Комплексная механизация процессов на ферме ООО "Октябрьское"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дипломный проект

В.С. Суворов



Введение

Комплексная механизация производства называется такое направление развития, которое характеризуется применением в производственном процессе машин и механизмов, исключающих ручной труд рабочего. Важной чертой современного механизированного производства является его поточность, то есть объединение отдельных операций в непрерывный процесс.

Механическое перевооружение сельского хозяйства, развитие комбикормовой промышленности, повышение роли науки в производстве, создали прочную базу для роста и развития животноводства.

На животноводческих фермах, кроме основной производимой продукции, то есть молоко и мясо, есть еще и побочный «продукт» - навоз, переработка которого с использованием современных технологий дает высококонцентрированные удобрения.

Проблема утилизации навоза зачастую возникает в связи с ростом поголовья крупного рогатого скота в хозяйстве. Да и само использование столкнулось с рядом трудностей: необходимостью стерилизации при внесении в почву, сохранения питательных веществ.

В современном животноводстве уже развиваются новые направления по созданию безотходного производства с высоким уровнем санитарно-ветеринарной обеспеченности животноводческих предприятий, с единым замкнутым технологическим циклом. Цель создания безотходного производства - разработка задач комплексной механизации для каждой фермы с учетом экологических и экономических факторов.

Новые прогрессивные технологии переработки отходов животноводства будут способствовать высвобождению части химической промышленности, занятой производством минеральных удобрений. Например, из сырого навоза, в котором содержится в большом количестве такие питательные вещества, как азот, калий, фосфор, натрий. Которые содержатся в таких удобрениях, как аммиачная селитра, суперфосфат, калийная соль и другие.

Поскольку в сельском хозяйстве урожай напрямую зависит от вносимых удобрений, а навоз просто вывозится в поле, наибольшую эффективность можно получить при внесении в технологический процесс компостирования. Это позволит значительно сэкономить на закупке удобрений, а также поспособствует поддержанию экологической стабильности.

Введение в технологическую цепь предприятия производства соломенно-навозных компостов дает возможность создания безотходного производства на предприятии.



1. Анализ производственной деятельности предприятия

1.1 Общая характеристика предприятия

ООО «Октябрьский» создано по решению трудового коллектива. Общество с ограниченной ответственностью «Октябрьский» Глазовского района Удмуртской Республики. Место нахождения ООО «Октябрьский»: УР Глазовский район с. Октябрьский, ул. Наговицына, 3.

ООО «Октябрьский» занимается производством, переработкой, хранением и реализацией сельскохозяйственной и других видов продукций. Основы специализации составляет разведение крупного рогатого скота, производство молочной и мясной животноводческой продукции, выращивание зерновых, зернобобовых, кормовых трав и др.

Главной задачей ООО «Октябрьский» является повышение эффективности, доходности всех отраслей и удовлетворение экономических и социальных интересов работников.

Организационная структура, основные задачи и функции предприятия.

ООО «Октябрьский» специализируется на молочно-мясном направлении, т. к основным источником дохода является животноводство, а именно производство молока и реализация мяса КРС, а растениеводство ориентировано на производство кормов для удовлетворения нужд животноводства.

Основной задачей предприятия является создание условий для увеличения прибыли, достижения более высокой производительности труда, увеличения производства продукции, повышения ее качества.

В хозяйстве действуют 2 тракторно-полеводческие бригады, производственные участки: ремонтно-механическая мастерская, автопарк, электрослужба, ремонтно-строительная бригада, молочный комплекс №1,№2, убойный пункт, коптильный цех, столовая. За последние годы в связи трудным экономическим положением из-за убыточности были ликвидированы: свиноводство, овощеводство, тепличное хозяйство,функционирующее в г.Глазов, значительно снизился автотракторный парк предприятия, но имеющийся на сегодняшний день транспорт успешно справляется с поставленными планами.

Землепользование хозяйства некомпактное, сильно вытянутое с севера на юг. Общая земельная площадь составляет 7093 га.., в т. ч. Сельхозугодий 5634 га. Средняя урожайность зерновых составляет 18 ц/га. В Обществе 20 автомобилей, 35 тракторов и 19 прицепов. Количество крупного рогатого скота достигло 2070 голов, в т. ч. дойное стадо 920 голов. Надой на 1 фуражную корову составляет 5700 кг. Среднегодовая численность постоянных рабочих-194 человека.

Членами трудового коллектива ООО «Октябрьский» могут быть граждане достигшие 16 летнего возраста.

1.2 Технико-экономические показатели работы предприятия

На предприятии ООО «Октябрьский» имеется порядка 2000 голов крупнорогатого скота, 11 ферм, 5000 га обрабатываемых полей.

Таблица 1 - Экономические показатели деятельности предприятия.

Показатели	2014г.	2015г.	2016г.	Отклонения (+,-)
Основные
Стоимость валовой продукции, тыс. руб.	89190	101670	113957	24767
Стоимость товарной продукции, тыс. руб.	63090	67258	73872	10782
Дополнительные
Стоимость основных и обратных средств, тыс. руб.	77250	99126	117393	40143
Среднегодовая численность работников в сельскохозяйственном производстве, чел.	260	263	278	189
Условное поголовье скота, усл. гол.	2000	1980	2000	-
Площадь сельскохозяйственных угодий, га	5600	5836	6070	475
-В т.ч. пашни, га	4327	4760	5135	808

Вывод, стоимость валовой продукции выросла за два года на 24767 тысяч рублей, стоимость товарной продукции выросла на 10782 тысяч рублей. Помимо этих показателей также увеличились стоимость основных и оборотных средств, среднегодовая численность работников в сельскохозяйственном производстве, площадь сельскохозяйственных угодий.

Таблица 2 - Основные экономические показатели деятельности предприятия.

Показатели	2014г.	2015г.	2016г.	Отклонения (+,-)
Урожайность основных сельскохозяйственных культур, ц с 1 га:
Зерновые и зернобобовые	12,6	14,6	14,8	2,2
Продуктивность сельскохозяйственных животных:
Надои молока на одну корову, кг	4741	4780	4787	46
Получено приплода на 100 коров и нетелей, гол	133	132	135	2
Среднесуточный приплод, гр.	520	530	615	95
Производительность и оплата труда:
Оплата труда 1 работника в год, тыс. руб.	102,8	103,6	103,8	1
Себестоимость 1 ц сельскохозяйственной продукции, тыс. руб.:
Зерна	861	900	978	117
Молока	1100	1230	1315	215
Прибыль и рентабельность производства:
Прибыль всего, тыс. руб.	12480	13500	16800	4320
Уровень рентабельности в целом по хозяйству, %	22	22	24	2

Вывод, за два года урожайность основных сельскохозяйственных культур увеличилось на 2,2 ц с 1 га., надои молока на одну корову увеличились на 46 кг, себестоимость 1ц сельскохозяйственной продукции выросла на 117 тысяч рублей. Прибыль всего предприятия возросла на 4320 тысяч рублей, уровень рентабельности в целом по предприятию увеличился на 2 %.

1.3 Анализ существующего уровня механизации животноводческого комплекса

На предприятии ООО «Октябрьский» содержится порядка 2000 голов крупнорогатого скота, которые размещены в 11 зданиях фермы. Уход за животными на этих фермах происходит так:

Раздачу кормов выполняют измельчителем-смесителем КИС-7Б.

Рисунок 1 - Измельчитель-смеситель КИС-7Б.

Поение осуществляется при помощи автопоилок. Удаление навоза производят за счет цепочно-скребкового транспортера ТСН-160Б, а утилизацию - вывозя навоз в поле на тракторах МТЗ-80/82 с прицепом ПС-6, предлагается изменить технологический процесс добавив компостирование навоза.

Доение выполняется доильными аппаратами, подсоединенными к молокопроводу.

Для освещения используют обычные лампы накаливания. В целях экономии предлагается использовать люминесцентные лампы.

Вывод: существующий уровень механизации не является комплексным, так как используется ручной труд. Например, при загрузке кормов из мешков, а так же при налипании к полу, уборка навоза вручную скребками до канала транспортера. Требуется изменение технологического процесса утилизации навоза, добавлением компостирования.

1.4 Обоснование темы проекта

Навоз - это ценное органическое удобрение и источник минеральных веществ(фосфора, калия, особенно азота), а также микроэлементов- серы и магния, необходимых для роста и развития растений. Основу навоза составляют моча и кал, на количество которых влияют вид животного, его возраст и масса, интенсивность кормления, вид используемых кормов и другие факторы.

В зависимости от системы и способа содержания животного (на подстилке или без нее) и способа удаления навоза (механический или гидравлический) он имеет густую или жидкую консистенцию. Твердый (густой) навоз получают при содержании животных на подстилке, которая поглощает жидкие выделения животных и образующийся азот, улучшает физико-химические и биологические свойства навоза, который становится менее влажным, более рыхлым и разлагается при хранении. При наличии подстилки пол стойла становится более ровным, теплым и чистым, облегчаются перевозка навоза и внесение его в почву.

На крупных фермах, однако, распространен менее трудоемкий, бесподстилочный способ содержания животных. В этом случае получают полужидкий навоз - смесь твердых и жидких экскрементов животных, технологической и смывной воды, отходов корма и газообразных веществ. Вопросу его утилизации необходимо уделять особое внимание.

Навоз представляет собой сплошную полидисперсную многофазную систему, в которой объединены твердые, жидкие и газообразные вещества. Его основную часть составляет влага. Она существенно влияет на физико-механические и химические свойства навоза. В свою очередь его влажность зависит от первоначальной влажности экскрементов, вида, количества, и первоначальной влажности применяемого подстилочного материала, принятой системой уборки и т.д..

При скоплении навоза и жижи в животноводческом помещении выделяется большое количество аммиака и создаются благоприятные условия для размножения и сохранения вредных микроорганизмов. Это неудовлетворительно сказывается на состоянии и продуктивности скота, что указывает на необходимость своевременного удаления навоза из помещения и его дальнейшей переработки для использования на полях в качестве удобрения (с соблюдением требований охраны окружающей среды от загрязнений).

В зависимости от конкретных условий применяют следующие технологии удаления и обработки навоза: Добавить схемы по каждой

· Сбор, удаление, хранение, выдержка в буртах и внесение в почву твердого подстилочного навоза.

· Сбор, удаление жидкого бесподстилочного навоза с приготовлением, хранением и внесением в почву твердого компоста, полученного с использованием торфа, резанной соломы, опилок и других компостируемых материалов, а также минеральных удобрений.

· Сбор и удаление жидкого бесподстилочного навоза с соответствующей обработкой, хранением и внесением его в почву в жидком виде.

· Сбор и удаление бесподстилочного навоза с разделением его на твердую и жидкую фракции с соответствующей их обработкой, последующим хранением и внесением каждой фракции в почву раздельно (раздельный способ утилизации)

В общем случае технологический процесс уборки навоза из животноводческих помещений, транспортирования его к месту обработки и хранения с дальнейшим внесением в почву можно представить в виде следующих операций:

· Доставки и распределения подстилки

· Уборки помещений, включающей в себя очистку стоил и станка

· Транспортирования в промежуточные емкости-накопители

· Погрузки в транспортные средства

· Транспортирования к месту разгрузки и временного хранения (навозохранилище, площадка компостирования)

· Обработка навоза с целью приготовления высокоэффективного органического удобрения

· Погрузки и транспортирования навоза в поле

· Внесение его в почву.

При неправильном использовании навоз может быть источником распространения сорняков, различных гельминтов (ленточный червь, бычья цепень) и опасных заболеваний. Для предотвращения этих отрицательных последствий следует применять перепревший и полуперепревший навоз, а также проводить его дезинфекцию, т.е. обеззараживать экскременты. Такой процесс позволит избежать многих экологических неблагоприятных ситуаций. Для этого необходима правильная подготовка навоза к применению. Наиболее распространенным и эффективным способом является компостирование навоза с добавлением различных компонентов. Во многих хозяйствах используют торф в соотношении 1:1 или 1:2 (если имеется много своего торфа). В ООО «Октябрьский» вблизи нет торфа, а его закупка и транспортировка сопровождаются большими затратами.

Я предлагаю для компостирования навоза использовать измельченную солому в соотношении 1:1. это позволит увеличить объем органического удобрения (навозо-соломенного компоста). Кроме этого компост дополнительно обогатится питательными веществами, так как в соломе содержатся фосфор и калий. Такой компост будет способствовать увеличению содержания в почве гумуса и повышению плодородия почвы, а также позволит обеззаразить навоз.



2. Проектная часть

2.1 Обоснования системы содержания и структуры поголовья фермы

Привязное содержание.

Эта система наиболее распространена в нашей стране. Главное ее преимущество - обеспечение хороших условий для индивидуального нормированного кормления и раздоя животных, что способствует повышению их продуктивности.

При этой системе каждая корова находиться на привязи в стойле с отдельной кормушкой и автопоилкой. Над стойлом каждого животного висит табличка, где указаны номер коровы, кличка, возраст и продуктивность за последнюю лактацию.

В случае привязного содержания коров необходимо выпускать на выгульные площадки или организовать активный моцион на прогонных дорожках.

За одним оператором машинного доения закрепляют 25-35 коров. В его обязанности входят доение и чистка коров, раздача кормов, мойка доильных аппаратов и молочной посуды. Скотники убирают помещение, подвозят корма. Работа доярок может быть организована в одну или две смены.

Эта система содержания широко распространена в племенных хозяйствах, где необходимо обеспечивать индивидуальное нормированное кормление, раздой коров и тщательный уход за племенными животными.

Привязная система содержания имеет и ряд недостатков. В течении всего стойлового периода коровы большую часть времени проводят без движения в помещении. Строительство помещений для привязного содержания обходится очень дорого, так как на устройство стоил, кормушек, поилок и другого оборудования расходуется много средств и материала. При привязном содержании велики затраты труда, связанные с доением, раздачей кормов, уборкой навоза, отвязыванием и привязывание животных. По этому в хозяйствах часто коров содержат на привязи, а доят в доильном зале с помощь установок типа «Тендем» и «Елочка». Летом коров содержат на выгульно-кормовых площадках беспривязно, что позволяет сократить затраты труда на 18-20%.

Итак, комплексная механизация при привязном содержании коров осуществляется следующим образом: кормление животных производят в стойлах или в доильном зале при помощи доильных аппаратов. Раздача кормов - мобильным кормораздатчиком. Поение осуществляется при помощи автопоилок. Уборку навоза выполняют цепочно-скребковыми транспортерами, скреперными установками, а также возможно применение гидросмыва.

Пастбищное содержание коров.

Кормовая ценность естественных пастбищ определяется ботаническим составом трав, характером рельефа и местными климатическими условиями. Большая ценность пастбищного зеленого корма заключается в его полноценности, высокой переваримости и усвояемости. Хороший травостой содержит достаточное количество протеина, углеводов, витаминов и минеральных веществ. На пастбищах скот хорошо нагуливается, коровы увеличивают удои; состояние здоровья их при этом улучшается.

Таким образом, комплексная механизация при пастбищном содержании скота выглядит следующим образом: кормление осуществляется естественным способом, то есть коровы едят траву, растущую на пастбище. Поение производится из природных источников. Уборка навоза как таковая не выполняется. Экскременты остаются на поле.

На предприятии ООО «Октябрьский» применяется привязное содержание скота, а в летнее время - стойлово-пастбищное. Это обуславливается тем, что при привязном содержании скота устраняется обезличка в их кормлении, уходе и содержании. Можно установить нормированное кормление коров в зависимости от их продуктивности и физиологического состояния, проводить интенсивный раздой коров, получать доброкачественное молоко, внимательно следить за состоянием здоровья и упитанностью животных. А применение стойлово-пастбищного способа объясняется наличием свободных полей для выгула коров.

2.2 Анализ технологических схем уборки и утилизации навоза

Важным вопросом при ведении животноводческого хозяйства является выбор эффективного способа удаления навоза из помещений. Вариантов здесь может быть несколько. При этом критерии отбора не только качество процесса, но и количество расходуемой воды или других ресурсов, удобство использования навоза впоследствии.

Механический способ удаления

Предполагает, что удаление из коровника будет осуществляться за счет применения различных транспортеров для удаления навоза: скребковых кругового действия, штанговых, скреперов возвратно-поступательного действия. Действует это так, в конце коровника, располагают навозные канавки; в них -- цепь с присоединенными к ней скребками движется за счет электродвигателя; навоз, попавший в канавку, перемещается скребками.

Рисунок 2 - Схема ТСН-160Б

1- канал горизонтального транспортера, 2 - горизонтальный транспортёр, 3- пульт управления, 4-привод горизонтального транспортера, 5- натяжное приспособление, 6-цепь горизонтального транспортера, 7- поворотные звездочки.

Но такие средства имеет смысл применять только в больших животноводческих хозяйствах, например, на больших фермах крупного рогатого скота при стойловом и при стойлово-пастбищном содержании с применением подстилки.

Хранение навоза под полом

Удаление навоза на ферме таким способом требует особых щелевых полов в помещениях, где содержат животных. Навоз проваливается либо протаптывается сквозь щели в хранилище под полом. Для такого пола используют решетки из чугуна или из железобетона. По мере накопления навоза его убирают (несколько раз в год). Часто этот способ применяют в коровниках.

Строительство помещений с щелевыми полами и подпольным хранилищем навоза обходится дороже, обычных. А так же в зимнее время года есть вероятность застывания навоза на полу.

Рисунок 3 - Применение щелевых полов на ферме

Гидравлический способ

Он предполагает два варианта: смывная система и самотечная (ее рассмотрим отдельно).

Гидравлические системы удаления навоза бывают следующие:

· прямого смыва

· рециркуляционная

· отстойно-лотковая

· рециркуляционно-лотковая

· лотково-смывная

При этом разжиженный навоз также используют для удобрения, для полива. Рециркуляционная система предполагает, что жидкая фракция будет использована для гидросмыва.

Гидравлический способ достаточно дорогостоящий, т.к. необходимо иметь специальные резервуары для разжиженного навоза, очистные сооружения, при этом еще и большой расход воды.

Самотечная система

Ее суть в том, что продвижение навозной массы проходит по слою навозной жижи. Для этого делают навозные каналы со скругленными краями, они должны быть сделаны каскадом, т.е. иметь несколько порогов, а уровень должен постепенно снижать при приближении к навозосборнику. Канал на 10-15 см глубины заполняют водой.

Этот способ можно применить не во всех предприятиях. Так, самотечная система периодического действия подойдет любому животноводческому предприятию, где содержание животных бесподстилочное. В то время как система непрерывного действия применяется в свинарниках, когда кормление проходит без использования силоса, зеленой массы, только сухими и текучими кормами; в условиях содержания крупного рогатого скота и кормления его силосом, корнеплодами, зеленой массой, жомом, но без использования подстилки.

На предприятии ООО «Октябрьский» применяется механическая система уборки навоза, которая осуществляется при помощи цепочно-скребкового транспортера кругового движение ТСН-160Б.

механизация ферма утилизация навоз



Рисунок 4 - Классификация навозоуборочных средств

Утилизация навоза

Продукты жизнедеятельности животных скапливаются на фермах в огромных количествах. Они нуждаются в обеззараживании, утилизации и переработке. Есть методы, которые изменяют состав свежей органики, делая ее пригодной для употребления в растениеводстве. Существуют способы, доступные для утилизации коровьего навоза:

Вывоз навоза на поля

В прошлые времена, когда сельское хозяйство развивалось экстенсивным путем, малопродуктивных в плане удоев коров содержали в основном с целью получения их навоза. Так как концентрация скота в пересчете на единицу пахотных земель была крайне низкой, то навоз просто либо накапливали возле фермы, либо сразу вывозили в поля, где он со временем становился перегноем.

В настоящее время использование такого метода сопряжено с целым рядом проблем.

Во-первых, транспортировка огромного количества стоков с содержанием сухого вещества от 2-х до 5-ти процентов весьма затратная. Во-вторых, при этом поверхностные и подземные воды, а также сами почвы подвергаются заражению токсическими, инфекционными и инвазионными веществами. И, наконец, в-третьих - такое заражение приводит к накоплению в травах, зерне и источниках воды цинка, меди и нитратов.

Компостирование

Для применения этого метода требуется организация специальных площадок, а также наличие специализированной техники и большого объема соломы, торфа и прочих влаговпитывающих материалов.

При правильном соблюдении технологического процесса можно получить биогумус достаточно хорошего качества.

Биоэнергетические способы утилизации отходов

Применение таких методик помогают в решении сразу нескольких задач:

1. сбор и переработка отходов птицефабрик;

2. улавливание и нейтрализация вредных биологических газов;

3. выработка экологичных удобрений;

4. получение метана как топлива для мини-теплоэлектростанций;

5. получение газообразного топлива для автомобильной и тракторной техники;

6. бесфреоновое охлаждение;

7. производства «сухого» льда, соды и так далее.

Вермикультура

Использование для утилизации животноводческих отходов калифорнийского или другого земляного червя широко распространено в таких странах, как Япония, Италия, Канада, Великобритания и США, однако и в России такая технология начинает набирать обороты.

Такая методика решает сразу три задачи:

1. утилизирует отходы;

2. вырабатывает кормовой белок;

3. повышает плодородие почвы.

Биомасса земляных червей - это прекрасный корм с высоким содержанием белка, который подходит для свиней и птиц. Однако, в этой биомассе могут накапливаться соли тяжелых металлов.

Рыбоводно-биологические пруды

Разработанная Всероссийским научно-исследовательским институтом животноводства система рыбоводно-биологических прудов из четырех каскадов дает возможность получить на выходе очищенную воду для технических нужд, а также свежую рыбу

Суть методики такова: животноводческие стоки направляются в пруды-накопители первой ступени, которые выполняют функцию отстойников. Твердая фракция, полученная в них, используется как удобрение, а жидкую разлагает специально подобранный зоопланктон. Это и есть первая стадия очистки. Во втором пруду стоки продолжают очищаться при помощи разных видов водорослей, которые еще и насыщают их кислородом. Лишние водоросли убираются из пруда и добавляются в корма для птиц и животных.

Также водоросли из второго пруда служат пищей для зоопланктона третьей части каскада (разного рода рачков, насекомых и червей). Зоопланктон третьего пруда служит кормом малькам рыб последнего пруда. На четвертой ступени каскада при совместном выращивании толстолобика и карпа можно получить от 60-ти до 100 центнеров свежей рыбы с одного гектара поверхности воды.

Для повышения экономической эффективности можно разводить не только рыбу, но и водоплавающих птиц. Однако использование такой системы очистки под силу лишь крупным предприятиям.

К животноводческим отходам надо относиться не как к загрязняющим вредным выбросам, а как к ценному сырью, которое может помочь восстановлению земельного плодородия, повысить урожайность, а также способно помочь в получении пищевого белка (в виде тех же рыб) и кормового белка (зоопланктон, личинки, водоросли, черви).

Итак, технологическая схема удаления и утилизации навоза на предприятии ООО «Октябрьский» выглядит так: После опорожнения коровы экскременты поступают в канал, по которому навоз перемещаются в приемный бункер, при помощи горизонтального транспортера. Далее навоз подается наклонным скребковым транспортером из помещения в кузов транспортного средства. В данном случае транспортное средство выполняет роль навозосборника. После этого навоз вывозят на поле, и мелкими кучами выгружают в поле.

Недостатки такого метода:

· Навоз вывозится на поле не подготовленный.

· Нет должной дезинфекции.

· Попадая на поле, навоз теряет свои главные качества удобрения - азот.

По этому, предлагается не вывозить навоз в поле а готовить соломенно-навозный компост.

2.3 Расчет выхода навоза

В ООО «Октябрьский» применяется зимне-стойловый способ содержания крупно-рогатого скота. В нашем регионе продолжительность зимне-стойлового периода составляет 240 дней. Он продолжается в период с 20 сентября по 20 мая.

В среднем количество навоза за год на одно животное при зимне-стойловом бесподстилочном способе содержания принято считать порядка 8т.

В одной ферме содержится 400 голов крупно-рогатого скота.

Таким образом рассчитать выход навоза можно по следующей формуле:

(1)

где V-количество получаемого навоза в ферме на 400 голов, N-количество навоза, получаемого от одой коровы в год, H-количество коров на ферме. т

Итак, выход навоза в ферме на 400 голов за год составил 3200 т.

2.4 Разработка технологии уборки и утилизации навоза

Поскольку в ООО «Октябрьский» навоз неподготовленным вывозят в поле, я предлагаю внести в технологическую схему уборки навоза его компостирование с добавлением измельченной соломы.

Таким образом, планируемая технологическая схема уборки и утилизации навоза будет следующей: После опорожнения коровы экскременты поступают в канал, по которому навоз перемещаются в приемный бункер, при помощи горизонтального транспортера. Далее навоз подается наклонным скребковым транспортером из помещения в кузов транспортного средства (телега). Вывозится навоз на специальную площадку для компоста. После транспортировки навоза на место компостирования, перевозят рулоны соломы. Измельчают солому непосредственно на компостной площадке. Далее приступают к перемешиванию двух компонентов - навоза и измельченной соломы. При этом следят за влажностью смеси и при необходимости добавляют компостируемый материал (солома). Влажность смеси не должна превышать 70…75%., так как при большом ее значении невозможно надежное биотермическое обеззараживание.

В процессе компостирования навоза с торфом и соломой в органической массе создается температура до 65⁰С, что обеспечивает обеззараживание большинства видов патогенной микрофлоры, уничтожение яиц гельминтов и потерю всхожести семян сортовых трав. В органической массе повышается содержание доступных растениям элементов питания (азота, фосфора, калия). При компостировании навоза с соломой аммиак полностью удерживается в навозосоломенном компосте.

Рисунок 5 - Схема предлагаемого удаления и утилизации навоза

1-удаление навоза с фермы в прицеп через наклонный транспортер, 2-транспортировка навоза к компостной площадке, 3- транспортировка соломы к компостной площадке, 4- измельчение соломы, 5-комопстирование.

Преимущества такой технологии заключается следующем:

· Во время компостирования навоз обеззараживается

· Компостирование это наиболее экономичный способ обработки и хранения навоза.

· В результате получается хорошее органическое удобрение, богатое азотом, фосфором, калием.

· В процессе компостирования навозная масса становиться сыпучей, что дает полностью механизировать все процессы, связанные с погрузкой, транспортировкой и внесением компоста на поля.

Итак, предлагаемая технология уборки и утилизации навоза имеет ряд преимуществ, например, обеззараживание навоза, получение органического удобрения, экономичная утилизация навоза. Недостатками такой технологии являются: потеря питательных веществ при неправильной заготовке компоста.

2.5 Выбор оборудования

Удаление навоза зависит от типа системы:

Механические системы удаления навоза:

Цепочно-скребковым транспортером кругового движения ТСН-160Б и ТСН-2.0Б. ТСН-160Б состоит из горизонтального транспортера, наклонного транспортера с приводом и шкафом управления.

Горизонтальный транспортер устанавливают внутри животноводческого помещения в навозных каналах, проложенных по всей длине помещения рядом со стойлами для коров соединенных в проходах поперечными каналами в замкнутый четырехугольник. При движении цепи скребки перемещают навоз в сторону наклонного транспортера с двумя желобами. Нижняя часть транспортера расположена внутри помещения. При этом навоз, передвигаемый скребками горизонтального транспортера, падает на нижнюю часть наклонного транспортера. Верхняя часть наклонного транспортера размещается вне помещения и поднята над землей так, чтобы под ней можно было расположить прицеп или другое транспортное устройство.

Посредством цепи со скребками наклонного транспортера навоз перемещается вверх по его желобам и сбрасывается в прицеп.



Рисунок 6 - Горизонтальный навозоуборочный транспортер ТСН-160Б.

Скребковые транспортеры с возвратно-поступательным движением скребков (штанговые) представляют собой конвейерные установки с возвратно-поступательным движением скребков. Такие транспортеры имеют преимущества перед скребковыми транспортерами кругового движения. Благодаря возвратно-поступательному движению штанги навоз подается к месту выгрузки наикратчайшим путем. При отсутствии на пути движения навоза направляющих блоков и звездочек повышается эксплуатационная надежность. Посредством направляющих и жесткой штанги предотвращается подъем скребков и обеспечивается устойчивая работа контейнера.

При двух-четырёх рядном расположении стойл коровников применяют навозоуборочную установку УН-3.0. В нее входят два горизонтальных штанговых транспортера возвратно-поступательного движения с общим приводом.

Для подачи в транспортные средства или в навозохранилище установку комплектуют наклонными транспортерами или скреперной установкой УСН-8.

Гидравлические системы удаления навоза:

При всех системах гидроудаления навоза, за исключением бесканального гидросмыва, в станках для содержания животных устраивают заглубленные продольные каналы, которые сверху перекрывают железобетонными или чугунными решетками (щелевые полы). Через них навоз поступает в продольные каналы, которые соединены с поперечными каналами. Последние размещены на 300-350 мм ниже первых и выходят за пределы животноводческих помещений в коллектор (трубу диаметром 500-1200мм). Поперечные каналы и коллектор имеют уклон от 0.01 до 0.03.

Транспортировка навоза до площадки компостирования может выполняться:

Прицеп ПС-6 имеет грузоподъёмность 6 т, вместимость 7 м³. Предназначен для перевозки полужидких и сыпучих грузов. Используемый тяговый класс трактора 1,4 - 2,0. Герметичный кузов, успешно используется для транспортировки твердых, сыпучих и полужидких грузов (зерно, корнеплоды, зеленая масса, силос, сенаж, навоз, торф, удобрения, опилки, снег и др.) по всем типам дорог.

Рисунок 7 - Прицеп ПС-6.

Одноосный прицеп-самосвал ПСГУ-6 предназначен для транспортировки и выгрузки назад любых сыпучих, жидких и полужидких грузов. Прицеп является универсальным всесезонным транспортным средством и, кроме традиционных сыпучих сельскохозяйственных грузов, может транспортировать и разгружать жидкие и полужидкие удобрения, навоз, строительные растворы и асфальтобетонные смеси. Прицеп агрегатируется с колесными тракторами тягового класса 1,4 и 2,0.



Рисунок 8 - Прицеп ПСГУ-6

Полуприцеп герметичный тракторный ППГ-8 используется для транспортировки полужидкого навоза, а также для строительных и сельскохозяйственных грузов с разгрузкой назад. Грузоподъёмность 8 т, вместимость 9.4 м³.

Рисунок 9 - Прицеп ППГ-8

Погрузка и транспортировка соломы может выполняться:

Погрузчик-транспортировщик рулонов сена ТП-10

Машина предназначена для самопогрузки, перевозки и разгрузки рулонов сена, соломы, льна, сформированных пресс-подборщиками. Погрузочный механизм приводится в действие от гидросистемы трактора. Этот погрузчик-транспортировщик грузоподъёмностью 7 т. может перевозить до 17 рулонов сена, захват для рулонов приводятся в движение гидравликой трактора класса 1,4. Время загрузки одного рулона 3 мин.

Рисунок 10 - Погрузчик-транспортировщик рулонов сена ТП-10

Погрузчик-стогометатель ПФ-0,5

Предназначен для скирдования сена, перевозки на небольшое расстояние и погрузки разных грузов. Он представляет собой гидрофицированный подъемный кран со сменными рабочими органами. Погрузчик состоит из грабельной и накидной решеток, сталкивающей стенки, подъемной рамы с растяжками, опорной и передней рам, а также раскосов для монтажа погрузчика на трактор тягового класса 1,4. Для обеспечения устойчивости на трактор навешивают ковш с грузом.

Рисунок 11 - Погрузчик-стогометатель ПФ-0,5

Измельчение соломы может выполняться:

Измельчитель ИГК -5М предназначен для самозагрузки, транспортировки, измельчения рулонов грубых кормов (сенаж, сено) и раздачи измельчённой массы при движении в кормушки или на кормовой стол, а также для подачи подстилочного материала (солома) в стойла внутри животноводческих помещений или на открытых площадках.

Может применяться в стационарном положении для измельчения сена соломы, сенажа в качестве компонентов для последующей подготовки кормосмеси специальными раздатчиками - смесителями кормов.

Измельчитель агрегатируется с тракторами мощностью 80-100 л.с.

Рисунок 12 - Измельчитель ИГК -5М

Измельчитель рулонов ИР-1,8

Измельчитель рулонов ИР-1,8 предназначен для самозагрузки, транспортировки от места складирования и измельчения рулонов сена, сенажа в упаковке и соломы с подачей измельченной массы в бурт, на кормовой стол, подстил. Измельченная масса используется для прямого скармливания, использования в миксере-смесителе или в качестве подстилочного материала.

Рисунок 13 - Измельчитель рулонов ИР-1,8

Итак, выбираю навозоуборочный транспортер ТСН-160Б, поскольку гидравлический способ удаления в наших условиях не подходит- зимой будет замерзать навоз. Прицеп ПС-6, так как он уже имеется на предприятии, а существенной разницы в прицепах нет. Погрузчик-транспортировщик рулонов сена ТП-10 сократит количество необходимых работников, так как выполняет два процесса - самопогрузка и транспортировка соломы. Измельчитель ИГК -5М, так как он сократит количество необходимых работников для измельчения, поскольку он обладает способностями самозагрузки, транспортировки, измельчения рулонов.

2.6 Обобщение технологических процессов и размещения объектов фермы на генеральном плане

Рисунок 14 - Генеральный план предприятия ООО «Октябрьский»

Генеральный план животноводческой фермы является частью перспективного и организационно-хозяйственного плана и служит основным документом размещения, планировки и застройки участка фермы. Животноводческая ферма состоит из комплекса сооружений и помещений для размещения животных (коровников, телятников и др.) и зданий, связанных с обслуживанием и кормлением животных (кормоцеха, складских помещений, хранилища кормов и т.д.). Ферма должна оборудоваться устройствами для механизации трудоемких процессов, а также водопроводом и канализацией. Территория фермы должна иметь ограждение и барьер из зеленых насаждений и деревьев.

При составлении генерального плана нужно учитывать:

Удобство выполнения на участке производственных функций.

Наиболее рациональное размещение зданий и сооружений хозяйственно-производственного центра по отношению к окружающим с-х. угодьям, дорогам общего пользования.

Наиболее рациональное использование рельефа и площади участка, благоустройства, озеленения. Все здания и сооружения, входящие в состав животноводческих ферм, надо размещать так, чтобы были обеспечены наилучшие условия для правильной организации хозяйства, соблюдены экологическая безопасность и безопасность жизнедеятельности людей. Кроме того, необходимо учитывать возможность максимальной механизации трудоемких процессов с наименьшими затратами.

Для этого все постройки на территории фермы располагают компактно, что сокращает протяженность трубопроводов и внутрифермских дорог. Животноводческие здания, для которых требуется большой разрыв от жилых зданий, обычно располагают в глубине участка фермы и ниже кормовых построек с соблюдением между зданиями для содержания животных одного и того же разрыва, не менее 30 м.

Склад для грубых кормов, силосные траншеи целесообразно располагать вблизи проездов, связывающих с кормоцехом и в непосредственной близости от основной транспортной дороги, по которой доставляются корма на ферму.

Здания и сооружения ферм размещают по их функциональным особенностям, по возможности компактнее, но с соблюдением между ними и постройками жилой зоны санитарно-зооветеринарных и противопожарных разрывов.

Необходимая минимальная величина санитарных разрывов между животноводческими и жилыми сооружениями составляет 150 м. В отдельных случаях, при использовании в качестве естественной преграды зеленых насаждений и при пересеченном рельефе, санитарно-зооветеринарные разрывы можно уменьшить с разрешения местных органов государственной санитарной инспекции.

Животноводческие здания рекомендуется располагать длинной осью с севера на юг с отклонением до 30 градусов для более равномерной внутренней освещенности, но по отношению к направлению господствующих ветров торцевой или угловой частью. Постоянно действующие выходы должны находиться с подветренной стороны здания. Выгульные дворы располагаются в непосредственной близости от коровников и огораживаются высоким плотным забором из расчета на каждую взрослую голову скота 15 м2, молодняка - 10 м2. Навозохранилища располагают ниже животноводческих зданий с подветренной стороны на расстоянии 60 м. Вокруг них устанавливают земляные отмостки и канавы для отвода поверхностных вод и производят посадку зеленых насаждений с наветренной стороны. Кормоцех располагают так, чтобы он имел удобную связь со складами кормов и располагался вблизи животноводческих помещений. Противопожарные емкости по 100 м3 с радиусом действия 100 м располагают вокруг строений.

Участок для строительства фермы следует выбирать на возвышенном сухом месте, не затапливаемый дождевыми и талыми водами, а также водами рек во время паводков, в удалении от заболоченных и малярийных мест. Уровень весенних вод при паводках должен быть не менее чем на 1-2 м ниже уровня самой низкой точки участка, а наивысший уровень грунтовых вод на участке не менее чем на 0,5 м ниже подошвы фундамента зданий или подвалов.

Пути сообщения с сельскохозяйственными угодьями, пастбищами и водопоями для животных должны быть наиболее короткими и удобными, но не должны пересекать жилую зону. Участок фермы следует располагать на краю селения с подветренной стороны. Если ферма расположена у реки, то ниже делают защиту водоема от загрязнения.

Рельеф участка должен быть ровным с небольшим уклоном 2-3% для стока поверхностных вод в сторону, противоположную жилой зоне. Желательно иметь общий уклон на юг для обеспечения хорошей инсоляции. Почвы должны обладать хорошей дренирующей способностью и иметь прочные грунты для обеспечения строительства оснований зданий с наименьшими затратами.

Итак, участок, занимаемый фермой, отвечает практически всем перечисленным требованиям. Он располагается на возвышенном сухом месте, на краю села. Наиближайшая протекающая река расположена на достаточном расстоянии от фермы. Господствующие западный и северо-западный ветра позволяют не сдувать запахи с фермы на жилой сектор. На территории предприятия имеются зеленые насаждения.

Технологический процесс по уборке и утилизации навоза выглядит так:

С коровника 1 (3,4,9,11,12,15,16) навоз на тракторе, оборудованным прицепом, транспортируют к площадке для компоста 18, и выгружают его. Далее перевозят солому с соломохранилища 19 к площадке для компостирования 18, и измельчают ее. После этого навоз и измельченную солому перемешивают и компостируют.

На генеральном плане предприятия ООО «Октябрьский» можно увидеть коровники, телятники, родильные отделения, которые находятся в непосредственной близости друг к другу. Рядом с этими постройками располагается склад сена и зерна, что способствует удобной транспортировке кормов.

В другом блоке построек располагаются центральная ремонтная мастерская (ЦРМ), стоянка для сельскохозяйственной техники, автогараж, склад запасных частей, склад горюче-смазочных материалов (ГСМ), автозаправочная станция (АЗС). Эти объекты размещены рядом с бетонированной дорогой.

Соломохранилище и площадка для компоста располагаются рядом друг с другом. Это способствует уменьшению затрат при изготовлении соломенно-навозного компоста.



3. Расчет технологической карты

3.1 Описание технологии

Площадь пашни предприятия ООО «Октябрьский» составляет порядка 5000га. Общее поголовье фермы насчитывает около 2000 голов.

Анализ системы накопления и переработки навоза крупнорогатого скота показывает, что она не имеет конечного решения по эффективному обеззараживанию навоза и производству из него высококачественных органических удобрений с почвообразующим эффектом.

Следовательно, существующая в хозяйстве система обработки и хранения производимого навоза не выполняет требуемых функций, не соответствует требованиям охраны окружающей среды и действующих норм технологического проектирования.

Отсутствие эффективных технологий и технических средств не позволяет использовать производимый навоз как основной продукт для выравнивания и повышения почвенного плодородия почв и как следствие обеспечить повышение урожайности выращиваемых сельскохозяйственных культур и рентабельности их возделывания.

Для реализации поставленной цели принят метод сравнительного анализа технико-экономических показателей вариантов технологий, комплексов машин и оборудования. Результаты анализа технико-экономических показателей позволяют принять наиболее рациональные схемы процессов, определить их основные технологические параметры.

Выбранная технология предусматривает производство из навоза высококачественных концентрированных органических удобрений методом компостирования. Данный метод предусматривает использование как навоза из навозохранилища, так и переработку свежего навоза, подаваемого непосредственно от животноводческих помещений, что значительно снизит нагрузку на навозохранилища и улучшит экологию за счет уменьшения объемов его хранения.

Технологических процесс производства соломенно-навозного компоста представлен на рисунке 13.

Рисунок 15 - Схема технологического процесса производства соломенно-навозного компоста

На бетонированную площадку укладывается слой навоза высотой не менее 50 см. На слой навоза равномерно наносится перерабатываемый продукт (солома). Указанная масса перемешивается бульдозером или погрузчиком.

После первых двух перемешиваний на компостную смесь укладывается дополнительный слой навоза с наращиванием общей высоты буртов до 1,5 м. Длина бурта ограничивается наличием свободной площадки. Во время компостирования происходит нагрев массы до 70 градусов, благодаря чему навозная масса обеззараживается, уничтожаются семена сорной растительности.

В связи с относительно упорядоченными процессами удаления навоза из технологических помещениями и его хранением (закрыт доступ для сброса бытового мусора и т.д) в технологическом процессе производства компоста отсутствует необходимость наличия отделителя инородных включений.

Интенсивное перемешивание бурта обеспечивает полное его обеззараживание и полученный компост может использоваться в системах производства экологически чистой продукции. При выгрузке готового компоста часть бурта высотой 40-50 см целесообразно оставлять на месте и на него укладывать слой свежего навоза с последующей подачей соломы. Далее цикл повторяется.

В перспективе компост можно также гранулировать и подавать на фасовку. Готовый продукт фасуется в тару массой 1 т или вносится на поле.

С точки зрения экономической эффективности переработки и дальнейшего применения компоста в растениеводстве определяющим является себестоимость полученного удобрения.

Для определения экономической эффективности предлагаемой технологии при производстве зерновых колосовых культур использовали систему натуральных и стоимостных показателей, отражающих процесс производства с двух сторон: с позиции увеличения выхода продукции, снижения издержек и получения максимальной прибыли, то есть роста экономической эффективности.

Учитывается влияние на объем затрат по возделыванию сельскохозяйственных культур: распределяемые затраты (затраты по доработке зерна), общепроизводственные и общехозяйственные затраты. Соответственно затраты труда и показатели расхода горюче-смазочных материалов также определяли по основным и дополнительным технологическим операциям.

Оценка эффективности капиталовложения представляет собой наиболее ответственный этап в процессе принятия инвестиционного решения по внедрению линии по производству компоста. От эффективности оценки зависят сроки возврата вложенного капитала и темпы развития предприятия.

3.2 Расчет производственно-экономических показателей

Экономические показатели проектируемой системы удаления навоза.

Поскольку технология уборки навоза не изменилась, а изменился лишь способ утилизации, то для расчета экономической эффективности необходимо рассчитать только стоимость производства компоста.

Количество соломенно-навозного компоста получаемого с фермы крупнорогатого скота на 400 голов при смешивании с измельченной соломой 1:1 А.

(2)

где V=3200 - количество получаемого навоза в ферме на 400 голов в стойловый период, т;

S=3200 - количество соломы, необходимой для создания компоста, т;

Итак, количество получаемого соломенно-навозного компоста с фермы на 400 голов в период стойлового содержания равен 6400т.

Количество потребляемых горюче-смазочных материалов, ц. К_ГСМ

, (3)

где ПС=3 - количество ГСМ затрачиваемых на погрузку соломы, ц;

ТС=4.3 - количество ГСМ затрачиваемых на транспортировку соломы, ц;

ИС=0,2 - количество ГСМ затрачиваемых на измельчение соломы, ц;

ТН=6 - количество ГСМ затрачиваемых на транспортировку навоза, ц;

ПБ=7 - количество ГСМ затрачиваемых на перемешивание компоста, ц;

Итак, количество потребляемых горюче-смазочных материалов необходимых для производства компоста равно 20.5ц.

Затраты на горюче-смазочные материалы, необходимые на производство компоста, руб. З_ГСМ

(4)

где Ц=29 - цена 1 литра дизельного топлива, руб;

0,0086ц=1л дизельного топлива, ц;

Итак, затраты на горюче-смазочные материалы, необходимые на производство компоста равны 69127 рублей.

Затраты на заработную плату одного сотрудника за 240 дней, руб. З_ЗП1

(5)

где О_РЗ = 37 - почасовая ставка за работу, руб;

К_РЧД = 8 - количество рабочих часов в сутки, ч;

К_ДН = 240 - количество дней в стойловый период;

р

Итак, затраты на заработную плату одного сотрудника за 240 дней составили 71040 рублей.

Затраты на заработную плату персонала, работающего над производством компоста за 240 дней. З_ЗП

(6)

где З_ЗП1 = 71040 - затраты на заработную плату одного сотрудника за 240 дней, руб;

3-количество работников, чел;

руб.

Итак, затраты на заработную плату персонала, работающего над производством компоста за 240 дней составили 213120 рублей.

Транспортер ТСН-160Б потребляет 1,08кВт/ч. Тарифная ставка на электроэнергию в Удмуртской Республике для сельскохозяйственных предприятий составляет порядка 2,09 рублей за кВт\ч. Транспортер ТСН-160Б за сутки работает примерно 19часов. Таким образом, за стойловый период равный 240 дням, ТСН-160Б работает 4560 часов.

Количество потребляемой электроэнергии навозоуборочным транспортером ТСН-160Б за 240 дней. К_ЭЛ

(7)

где К_Рч = 4506 - количество рабочих часов транспортера ТСН-160Б за стойловый период, ч;

Р_Эл = 1,08 - расход электроэнергии потребляемой транспортером ТСН-160Б, кВт/ч;

кВт/ч

Итак, количество потребляемой электроэнергии навозоуборочным транспортером ТСН-160Б за 240 дней составило 4924,8 кВт/ч.

Затраты на электроэнергию, потребляемую навозоуборочным транспортером ТСН-160Б за 240 дней. З_ЭЛ

(8)

где К_ЭЛ = 4924,8- количество потребляемой электроэнергии навозоуборочным транспортером ТСН-160Б за 240 дней, кВТ/ч;

2,09- тарифная ставка на электроэнергию, рублей за кВт/ч;

руб.

Итак, затраты на электроэнергию, потребляемую навозоуборочным транспортером ТСН-160Б за 240 дней составили 10292 рубля.

Себестоимость 6400т соломенно-навозного компоста СС_К

, (9)

где З_ГСМ = 69127 - затраты на ГСМ, руб;

З_ЗП = 213120 - затраты на заработную плату, руб;

З_ЭЛ = 10292 - затраты на электроэнергию, руб.

Таблица 3- Общие затраты на производства компоста

Статьи затрат	Затраты
Затраты ГСМ, ц	21
Затраты на ГСМ (29руб/л), руб.	69127
Оплата труда, руб.	213120
Стоимость электроэнергии, руб	10292
Всего, руб	292539

Итак, количество денежных средств необходимых на производство 6400т соломенно-навозного компоста равно 292539 рублей.

Вывод, Тонна соломенно-навозного компоста по доступности элементов питания приравнивается к 1,5 кг аммиачной селитры, 2 кг двойного суперфосфата и 4,5 кг сульфата калия. То есть 6400 тонн компоста могут заменить 9600кг аммиачной селитры, 12800кг двойного суперфосфата и 28800 кг сульфата калия. 1кг аммиачной селитры стоит 16 рублей, то есть 153600 рублей за 9600 кг; 1кг двойного суперфосфата стоит 15 рублей, то есть 192000 рублей за 12800кг; 1кг сульфата калия стоит 24 рубля, то есть 691200рублей за 28800кг. Таким образом, изготовление соломенно-навозного компоста является не плохим способом утилизации навоза.



4. Конструктивная разработка

4.1 Описание конструкции и принципа работы

Система обогрева прицепа выхлопными газами

Данное приспособление предназначено для обогрева прицепа ПС-6 при помощи отработанных газов трактора с целью предотвращения примерзания навоза к прицепу в мороз.