоимость нового технологического оборудования или вложения на модернизацию существующего, стоимость строительства новых или реконструкцию старых построек и стоимость основных средств, подлежащих ликвидации.

Стоимость технологического оборудования слагается из прейскурантных цен, транспотно-складских расходов в размере 11% и стоимости монтажа в размере 10…12%. Цену нового оборудования можно определить по формуле:

 

Ц = ( М · З + Д ) · Нп,

 

где Ц - оптово-отпускная цена нового оборудования, руб;

М - масса оборудования (без покупных комплектующих изделий), кг;

З - себестоимость 1 кг массы оборудования (без комплектующих изделий), руб. на 1 кг;

Д - стоимость комплектующих изделий, руб;

Нп - коэффициент, учитывающий средний процент плановой прибыли в отрасли, изготовляющей данное оборудование.

 

Ц = ( 15500 ∙ 0.37 + 123.505976095618) ∙ 1.1 = 6444.357 руб

 

Стоимость строительных построек определяется сметной стоимостью. При внедрении новой техники, когда реконструируется существующая постройка, демонтируется часть старого оборудования. В этом случае нужно определить остаточную стоимость используемой части старой постройки и оборудования, стоимость старого оборудования, подлежащего ликвидации. Остаточная стоимость старого оборудования Ко в рублях определяется по формуле:

 

Ко = Кп (1 - α·T),

 

где Кп - первоначальная стоимость ликвидируемого оборудования, руб;

α - годовая норма амортизации;

Т - время, отработанное оборудование, год.

 

Ко = 38452 ∙ (1 - 0.0405 ∙ 5) = 30665.47 руб

 

3.2 Срок окупаемости

 

Одним из показателей экономической эффективности является срок окупаемости или коэффициент эффективности. Последний является обратной величиной срока окупаемости. Срок окупаемости дополнительных капитальных затрат Т в годах рассчитывают по формуле:

 

Т = (Кн - Кс) / (Сс - Сн),

 

где Кн и Кс - новые и старые капиталовложения, приведенные к одинаковому объему производства, руб;

Сс и Сн - старые и новые годовые издержки производства, руб.

 

Т = ( 715000 - 698200) / ( 384000 - 248000) = 0.124 года.

 

Срок окупаемости новых капитальных вложений:

 

Т = ( 715000 - 0) / ( 384000 - 248000) = 5.257 лет.

 

По данным материалов Академии наук, нормативный коэффициент эффективности и срок окупаемости для молочно-животноводческих ферм соответственно равняются 0,125 и 8.

 

3.3 Приведенные затраты

 

Обобщающим показателем являются приведенные затраты, которые можно определить по формуле: С + Е ∙ К= минимум, где С - себестоимость продукции, руб. на 1 ц; Е - нормативный коэффициент эффективности; К - объем капитальных вложений, руб. на 1 ц. 9.981 + 0.125 ∙ 893.75 = минимум 121.69975