авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 6 |

Поточно-конвейерные технологии в молочном животноводстве

-- [ Страница 2 ] --

С целью объективной оценки технико-экономического эффекта научно-технических достижений предлагается модель системного подхода анализа энерго- и ресурсозатрат. Суть предлагаемой модели заключается в следующем: необходимо определить общий перечень видов используемой энергии и ресурсов, выполнить их индексирование; при обозначении области применения (в рассматриваемом случае – молочное животноводство) необходимо провести инвентаризацию и структуризацию ресурсов и энергии, задействованных в данном случае в животноводстве при производстве молочной продукции; определить варианты для сравнения с представленными разработками; выполнить расчет повышающих и понижающих коэффициентов и составить для итогового анализа ресурсосберегающего эффекта формулы алгебры логики.

 Структура ресурсо- и-17

Рисунок 3 - Структура ресурсо- и энергозатрат процесса

производства молока: М - механическая энергия; Э - электрическая;

Т - тепловая; Х - химическая; Ч - энергия, затрачиваемая человеком; Б - биологическая энергия

Структура ресурсо- и энергозатрат процесса производства молока представлена на рисунке 3. Используя русский алфавит, в соответствии с обозначениями схемы (рис. 3) и основы алгебры логики для процесса кормления, получим выражение

(М Э Т Ч) К, (4)

при этом задействованы ресурсы

(Рм Рт Рп Рэ) К. (5)

Для системы водопоения

(М Э Ч) П; (6)

(Рм Рт Рп Рэ) П. (7)

Затраты энергии и ресурсов на процесс доения

(М Э Т Ч) Д; (8)

(Рм Рт Рэ) Д. (9)

Для навозоудаления

(М Э Ч ) Н; (10)

(Рм Рт Рэ) Н. (11)

Для создания оптимальных параметров микроклимата в животноводческом помещении

(М Э Т Ч ) Мк; (12)

(Рм Рт Рп Рэ) Мк. (13)

Первичная обработка молока

(М Э Т Ч ) По; (14)

(Рм Рт Рп Рэ) По. (15)

Для освещения животноводческого помещения

(Э Ч) О; (16)

(Рм Рт Рп Рэ) О. (17)

Для завершения расшифровки структуры энергозатрат необходимо записать импликационное высказывание алгебры логики для двух оставшихся участков схемы (рис. 3)

(М Б Х) Ж; (18)

(Рм Рп) Ж; (19)

(М Э Т Ч) Пз; (20)

(Рм Рт Рп Рф Рэ) Пз. (21)

Навешивая кванторы всеобщности и существования, получим

( Эз) (А V В1 V В2 V В3 V G) Е (ПППж) F. (22)

Таким образом, на языке алгебры логики выражение (22) примет вид – «если» задействована вся затрачиваемая энергия на молочно-товарной ферме ( Эз) и имеет место применение новых технологий или усовершенствованных (В1 В2), новых машин, узлов или агрегатов (А), научно-обоснованной организации производства (В3) и практики экономной эксплуатации (G), «то» будет существовать процесс производства продукции животноводства Е (ПППж) и эффект энерго- и ресурсосбережения F. При этом оценка технико-экономических параметров ведется в таких единицах измерения, которые являются универсальными, так как в любой момент их можно перевести в денежный эквивалент, соответствующий рассматриваемому периоду времени. К ним относятся, например, киловатты установленной мощности, киловатт-часы израсходованной электроэнергии, квадратные метры производственных площадей и т. д.



Первым этапом разработки проекта кормопроизводства является подготовка информационного обеспечения (рис. 4), к которому относится компонентный состав рационов, характеристики кормовых культур, их объемы потребления и производства, а также ряд дополнительных ограничений. Расчет экономических и технологических параметров отрасли соответственно плана производства продуктов животноводства сочетают с качественными и количественными показателями производства сырья. Многофакторность этой задачи решается симплексным методом математического программирования. Модель оптимизации в математическом виде представляется так: найти Сmin – минимальную стоимость кормов,

n

Сmin = Сj х1 при следующей системе технологических ограничений:

j=1 n

аij хj вi, (i = 1, 2, 3, 4...m);

j=1 < <

хjк > dк, хj > еj, хj 0,

где n - количество видов кормов; m - количество видов питательных веществ; аij - содержание i-го питательного вещества в единице j-го корма; хj - количество j-го корма по проекту или в рационе; к - виды одноименных кормов (грубых, сочных, концентрированных и т. п.); dк - содержание одноименных кормов по проекту или в рационе; Сj - стоимость единицы j-го корма; вi - содержание i-го питательного вещества по проекту или в рационе.

  Схема программируемого-18

Рисунок 4 – Схема программируемого кормопроизводства – первого этапа производства молока

Математическое описание проектируемого кормопроизводства сводится к следующему. Найти оптимальные значения, которые удовлетворяли бы условиям:

а11 х11 + а12 х2 +... + а1n хn в1

а21 х1 + а22 х2 +... + а2n хn в2

аm1 х1 + аm2 х2 +... + аmn хn вm

где хj 0 для всех значений j.

Целевая функция имеет вид

Сf = C1 х1 + C2 х2 +... + Cn хn = min. (23)

Математическое описание кормопроизводства на стойловый период (декабрь месяц) будет выглядеть следующим образом:

0,12х7 + 0,15х8 + 0,52х12 + 0,31х15 + 0,41х16 + 1,27х17 +

+1,12х18+1,09х21+0,63х22+0,77х23 +1,14х29+1,33х30 в1;

9х7 + 14х8 + 116х12 + 14х15 + 23х16 + 73х17 + 46х18 +

+ 396х21 + 102х22 + 45х23 + 0,398х29 + 299х30 в2;

0,4х7 + 1,5х8 + 17,7х12 + 4,3х15 + 2,1х16 + 1,2х17 +

+0,3х18+3,3х21+12,5х22+3х23 +20,3х29+31х30 в3; (24)

0,4х7 + 0,5х8 + 22х12 + х15 + 0,1х16 + 4х17 +

+2,9х18+9,9х21+2,8х22+0,3х23 +12,6х29+14х30 в4;

0х7 + 15х8 + 45х12 + 4х15 + 4х16 + х17 +

+3х18+150х22+0х23 +0х29+0х30 в5.

Неравенства, выражающие ограничения по общему питательному составу, являются основными технологическими условиями. К ним относятся показатели по кормовым единицам, протеину, каротину, кальцию, фосфору и различного рода аминокислотам.

В общем случае кормовой баланс в соответствии с ежемесячной продуктивностью коров можно представить в следующем виде

, (25)

где Qк - сводный кормовой баланс проектируемого кормопроизводства; qa…qк-1 - оптимальный объем кормовых компонентов на кормовой период, исходя из удельной продуктивности коров; N - количество коров, на которое проектируется сырьевая база и планируемый выход продукции.

Анализ расчетных данных ЭВМ по проектированию кормовой базы для условий степной зоны Северного Кавказа показывает, что при существующем уровне производительности труда, механизации и урожайности кормовых культур затраты на производство кормов должны быть ниже фактических как минимум на 20…30 % (в соответствии с планами кормопроизводства хозяйств Новопокровского района Краснодарского края).

В контексте рассматриваемого проекта кормопроизводства дальнейшим важным этапом технологической цепочки является доставка каждому животному определенной проектом порции кормов.

Классификация средств раздачи кормов животным представлена на рисунке 5. Средства раздачи кормов в различных отраслях животноводства имеют определенные технические и технологические особенности. В связи с этим различают машины и оборудование, применяемые в свиноводстве, для крупного рогатого скота, в овцеводстве и птицеводстве.

Представленная классификация отличается от существующих (по разработкам В.Г. Кобы, С.В. Мельникова) тем, что в ней выделены в отдельную группу поточно-конвейерные технологии индивидуального кормления животных. Им присущи некоторые признаки как мобильных, так и стационарных систем. Но главным их отличительным показателем является наличие технической возможности строго индивидуального дозирования кормов для каждого животного.

Рисунок 5 – Классификация средств раздачи кормов животным

  Классификация систем-21

Рисунок 6 – Классификация систем организации доения коров

Доение может осуществляться в стойлах, на специализированных площадках, со стационарными или подвижными станками, а также на передвижных доильных установках с вращающимися станками (рис. 6).

Суммарные затраты времени на корову Тпк при поточно-конвейерной технологии машинного доения определяются из выражения

Тпк = tc + tПА + tмд + tх + tук + , (26)

где tc – время, затрачиваемое на санитарную обработку вымени; tПА - время, затрачиваемое на подвеску и включение аппаратов; tмд - время, затрачиваемое на машинное доение, додаивание и снятие аппаратов; tх - время, затрачиваемое на переходы; tук – время, затрачиваемое на управление конвейером; tу - время, затрачиваемое на уход за оборудованием.

Число доильных аппаратов на каждого оператора ограничивается физическими возможностями их обслуживания. Этот фактор зависит от лимита машинного времени и суммарных затрат на обслуживание каждого аппарата, зависимость такого рода отражена на номограмме (рис. 7). При установившемся режиме времени на переходы и на ручные операции увеличение числа аппаратов ведет к росту производительности труда только до того момента, пока лимит машинного времени по значению не сравняется с суммарными затратами на их обслуживание. Зависимость этих показателей определяется следующей формулой

Ко = , (27)

где Ко – допустимое количество доильных аппаратов, обслуживаемых одним оператором; tд - средняя продолжительность времени машинного доения; tсзх - суммарные затраты времени на управление процессом доения коровы.

Производительность труда Рмд при машинном доении - это количество коров, выдоенных в единицу времени. Она зависит от величины затрат времени на подготовительные tпо и заключительные операции tзо, числа доильных аппаратов Км и кратности их использования nд, продолжительности доения tмд, удельной продуктивности qп подоенных коров N и определяется следующим выражением

Pмд=. (28)

Условия, при которых оператор, выполняя лимитную операцию, будет соблюдать ритм доения, выражаются следующей зависимостью

tл tрд , (29)

где tл - время, необходимое для выполнения лимитной операции; tрд - ритм доения; lрм - зона рабочего места по внутреннему диаметру конвейера; Vк - скорость конвейера.

Расчет оптимального числа доильных аппаратов на конвейерных установках определяется из соотношения

Ко=, (30)

где tц – средний производственный цикл доения.

  Номограмма зависимости-27

  Номограмма зависимости-28

Рисунок 7 – Номограмма зависимости производительности труда оператора от количества доильных аппаратов

Математическая закономерность затрат труда ТА и часовой производительности QА в зависимости от мощности конвейерной установки (числа доильных аппаратов Км) аналитически представляется следующим образом:

при 6 рабочих местах (операторах)

QА6 = , ТА6 =;

при 5 QА5 = 2 Км, ТА5 =;

при 4 QА4 =, ТА4 =; (31)

при 3 QА3 =, ТА3 =.

Приведенные аналитические, экспериментальные и сравнительные данные показывают - поточно-конвейерная технология доения коров обладает более существенными резервами для сокращения трудовых затрат и, соответственно, повышения производительности труда, так как способствует сокращению протяженности технологических переходов оператора, уменьшению времени, затрачиваемого на проведение технологических операций процесса доения, позволяет максимально эффективно использовать лимитное время, не нарушая при этом ритма поточности.

Особое значение проблема навозоудаления приобретает для животноводческих комплексов при крупной концентрации поголовья. В классификации средств механизации навозоудаления (по разработкам С.В. Мельникова) система подпольного навозоудаления не представлена. В связи с этим была разработана классификация, основанная на структуре технологического процесса: навозоудаление – хранение – переработка – внесение (рис. 8). Здесь же представлена система подпольного навозоудаления.





Рисунок 8 – Классификация средств механизации навозоудаления

Энергосберегающая технология уборки и консервации навозной массы при температурном компенсаторе и подпольном навозохранении имеет следующие параметры: объем навозохранилища Vх, температурный режим tх, сроки хранения навозной массы Tх, время выгрузки навозохранилища Tвн, фактическое производство навоза Wф.

Графическая зависимость теплотворной способности компенсатора от степени заполнения навозохранилища (рис. 9) показывает, что на отметке 1,1 м теплотворная способность становится отрицательной, то есть возникает ситуация недостаточности тепла. Из полученных наблюдений следует, что допустимый уровень заполнения хранилища не должен превышать 75 % или 3/4 его общего объема. Таким образом, допустимый объем заполнения навозохранилища определяется по формуле:

Vдх = 3/4Vх, (32)

где Vх – общий объем навозохранилища, определяемый по общеизвестной формуле.

Рисунок 9 - Графическая зависимость теплотворной способности компенсатора от степени заполнения навозохранилища

Технологический срок хранения навоза в подпольном хранилище без вредных последствий на смежные технологии составляет 18 месяцев. Время хранения навозной массы в подпольном навозохранилище определяется следующей формулой:

Тх = Vдх / Wc qисп nоп, (33)

где Wc – суточная масса навоза, qисп – коэффициент испарения, nоп – коэффициент объемного перевода.

Этого времени достаточно на два летних цикла хранения, за которые любое, даже самое отсталое хозяйство сможет разгрузить помещение от навоза.

Общее время, затрачиваемое обслуживающим персоналом, на выполнение трех технологических составляющих молочного животноводства – кормление, доение и навозоудаление, при использовании типовых технологий Ттт и поточно-конвейерных Тпкт в математическом виде будет выглядеть следующим образом Ттт = tок + tод + tон; (34)

2 (tок + tод) 2 tпкт

Тпкт = 3 = 3, (35)

где tок – время, затрачиваемое обслуживающим персоналом на осуществление процесса кормления; tод – время, затрачиваемое обслуживающим персоналом на осуществление процесса доения; tон – время, затрачиваемое обслуживающим персоналом на осуществление процесса навозоудаления; tпкт – время, затрачиваемое обслуживающим персоналом на осуществление объединенного процесса кормления и доения (в дальнейшем метод объединения поточно-конвейерных технологий) при условии наличия подпольной системы навозоудаления.

Система подпольного навозоудаления за счет сокращения технологических операций способствует повышению производительности труда обслуживающего персонала и обеспечивает процесс поточности на фермах молочного направления. Анализ параметров подпольного способа навозоудаления свидетельствует о том, что данная система позволяет беспрепятственно и без вредных последствий на экологию накапливать навоз в течение 18 месяцев. Она не накладывает дополнительные ограничения на смежные технологии содержания животных, не оказывает негативного воздействия на их производительность и прочие параметры, при этом обеспечивает процесс ресурсосбережения.

При описании тепловых процессов температурного компенсатора необходимо учитывать, что процедура теплообмена в подпольном компенсаторе осуществляется тремя способами - теплопроводностью, конвекцией и излучением. Тепло земли, благодаря свойству теплопроводности строительных материалов в подземной части хранилища, передается в его внутренний газовый объем. На боковых стенах тепло излучением распространяется в подпольном компенсаторе. Однако теплопередача через его донную часть затруднена имеющимся слоем накопившегося навоза. Чем больше его слой, тем больше тепловые потери, тем меньше внутренний объем компенсатора, а, следовательно, качественно ухудшается эффективность объемно-планировочного решения всего животноводческого комплекса.

Для анализа тепловых процессов температурного компенсатора на первом этапе опытным путем были определены параметры его источника естественной тепловой энергии – тепла земли на различной глубине, а затем математически обработаны.

Теплотворная способность почвы в соответствии с графическими зависимостями опытных данных на глубине 1,6 м определяется из уравнения

;

на глубине 2,4 м

; (36)

на глубине 3,2 м

;

на глубине 4,5 м

.

Анализ теплотворной способности почвы, величины заглубления и температуры внешней среды показывает, что все эти параметры связаны определенной закономерностью. В частности, с ростом заглубления воздействие внешних факторов на почву снижается. На основании полученных аналитических и практических данных можно отметить, что температурный компенсатор имеет круглый год стабильные температуры, изменяющиеся в пределах +5 оС... +12 оС. Летом приточный воздух, попадая в подпольную часть здания, охлаждается, а зимой подогревается.

В третьей главе «Экспериментальные исследования параметров поточно-конвейерных и смежных технологий молочного животноводства» рассмотрены результаты исследования и анализ параметров поточно-конвейерной технологии индивидуального кормления коров, экспериментальные и аналитические исследования исходных параметров поточно-конвейерных доильных установок, результаты исследования параметров подпольной системы навозоудаления и температурного компенсатора.

Все исследования поточно-конвейерной технологии кормления проводились в течение ряда лет на двух экспериментальных комплексах молочного направления: моноблок на 1600 голов коров поселка Кудьма («Буревестник») Богородского района Нижегородской области и моноблок на 1000 коров колхоза им. Ленина Большемурашкинского района Нижегородской области.

Практика эксплуатации и экспериментальные исследования поточно-конвейерных технологий кормления показали: линия с косым расположением коров (рис. 10, а) нетехнологична, так как движение животных боком под углом к трассе конвейера является неестественной позой для животного. Однолинейные конвейеры (рис. 10, б) с последовательным расположением животных технологичны, но малоэффективны, так как имеют недостаточную производительность для осуществления стыковки с доильным конвейером. Отмеченные недостатки исключаются двухлинейной (рис. 10, в) параллельно-поточной технологической линией кормления коров, имеющей оптимальную производительность для объединения в единый технологический комплекс процессов кормления и доения при наличии поточно-конвейерной системы доения.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 6 |
 

Похожие работы:










 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.