Проектирование коровника на 200 голов молочно-товарной направленности

Одним из главных путей роста эффективности производства продукции животноводства, дальнейшего повышения его продуктивности и качества конечного продукта является индустриализация этого производства, которая базируется на комплексной механизации. Использование индустриальных методов производства в животноводстве требует усовершенствования технологических и технических решений.

Относительно молочно-товарных ферм одним из самых основных производственных процессов является раздача корма – ответственный в технологическом отношении и достаточно трудоемкий процесс. Это обусловлено сложностью взаимодействия элементов в системе "человек – машина - животное".

Известно, что усовершенствование процесса и средств раздачи кормов может повысить продуктивность коров на 10…15 %.

Молочное скотоводство остается высокозатратной отраслью. Так на производство одного литра молока на Украине, по сравнению со странами с развитым молочным скотоводством, затрачивается в 3…5 раз больше рабочего времени, в 1,5 раза больше кормов. Совокупные энергозатраты выше более чем в два раза.

Естественно, что при таком положении в условиях свободного рынка молочная продукция наших ферм становится по стоимости не конкурентоспособной с такой же продукцией, поступающей из-за рубежа.

Из приведенного выше можно сделать вывод о необходимости совершенствования технологии производства молока с тем, чтобы снизить материальные, энергетические и трудовые затраты на производство продукции.

1. Разработка генерального плана животноводческого объекта

1.1 Определение структуры стада и условного поголовья

Исходя из поголовья согласно заданию (1000 голов дойных коров) рассчитаем структуру поголовья фермы (5).

Таблица 1. Структура поголовья фермы КРС

Для удобства дальнейших расчетов переведем все поголовье животных в условное поголовье :

, усл. гол.,

где     - количество голов в i-ой группе животных;

 - коэффициент перевода в условное поголовье (приложение 1 (5));

n – количество групп животных.

1.2 Характеристика заданной системы или способа содержания животных

Молочное скотоводство является наиболее распространённой отраслью животноводства и его развитие в значительной мере определяет производство важных продуктов питания – молока, масла сливочного, сыра, кисломолочных продуктов и т. д.

Решение данной задачи невозможно без применения комплексной механизации всех технологических процессов на молочных фермах хозяйств Украины.

Под комплексной механизацией в животноводстве необходимо понимать систему таких инженерно – технических мероприятий, в результате которых при выполнении всех технологических процессов сводится к минимуму применение ручного труда, повышается производительность технологических линий и отдельных машин, возрастает продуктивность животных и как результат - снижается себестоимость продукции.

Комплексная механизация должна охватывать все процессы на животноводческом объекте, при этом все технологические процессы должны быть взаимосвязаны между собой.

Технологический процесс необходимо строить так, чтобы в поточной технологической линии машин, которые его осуществляют, производительность каждой последующей машины соответствовала производительности предыдущей или была несколько выше. Это позволяет создать поточное производство, что очень важно при внедрении комплексной механизации.

Принимаем, что на проектируемой молочно–товарной ферме применяется стойлово–выгульная система содержания коров с постоянным моционом для животных по специальной прогонной дороге. Пополнение стада проводится за счёт нетелей шестимесячного срока стельности. Телят до двадцатидневного возраста содержат в профилактории в индивидуальных клетках. Телят старше двадцати дней передают на откормочное содержание в отделение, где их содержат группами до четырёх месяцев, а затем сортируют и тёлок отправляют на доращивание.

Наиболее характерна для выбранного направления содержания КРС привязная система содержания с применением стойлово-лагерного способа содержания животных.

Для нашей страны эта система наиболее распространена. Главное ее преимущество – обеспечение хороших условий для индивидуального нормированного кормления и раздоя животных, что способствует повышению их продуктивности.

С такой системой каждая корова находится на привязи в стойле с отдельной кормушкой и автопоилкой. Животных кормят в стойлах. Корма раздают с помощью мобильных кормораздатчиков. Над стойлом каждого животного висит табличка, где указаны номер коровы, кличка, возраст и продуктивность за последнюю лактацию.

При условии привязного содержания коров необходимо выпускать на выгульные площадки или организовать активный моцион на прогонных дорожках.

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

Также у привязной системы содержания имеется 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, т.к. на устройство стойл, кормушек, поилок и др. оборудования расходуется много средств и материалов. При привязном содержании велики затраты труда, связанные с доением, раздачей кормов, уборкой навоза, отвязыванием и привязыванием животных.

При удаленности пастбищ от комплексов в молочном и мясном скотоводстве применяют стойлово-лагерный способ содержания животных. В этом случае на пастбищах организуют летние лагеря, где животных подкармливают, доят с помощью универсальной передвижной (в лагере) доильной установки УДС-3А, оснащенной унифицированными доильными аппаратами АДУ-1. Этот способ целесообразно применять в хозяйствах, где расстояние между фермой и пастбищем 2 км. В таких случаях лагеря представляют собой огражденные стойбища, оборудованные кормушками, автопоилками, доильной машиной, помещением хранения концентратов, молочной посуды, инвентаря и для отдыха обслуживающего персонала. Величина гурта должна быть не более 200 голов.

В последнее время в нашей стране и за рубежом происходит возврат к привязному содержанию скота. Исходя из вышеизложенного и согласно заданию, принимаем привязной способ содержания животных.

Раздача кормов осуществляется с помощью мобильных кормораздатчиков КТУ-10А, уборка навоза в коровниках с помощью скребковых транспортеров ТСН-160Б, а в телятнике – гидросмывом, поение коров с помощью автопоилок ПА-1, молодняка – групповыми поилками АГК. Доение коров осуществляется с помощью доильной установки АДМ-8.

1.3 Обоснование распорядка дня работы фермы

Очень важно соблюдать установленный распорядок дня, так как даже при незначительной задержке корма значительно падает надой. А при несвоевременном доении корова испытывает болевые ощущения, может заболеть, что в свою очередь также ведет к потере надоя. Недостаточная или своевременная уборка навоза влечет за собой ухудшение санитарной обстановки и возможность возникновения различных инфекций, что ведет к развитию болезней животных, материальным затратам и потери дохода.

На проектируемой молочной ферме принимаем следующий распорядок дня (табл. 2).

Таблица 2. Распорядок рабочего дня на молочной ферме

1.4 Выбор рациона кормления, расчет суточного и годового количества кормов, разработка суточного графика кормления

Выберем рацион кормления на одну условную голову (1): сено – 4,5 кг; солома – 1 кг; силос – 24 кг; корнеплоды – 7 кг; концкорма – 2 кг; минеральные добавки – 0,29 кг. Итого – 38,79 кг.

В зависимости от суточных затрат каждого вида кормов определим годовые затраты кормов:

, кг,

где    t – количество дней пребывания животных в группе с данным суточным расходом кормов; стойловый период – 210 дней;

 - коэффициент потерь корма (6, с. 33);

 - суточные затраты кормов, кг:

, кг,

где    mі – поголовье животных данной половозрастной группы на ферме (см. табл. 1);

qв – разовая норма выдачи корма на одну голову, кг,

Результаты расчетов представлены в таблице 3.

Таблица 3. Определение потребности в кормах молочной фермы

Распределение кормов в течение суток представлено в таблице 4.

Таблица 4. Суточная потребность в распределении кормов по видам

1.5 Расчет выхода основной и вспомогательной продукции

К основной продукции относится молоко, годовой выход которого определяется по формуле:

, кг,

где    - поголовье животных на ферме, голов;

 - плановый годовой надой на одну корову, кг;

 - коэффициент, учитывающий сухостойность коров; = 1,3.

Тогда        

 кг.

К вспомогательной продукции относится навоз, годовой выход которого определяется по формуле:

, кг,

где    - норма выхода навоза от 1 головы, принимаем = 55 кг;

 - количество животных на ферме.

 кг.

1.6 Выбор типовых проектов основных и вспомогательных зданий и сооружений, хранилищ кормов и расчета их необходимого количества

Потребность в постройках для содержания животных определяют по формуле согласно (5):

n= Mi/ni, шт,

где    Mi – поголовье животных одного вида на комплексе шт;

ni – поголовье животных, размещаемых в помещении согласно выбранному типовому проекту шт.

Для коров n= 1000/200=5.

Для молодняка n= 538/540=1.

Для продуктивных животных в хозяйстве применяется привязное содержание в 5 коровниках на 200 голов (ТП 801 – 69) с размерами помещения: длина – 78 м, ширина – 21 м. Для содержания молодняка применяем телятник на 540 голов (ТП 801 – 128) с габаритными размерами 18×108 м. А также на территории фермы размещены кормоцех, выгульные площадки для молодняка, ветеринарно-санитарный пропускник, траншеи для хранения силоса, ангары для хранения сена, хранилища для ККП и концкормов.

Для хранения силоса, корнеплодов, сена, и концентрированных кормов необходимы хранилища.

Определим общую вместимость хранилища для хранения годовых запасов кормов по формуле (с.34, 5):

, м3,

где    - годовая потребность в кормах, кг;

 - насыпная плотность кормов, кг/м3.

Для ККП:                     м3.

Для силоса:                            м3.

Для концкормов:                   м3.

Для сена:                      м3.

Для соломы:                 м3.

Определяем потребное количество хранилищ по формуле:

,

где    - вместимость хранилища, м3 (табл. 3.10 (6));

 - коэффициент использования вместимости хранилища (табл. 3.10 (5)).

Для ККП:                     ; принимаем 1.

Для силоса:                            ; принимаем 4.

Для концкормов:                   ; принимаем 1.

Для сена:                      ; принимаем 4.

Для соломы:                 ; принимаем 1.

Выбрав вместимость хранилища , ширину , м и высоту , м хранилища (табл. 3.11 (5)) определяем его длину по формуле:

, м

Для ККП:                     м; принимаем  м.

Для силоса:                            м; принимаем  м.

Для концкормов:                   м; принимаем  м.

Для сена:                      м; принимаем  м.

Для соломы:                 м; принимаем м.

1.7 Описание расположения на генплане производственных и вспомогательных помещений

Планировка фермы произведена таким образом, что она экономична при эксплуатации. Здания и сооружения на территории расположения фермы расположены компактно. Все постройки соответствуют требованиям СНиП.

Такая планировка создаёт все предпосылки для наиболее экономичного осуществления всех производственных процессов, эффективного использования средств комплексной механизации, создания нормальных санитарно-гигиенических условий на ферме.

Ферма расположена на ровном участке ниже населенного пункта, водозаборных сооружений и выше навозохранилища. Направление господствующих ветров восточное и юго-восточное. Поэтому навозохранилище расположено с подветренной стороны.

Ферма рассчитана на содержание 1000 дойных коров.

На ферме также расположены такие объекты, как кормоприготовительный цех, склады для хранения концентрированных кормов и сена, силосные ямы.

Все здания и сооружения на территории фермы соединены между собой твёрдым покрытием. Это обеспечивает бесперебойную работу всех мобильных средств механизации при любых погодных условиях.

Доступ посторонних лиц на ферму закрыт. При въезде на территорию фермы установлен дезинфекцированный барьер и ветсанпропускник на 25 человек.

2. Проетирование поточно-технологической линии (ПТЛ)

2.1 Зооинженерные требования к ПТЛ первичной обработки молока

При машинном доении коров в качестве источников бактериального загрязнения молока наиболее часто выступают загрязненный кожный покров вымени, плохо промытые доильные стаканы, молочные шланги, молочные краны и детали молокопровода. Кроме того, бактерии могут попадать из воздуха в коровнике, всасываемого через камеры постоянного атмосферного давления пульсатора или коллектора доильного аппарата.

Свежевыдоенное молоко при использовании в качестве индикатора фенолфтолеина показывает кислую реакцию.

Кислотность молока выражают в градусах Тернера (°Т), которые показывают количество миллиметров децинормального раствора щелочи (КОН или NaOH) идущей на нейтрализацию 100 мл молока в присутствии фенолфтолеина.

Метод определения кислотности молока и молочных продуктов изложен в ГОСТе 3624-84.

Кислотность свежевыдоенного молока обычно находится в пределах 16 – 18 °Т. Химический состав молока не является строго постоянным для всех коров, а зависит от породы, возраста, периода лактации, условий кормления коров и ряда других факторов. В силу того он изменяется в определенных пределах. В состав молока входят более ста различных веществ. В нем различают две основные части: воду (в среднем 87,5%) и сухое вещество (12,5%). Последнее в свою очередь распадается на молочный сахар – 4,5...4,8%; жир – 2,9…5,1%; белок – 2,7…3,7%; золу – 0,6…0,8%. При образовании молока из организма коровы в него приходят иммунные тела с небольшой кислотностью, величина которой влияет на закупочную цену молока. Так, молоко с кислотностью 10°Т и ниже предприятия принимают с доплатой 2 грн. за 1 т., а непосредственно торгующая сеть – 5 грн.

При кислотности молока выше 19°Т закупочную цену, соответственно, снижают на 2 – 2,5 грн. за 1 т. Молоко с кислотностью свыше 21°Т принимают как некондиционное с 20%-ой скидкой закупочной цены.

Первичная обработка молока и его переработка должна производиться при условии строгого соблюдения «Санитарных и ветеринарных правил для молочных ферм, хозяйств» (1970 г.), утвержденных Министерством сельского хозяйства Украины.

Период, на который бактерицидные вещества задерживают развитие бактерий в свежевыдоенном молоке (весьма ценное свойство молока), называют бактерицидной фазой. Длительность ее зависит от санитарных условий получения молока, а также от температуры его охлаждения. Так при температурах молока 310 и 303°К бактерицидная фаза в нем продолжается только 2…5 ч., а при температурах 289 и 286°К, ее длительность составляет при хороших условиях хранения от 7,6 до 36 ч. При температуре 277…278°К жизнедеятельность бактерий практически прекращается, что создает благоприятные условия для длительного хранения молока. В целях стимулирования продажи молока повышенного качества очистку, мойку и дезинфекцию оборудования и молочной посуды производят сразу же после окончания работы. Моечные отделения для хранения сменной посуды располагают в южной части помещения, а хранилища и холодные отделения в северной. Все работники моечной должны строго соблюдать правила личной гигиены и один раз в месяц проходить медицинское обследование.

2.2 Разработка и обоснование конструктивно-технологической схемы линии первичной обработки молока

Структурная схема ПТЛ первичной обработки молока на ферме представлена на рис. 2.1.

Рис. 2.1 – Структурная схема ПТЛ первичной обработки молока на ферме:

1 – коровник; 2 – групповой счетчик; 3 – молокосборник; 4 – вакуумная установка; 5 – молочный насос; 6 – очиститель молока; 7 – пастеризатор; 8 – охладитель; 9 – резервуар охладителя; 10 – молоковоз.

Молочная продукция, получаемая с фермы, идет на реализацию. По зоотребованиям она должна проходить пастеризацию. Допускается при сдаче на молокозавод пастеризацию не производить. В этом случае пастеризатор не работает. На технологической схеме (рис. 2.1) это обозначено пунктирной линией.

2.3 Определение производительности ПТЛ (машины), подбор машин для выполнения технологических операций и определение их количества

Расчет, связанный с подбором оборудования, ведется на максимум суточного удоя.

Максимум суточного удоя определяем по зависимости:

, кг,                                              

где - среднегодовой удой на корову, = 4000 кг;

 - число дойных коров,  = 1000 голов;

 - коэффициент неравномерности удоя, = 1,2 (1).

Подставив в формулу, получим:

 кг.

Производительность поточной лини обработки молока определяем по зависимости:

, кг/ч,                                  

где - неравномерность поступления молока, = 0,6 (1);

- принятая длительность обработки, = 2 часа (1).

Подставив в формулу, получим:

 кг/ч.

Для очистки молока применен магистральный цилиндрический фильтр, который имеет фильтрующий элемент из лавсана. Необходимо определить продолжительность фильтрования при разовом удое = 4800 кг.

Находим площадь фильтрующей поверхности аппарата по зависимости:

, м3,                                     

где - диаметр фильтрующей поверхности, = 54 мм (6).

 - длина фильтрующей поверхности, = 600 мм (6).

Подставив в формулу, получим:

 м3.

Определяем продолжительность фильтрования по зависимости:

, мин,                    

где - константа фильтрования, = 31 м3/м2 (6);

- константа фильтрования, = 12 м2 (6).

Подставив в формулу, получим:

 мин.

Этого времени достаточно для очистки молока при разовом удое 4800 кг не прерывая потока.

Выбрав молокочиститель ОМ-1, проверяем его производительность по следующей зависимости:

, м3/ч,      

где - частота вращения барабана, =133 с-1 (6);

- число тарелок, =34 шт. (6);

 - угол наклона образующей тарелки, = 50° (6);

- большой радиус тарелки, = 0,128 м (6);

 - температура свежевыдоенного молока, = 35°С;

 - малый радиус тарелки, = 0,07 м (6);

 - диаметр частиц загрязнения, = 1,41·10-6 м (6).

Подставив в формулу, получим:

 м3/ч.

Производительность молокоочистителя выбрана правильно.

Определяем длительность непрерывной работы молокоочистителя без разборки по следующей зависимости:

, час,