Анию ресурсосберегающих, инновационных технологий с использованием энергоэффективных систем обеспечения микроклимата с утилизацией тепла животных и тепла молока
Вид материала | Документы |
- "отопление regulus System", 538.44kb.
- Система теплоснабжения района «Чистые пруды» г. Кирова с использованием, 179.43kb.
- Регулирование теплопотребления зданий реальная экономия тепла, 117.55kb.
- Ответы к тестам для 9 классов, 76.77kb.
- Отчет о семинаре «Энергосберегающая единая система овк «Элита» с двухступенчатой утилизацией, 56.08kb.
- «Проектирование электрической части тэц», 305.48kb.
- Люди! Братья мои! Берегите своих матерей, 45.45kb.
- Евгений Сергеевич Тесля, начальник отдела энергоэффективных и экологичных решений, 269.24kb.
- Xv международная промышленная выставка «белпромэнерго», 13.33kb.
- Рекомендации участников международного Круглого Стола «Опыт применения энергоэффективных, 54.29kb.
УДК 631.22.014
Опыт и перспективы использования ресурсосберегающих, инновационных технологий при реконструкции ферм крупного рогатого скота
Попов В.Д. – академик Россельхозакадемии,
Вторый В.Ф.- д-р техн.наук, ГНУ СЗНИИМЭСХ
Рассматриваются вопросы по использованию ресурсосберегающих, инновационных технологий с использованием энергоэффективных систем обеспечения микроклимата с утилизацией тепла животных и тепла молока.
Ключевые слова: ПРОИЗВОДСТВО МОЛОКА, ГОВЯДИНА, МОДЕРНИЗАЦИЯ ФЕРМ, МИКРОКЛИМАТ ЖИВОТНОВОДЧЕСКОГО ПОМЕЩЕНИЯ.
Сегодня показатели эффективности производства молока и говядины в России существенно уступают показателям стран с развитым животноводством, что существенно влияет на уровень потребления продуктов питания населением. Так Российская Федерация занимает четвёртое место среди крупнейших производителей молока в мире после США, Индии и Китая. Однако, по производству молока на душу населения наша страна, к сожалению, лишь на десятом месте после Дании, Беларуси, Франции, Германии и др. стран (Таблица 1).
Таблица 1.
Производство молока в России и некоторых странах мира
(FAO Statistics Division, 2007)
Страна | Произведено молока всего, тыс. т. | Население, млн. чел. | Произведено на душу населения, кг/год |
США | 82463 | 301,1 | 267 |
Индия | 34775 | 1131,2 | 31 |
Китай | 32249 | 1322,1 | 24 |
Россия | 31074 | 141,3 | 220 |
Франция | 26133 | 61,0 | 428 |
Германия | 25453 | 81,9 | 348 |
Украина | 13714 | 46,2 | 296 |
Польша | 11956 | 38,5 | 310 |
Беларусь | 5677 | 9,7 | 585 |
Дания | 4600 | 5,4 | 845 |
Бельгия | 3120 | 10,3 | 300 |
За годы перехода России к рыночной экономике производство на душу населения снизилось: молока с 376 кг в 1990 году до 217 кг в 2006 году, мяса в убойной массе с 68 до 34 кг соответственно. Поголовье крупного рогатого скота в 1990 году составляло 57 млн.голов, а в 2006 году 21 млн. голов. Рост молочной продуктивности коров не возмещает снижение валового производства молока из-за падения поголовья. Снизилась средняя живая массы одной головы КРС реализованной на убой. Аналогичная ситуация наблюдается практически во всех регионах страны в том числе и Ленинградской области, где несмотря на значительный рост продуктивности коров (в 2007 году она составила в сельскохозяйственных организациях 6495 кг, но необходимо отметить что это на 75 кг меньше уровня 2006 года и связано в первую очередь с резким подорожанием концентрированных кормов и снижением их доли в рационе животных). Общее валовое производство молока в 2007 году также сократилось и составляет сегодня почти в 2 раза ниже уровня 1990 года, среднесуточный прирост живой массы на откорме КРС достиг уровня 1990 года и составил в 2007 году 654 грамм при снижении общего поголовья животных. По данным Северо-Западного научно-исследовательского института экономики и организации сельского хозяйства для условий Ленинградской области экономически эффективно иметь продуктивность коров не менее 5000-5500 кг (Рис. 1). Более половины хозяйств Ленинградской области сосредоточено в этой группе (Рис. 2).
![](images/217537-nomer-3a2c753f.gif)
![](images/217537-nomer-4a71ecf6.gif)
![](images/217537-nomer-m41107023.gif)
80
60
![](images/217537-nomer-m2ae5ae06.gif)
40
![](images/217537-nomer-1a5a7016.gif)
![](images/217537-nomer-m26db85b2.gif)
![](images/217537-nomer-m5545a809.gif)
![](images/217537-nomer-m26db85b2.gif)
![](images/217537-nomer-1a5a7016.gif)
![](images/217537-nomer-m26db85b2.gif)
![](images/217537-nomer-m5545a809.gif)
![](images/217537-nomer-m26db85b2.gif)
![](images/217537-nomer-1a5a7016.gif)
![](images/217537-nomer-m26db85b2.gif)
![](images/217537-nomer-m5545a809.gif)
![](images/217537-nomer-1a5a7016.gif)
![](images/217537-nomer-m26db85b2.gif)
![](images/217537-nomer-m26db85b2.gif)
![](images/217537-nomer-m5545a809.gif)
![](images/217537-nomer-m26db85b2.gif)
![](images/217537-nomer-m26db85b2.gif)
![](images/217537-nomer-1a5a7016.gif)
![](images/217537-nomer-673147c3.gif)
![](images/217537-nomer-1a5a7016.gif)
![](images/217537-nomer-m26db85b2.gif)
![](images/217537-nomer-m26db85b2.gif)
![](images/217537-nomer-m5dc6fe89.gif)
![](images/217537-nomer-1a5a7016.gif)
![](images/217537-nomer-m26db85b2.gif)
![](images/217537-nomer-1a5a7016.gif)
![](images/217537-nomer-673147c3.gif)
![](images/217537-nomer-673147c3.gif)
![](images/217537-nomer-1a5a7016.gif)
![](images/217537-nomer-m26db85b2.gif)
![](images/217537-nomer-1a5a7016.gif)
![](images/217537-nomer-673147c3.gif)
![](images/217537-nomer-1a5a7016.gif)
![](images/217537-nomer-m26db85b2.gif)
![](images/217537-nomer-1a5a7016.gif)
![](images/217537-nomer-m5545a809.gif)
![](images/217537-nomer-m26db85b2.gif)
![](images/217537-nomer-1a5a7016.gif)
![](images/217537-nomer-1a5a7016.gif)
![](images/217537-nomer-1a5a7016.gif)
![](images/217537-nomer-m26db85b2.gif)
![](images/217537-nomer-m5545a809.gif)
![](images/217537-nomer-m26db85b2.gif)
![](images/217537-nomer-1a5a7016.gif)
![](images/217537-nomer-m26db85b2.gif)
![](images/217537-nomer-m5545a809.gif)
![](images/217537-nomer-m26db85b2.gif)
![](images/217537-nomer-m26db85b2.gif)
![](images/217537-nomer-1a5a7016.gif)
![](images/217537-nomer-m5545a809.gif)
![](images/217537-nomer-m26db85b2.gif)
![](images/217537-nomer-1a5a7016.gif)
![](images/217537-nomer-m26db85b2.gif)
![](images/217537-nomer-m5545a809.gif)
![](images/217537-nomer-1a5a7016.gif)
![](images/217537-nomer-m26db85b2.gif)
![](images/217537-nomer-m26db85b2.gif)
![](images/217537-nomer-673147c3.gif)
![](images/217537-nomer-1a5a7016.gif)
![](images/217537-nomer-m26db85b2.gif)
![](images/217537-nomer-m26db85b2.gif)
![](images/217537-nomer-673147c3.gif)
![](images/217537-nomer-1a5a7016.gif)
![](images/217537-nomer-m26db85b2.gif)
![](images/217537-nomer-m26db85b2.gif)
![](images/217537-nomer-673147c3.gif)
![](images/217537-nomer-673147c3.gif)
![](images/217537-nomer-1a5a7016.gif)
![](images/217537-nomer-m26db85b2.gif)
![](images/217537-nomer-673147c3.gif)
![](images/217537-nomer-673147c3.gif)
![](images/217537-nomer-m26db85b2.gif)
20
0
-20
-40
2000
4000
6000
8000
10000
Удой, кг
Рис. 1 Влияние продуктивности коров на уровень рентабельности производства молока.
![](images/217537-nomer-309ca962.gif)
2001- 3001- 4001- 5001- 6001- 7001- свыше
3000 4000 5000 6000 7000 8000 8000
Продуктивность коров, кг в год
Рис. 2 Группировка сельскохозяйственных организаций. Ленинградской области по продуктивности коров
Для сельскохозяйственных предприятий Северо-Запада и России в целом основная проблема это использование устаревших, высоко ресурсозатратных технологий при низкой производительности и тяжелых условиях труда животноводов большого физического и морального износа всей производственной базы молочного и мясного животноводства, острый дефицит квалифицированных кадров.
Повысить эффективность и конкурентоспособность отрасли невозможно без реконструкции и модернизации ферм и комплексов на базе новейших технологий и технических средств. Но освоение современных технологий, кроме значительных финансовых затрат, требует глубокого знания особенностей этих технологий, что возможно лишь при научном обеспечении в основе которого лежат новые знания фундаментального и прикладного характера, а также практический опыт передовых хозяйственников России и зарубежья. Институты Россельхозакадемии обладая большим инновационным потенциалом, имеют возможность расширения этой деятельности с использованием инновационных технологий и в первую очередь внедренческих и инжиниринговых.
Исследования, технологические наработки позволяют нашему институту активно участвовать в модернизации ферм по производству молока и говядины.
Основой внедрения современных технологий является глубокая, научно обоснованная технологическая проработка будущего животноводческого объекта. Известно, что формирование коровы длится около двух лет и включает в себя 7-8 различных фаз. Всего с учётом межотельного цикла самой коровы на молочной ферме одновременно содержатся животные, находящиеся на 14-15 различных фазах. Каждая из этих фаз предъявляет свои особые требования к содержанию, обслуживанию, кормлению, поению, удалению навоза и т.п.[1].
Очень важно синтезировать технологии содержания и обслуживания, которые в наибольшей степени соответствующие физиологическим потребностям животных на каждой из фаз их биологического цикла, способствующие повышению продуктивности и продолжительности жизни коров, обеспечивающие условия повышения производительности труда и снижения себестоимости производимой продукции.. Это сложная задача, и поэтому для решения ее в институте под руководством д-ра технических наук, профессора Хазанова Е.Е. разработано автоматизированное место технолога, помогающее решить ее в диалоговом режиме. Используя указанные условные обозначения, сформирована своеобразная матрица технологий содержания и обслуживания КРС для условий Северо-Запада России [1]. Всего матрица содержит 376 технологий, из которых наибольшее количество основано на беспривязном способе содержания скота.
Наряду с использованием АРМ и методологии, базирующейся на матрице возможных технологий, эффективным, интегрирующим методом формирования технологий является технологическое проектирование, которое позволяет учесть множество факторов, не поддающихся формализации.
Для облегчения технологического проектирования помещений для беспривязно-боксового содержания скота разработан типоразмерный ряд технологических модулей. Существует всего семь базовых модулей позволяющих рассмотреть довольно большое количество технологических решений. Существенно облегчает синтез технологий и разработанный институтом альбом рекомендуемых технологических схем реконструкции типовых коровников. Только для типовых зданий шириной 21м предложено 10 различных вариантов реконструкции.
Все большую остроту приобретает эффективное использование ресурсоберегающих технологий и технологических процессов. И самый основной ресурс это корма. На кормление приходится около 40% всех трудозатрат на молочной ферме, а финансовые затраты на корма составляют около 50-60% себестоимости производимой продукции. В последние годы произошло существенное изменение рациона кормления КРС. Это связано с переходом на заготовку высококачественного силоса из подвяленных трав, скошенных в оптимальные сроки, консервирование плющеного зерна, собранного в стадии молочно-восковой спелости, резким сокращением доли сена с исключением из рациона корнеклубнеплодов. В применяемом сейчас рационе более 60% приходится на силос и зернофураж. В связи с этим наиболее рациональным является кормление крупного рогатого скота полнорационными кормосмесями, что позволяет на 7...15% повысить продуктивность животных и на 5...7% сократить расход корма. Использование современных средств механизации и автоматизации процесса позволяет существенно сократить затраты труда и энергоресурсов. Необходимо отметить, что применяются не только широко известные мобильные смесители-раздатчики кормов, но и стационарные кормоприготовительные пункты разработанные институтом.
В технологической линии доения и первичной обработки молока важно добиться повышения качества получаемого молока. Для этого, кроме полноценного кормления (без чего не получить высокую плотность молока), применяется очистка и охлаждение молока непосредственно в процессе доения.
Сегодня на рынке присутствует большое разнообразие технологий и техники для доения и первичной обработки молока. К сожалению, данные объективной сравнительной оценки установок разных производителей пока отсутствуют, что снижает объективность выбора при реконструкции и техническом переоснащении ферм и комплексов.
Более пристального внимания требуют вопросы, связанные с обеспечением экологической безопасности животноводческих объектов. Опасность для окружающей среды и здоровья человека представляют навоз, навозосодержащие стоки доильного зала, вентиляционные выбросы. Например, молочная ферма на 1000 коров средней продуктивности ежедневно выбрасывает в атмосферу свыше 6 т углекислого газа, почти 10 т водяных паров значительное количество аммиака и других газов, около 20 т навозосодержащих стоков и 55 т навоза. Нетрудно подсчитать, что фермы России ежегодно выбрасывают в атмосферу 15,5 млн. т углекислого газа, оказывающего сильное негативное влияние на климат.
В технологии навозоудаления на фермах и комплексах КРС в настоящее время определились две тенденции. Бесподстилочное содержание животных на резиновых матах или щелевых полах с гидравлическими системами и перемешиванием навозной массы в каналах, транспортированием её в лагуны с помощью центробежных насосов. Вторая тенденция – содержание животных на обильной соломенной подстилке с получением твёрдого навоза и последующим его обеззараживанием методом компостирования.
Из анализа зарубежных источников, материалов международных конференций и опыта хозяйств, прослеживается возврат к традиционному подстилочному методу содержания животных с использованием больших доз подстилочных материалов, прежде всего соломы, торфа, древесных опилок. Для Нечерноземной зоны, крайне нуждающейся в высококачественных органических удобрениях, реализация этого метода имеет большое практическое значение.
Проблема загрязнения природы отходами животноводства является следствием разрыва естественных экологических связей между растениями и животными. Поэтому, радикальное решение этой проблемы состоит в таком сочетании животноводства с растениеводством, которое обеспечит утилизацию отходов этих отраслей в замкнутом цикле предприятия. Проведенные исследования, запатентованные институтом технологии, позволяют проектировать фермы нового поколения, резко снижающие загрязнение отходами животноводства окружающей среды при сокращении трудоемкости на фермах КРС в 1,8 раза, а совокупной энергоемкости – в 1,4 раза. При этом радикально изменяется внешний вид и эстетическое восприятие животноводческого предприятия.
Все большую актуальность приобретает внедрение энергосберегающих технологий содержания сельскохозяйственных животных. Одной из наиболее энергоемких технологий в животноводстве является технология обеспечения заданных параметров среды внутри животноводческих помещений. Это связано с обеспечением здоровья животных, создания условий для работы обслуживающего персонала, рациональным использованием энергоресурсов и кормов. Использование энергоэффективных систем обеспечения микроклимата с утилизацией тепла животных и тепла молока, отработанных энергоносителей, естественной системы вентиляции и других технико-технологических решений позволяет значительно снизить энергозатраты на производство продукции. Следует отметить, что ажиотаж, возникший в последние годы вокруг открытых помещений для содержания молочного скота в условиях Северо-Запада России вряд ли оправдан. По данным исследований Литовского института сельскохозяйственной инженерии, температура в таких коровниках зимой всего на 3оС выше, чем температура наружного воздуха. При длительных холодах, характерных для наших зим, возможно замерзание навоза, систем водоснабжения, образование льда на скотопрогонах, что приводит к травмам животных, отрицательно влияет на продуктивность. Это подтверждает уже имеющийся опыт эксплуатации таких помещений требующий дальнейших исследований и разработку нормативов использования животноводческих помещений для различных природно-климатических условий.
![](images/217537-nomer-m71f2e78a.jpg)
![](images/217537-nomer-m6289862c.jpg)
Рис. 3. Индивидуальные клетки Рис. 4. Поилка для КРС
для телят
В результате модернизации из заброшенных полуразрушенных ферм создаются современные предприятия, производящие высококачественную, конкурентоспособную продукцию.
Использованные в проектах технологические и технические решения проверены в производственных условиях и доказали свою эффективность. Новые коровники успешно эксплуатируются в ЗАО «Ручьи» (Рис. 5), «Приневское», «Можайское», «Первомайское», «Новоладожский» (Рис. 6) Ленинградской области, проектируются и строятся в хозяйствах Калужской области, Карелии и Мордовии (Рис. 8) и других.
![](images/217537-nomer-2dba3ddd.jpg)
Рис. 5. Коровник ЗАО «Ручьи»
![](images/217537-nomer-4e2624f6.jpg)
![](images/217537-nomer-68e001e3.jpg)
Рис. 7. Коровник ОАО «Вастома». Республика Мордовия
Модернизация молочных ферм на основе рекомендуемых технологий и оборудования создаёт условия для повышения продуктивности коров и прироста молодняка на 7…15%, улучшения показателей воспроизводства стада, повышения качества, а следовательно, и закупочной цены молока. Удельный расход кормов сокращается на 5…7%. Улучшаются условия труда животноводов, а его производительность возрастает в 3…5 раз. Затраты на модернизацию, в зависимости от состояния реконструируемых зданий и инфраструктуры фермы, окупаются в течение 4…5, на строительство новой фермы – в течение 7…8 лет.
Список литературы
1. Хазанов Е.Е. Методология формирования технологий содержания и обслуживания крупного рогатого скота.// Сб.науч.тр. ВНИИМЖ, т.17, ч.2. Подольск, 2007 г.