Проектування технологічної лінії приготування кормів (2год.)

Мета роботи: Засвоїти методику проектування технологічної лінії приготування кормів для тварин (птиці) тваринницького підприємства.

 

1 Загальні відомості

 

Науково встановлено і підтверджено практикою, що найбільший ефект отримують від згодовування тваринам та птиці кормів у вигляді сумішей різних компонентів, які забезпечують повний набір незамінних поживних речовин. Склад кормових сумішей диктується раціоном годівлі, який складають окремо для кожної фізіологічної та вікової групи тварин чи птиці з урахуванням їх потреб.

У складі тваринницького підприємства повинні бути кормоприготувальні об'єкти, призначені для приймання, нагро­маджування й обробки кормової сировини, приготування та видачі кормових сумішей у необхідній кількості (відповідно до разової норми) і в чітко визначений час (безпосередньо перед годівлею за встановленим розпорядком дня ферми).

Зоотехнічні вимоги до приготування кормових сумішей наступні [10]:

- збирання кормових культур виконувати в фазу їх найбільшої поживної цінності;

- допустиме забруднення окремих видів кормів: землі – (1..2)%, піску – (0,3…1)%, не гострі металеві домішки розміром до 2 мм – 30 мг на кілограм корму, насіння отруйних трав – 0,25%;

- оптимальна крупність подрібнених часток в міліметрах залежно від виду кормів та біологічного виду тварин (птиці) така:

 

Вид тварин	Вид кормів
стеблові	коренебульбо- плоди	концентровані
грубі	соковиті
ВРХ	30…50	30…50	10…15	1…1,8
Свині	1…2	5…10	5…10	0,2…1
Птиця	1…2	2…4	2…4	1,8…2,6

 

- вологість кормових сумішей: для ВРХ – до 75, для свиней – до 80%;

- рівномірність змішування не менше: для ВРХ – 80, для свиней –90%.

Вихідні дані до проектування лінії приготування кормів наступні: вид тварин чи птиці, структура стада і т_j - поголів’я тварин (птиці) j -ї фізіологічної та вікової групи; добовий раціон годівлі тварини (птиці) j -ї вікової та фізіологічної групи; q_ij – добова норма видачі i -го виду корму на одну голову j -ї групи тварин (птиці), кг/гол., згідно раціону і його характеристика (щільність, відносна вологість тощо); К – прийнята кратність годівлі тварин (птиці); зоотехнічні вимоги до приготування кормових сумішей.

Необхідно, проектуючи технологічну лінію приготування кормів, відповідно до вихідних даних вирішити такі окремі задачі:

- прийняти технологію приготування кормової суміші;

- визначити продуктивність лінії приготування кормів і вибрати відповідний комплект обладнання кормоцеху;

- визначити продуктивність кожної технологічної лінії з підготовки окремих компонентів до згодовування, які входять до складу кормоцеху, і перевірити відповідність обладнання цих ліній за продуктивністю.

 

2 Обґрунтування і вибір технології кормоприготування

 

Вибір варіанта кормоцеху, структури його технологічних ліній визначають виробничим напрямом та розмірами ферми, складом кормових раціонів, способами підготовки до згодо­вування окремих компонентів і зоотехнічними вимогами щодо показників якості їх обробки, номенклатурою машин й обладнання, що випускає промисловість.

Процес кормоприготування полягає у виконанні техно­логічних заходів (дій, операцій), спрямованих на кормову сировину, яку обробляють, з метою надання їй нових вла­стивостей. Стосовно конкретних видів кормів багаторічним досвідом, а також науковими дослідженнями визначені раціо­нальні технологічні заходи (рис.1) [10]. Деякі з них є обов'яз­ковими для більшості видів кормової сировини (наприклад, очищення, подрібнення). Крім того, для найефективнішого використання кормових ресурсів (годівля тварин повнораціонними збалансованими кормовими сумішами) обов'язковими є також операції дозування та змішування.

При виборі технології кормоприготування і відповідного варіанта кормоприготувального об'єкта доцільно дотримува­тися таких рекомендацій [10]:

- готувати повнораціонні кормові суміші з різних компонентів без їх термічної, хімічної або біологічної обробки. В такому цеху кормові компоненти перед годівлею лише очищають, подрібнюють і змішують. Це найпростіша технологія кормо­приготування, яку рекомендують для тих господарств, де корми доброякісні і не потребують спеціальної обробки;

- готувати кормові суміші із застосуванням теплової об­робки окремих або всіх компонентів. Завдяки такій обробці зіпсовані корми знезаражують, покращують їх поїдання. Таку технологію застосовують у разі використання недоб­роякісних, пліснявілих кормів (наприклад, харчові відходи) або при згодовуванні великій рогатій худобі значної кількості грубих (солома) кормів чи свиням – бульбоплодів;

- готувати кормові суміші з використанням хімічної, баротермічної, ультрафіолетової чи інфрачервоної або іншої радикально активної обробки кормів. За такою технологією обробка (наприклад, грубих кормів хімічними розчинами, запарюванням під високим тиском, активним промінням) за­безпечують розкладання клітковини (лігніну) і завдяки цьому підвищують засвоєння поживних речовин та енергетичну цінність корму. Цей варіант помітно ускладнює технологію і технічне оснащення кормоцеху і пов'язаний із значними додатковими матеріальними витратами на його будівництво та експлуатацію. Його рекомендують лише в окремих випадках для господарств, де грубі корми (в першу чергу солома) становлять значну частку в раціонах худоби.

 

 

Рис. 1. Найпоширеніші технологічні схеми підготовки до згодовування основних кормових компонентів

 

Базовою технологічною операцією, що визначає продуктивність всього процесу кормоприготування, є змішування, яке можуть здійснювати за порційним або потоковим прин­ципами. Перший варіант дозволяє реалізовувати такі технології кормоприготування, в структурі яких є операції, що потребують тривалої експозиції (наприклад, запарювання кормів або підігрівання їх взимку, хімічна чи термохімічна обробка грубих кормів).

Прикладом порційного приготування кормових сумішей є типовий кормоцех для свиней (рис. 2). Такий варіант кормоцехів дещо поступається перед потоковим кормоприготуванням за продуктивністю, а також питомими показни­ками енерго- та металомісткості процесу, проте покращує якість обробки кормів, рівномірність їх змішування.

 

 

 

 

Рис. 2. Структурно-технологічна схема кормоцеху для свиноферми:

1 – живильник стеблових кормів; 2 – подрібнювач стеблових кормів; 3 – живильник коренебульбоплодів; 4 – установка для обробки коренебульбоплодів; 5 – дозатор соковитих кормів; 6 – бункер сухих кормів; 7 – дозатор концентрованих кормів; 8 – завантажувальний конвеєр: 9 – обладнання для приготування поживних розчинів; 10 – запарник-змішувач; 11 – розвантажувальний конвеєр; 12 – похилий транспортер

 

Потоковість процесу кормоприготування забезпечують кормо­цехи безперервної дії (рис. 3.). Існує два варіанти кормоцехів такого типу:

- на базі подрібнювача-змішувача, в якому кормові компоненти (грубі корми, коренебульбоплоди) одночасно із змішу­ванням додатково подрібнюють;

- на базі змішувача, до якого компоненти надходять по­передньо подрібненими до потрібного розміру.

Перший варіант дещо простіший у конструктивному відно­шенні, потребує меншого набору машин і дешевий, проте поступається перед другим за якістю обробки (подрібнення) і змішування кормів.

Перспективні також технології приготування сумішей для великої рогатої худоби за допомогою мобільних змішувачів-кормороздавачів, а на свинарських фермах – приготування в стаціонарних змішувальних відділеннях і транспортування рідких сумішей в годівниці по трубах.

Змішувальні відділення й мобільні змішувачі-кормороздавачі дозволяють використовувати вагове дозування компо­нентів раціону та при необхідності збільшувати експозицію з метою зниження нерівномірності суміші. Дослідження свідчать, що мобільні змішувачі-кормороздавачі за техніко-економічними показниками переважають

стаціонарні комплекти обладнання і можуть застосовуватись при будь-яких добових об'ємах приготування кормів на фермах. Особливість змішувальних відділень – приготування кормосумішей з готових компо­нентів (наприклад, комбікорм і вода).

 

 

 

Рис. 3. Структурно-технологічна схема кормоцеху для великої рогатої худоби: 1, 2 – живильники-дозатори стеблових кормів; 3 – бункер-живильник коренебульбоплодів; 4 – бункер сухих кормів; 5 – конвеєр-живильник; 6 – дозатор концентрованих кормів; 7 – мийка-подрібнювач коренеплодів; 8 – дозатор соковитих кормів; 9 – обладнання для приготування поживних розчинів; 10 – збірний конвеєр; 11 – змішувач (подрібнювач-змішувач); 12 – розвантажувальний транспортер

 

Кормоприготувальні агрегати – це комбіновані машини, які виконують кілька технологічних операцій. Їх застосовують у випадках спрощеної схеми приготування кормів та обмеженої кількості компонентів. Порівняно з кормоце­хами і змішувальними відділеннями вони дають змогу зменшити капіталовкладення, мають значно менші показники енер­гоємності, проте не дозволяють реалізовувати складніші тех­нологічні схеми приготування кормів.

 

2 Вибір кормоцеху

 

Основна рекомендація при вирішенні цього завдання – вибирати уже існуючий типовий проект кормоприготувального цеху. Вибір кормоцеху виконують з умови, що продуктивність кормоцеху повинна дорівнювати або трішки перевищувати продуктивність технологічної лінії приготування кормосуміші, яку розраховуємо за вихідними даними, тобто повинно справджуватись співвідношення

 

Q_ц ≥ Q_р, т/год., (1)

 

де Q_ц – продуктивність кормоцеху, що вибираємо, за його технічною

характеристикою, т/год.;

Q_р – продуктивність технологічної лінії приготування кормів за

розрахунками, т/год.

Розрахункову продуктивність технологічної лінії приготування кормів визначимо за формулою

 

Q_р = , т/год., (2)

 

де G – добова кількість кормосуміші, яку необхідно приготувати в

кормоцеху згідно завдання, т;

K – кратність приготування кормосумішей кормоцехом на протязі

доби за завданням. За звичай при дворазовій годівлі К = 2, при

при триразовій – К = 3;

T – максимально допустима тривалість роботи кормо­цеху при

виконанні разового обсягу роботи, год.

Добову кількість кормосуміші, яку необхідно приготувати в кормоцеху, підрахуємо за виразом

 

, т, (3)

 

де k – коефіцієнт, який враховує підвищення вологості кормосуміші

шляхом додавання до неї поживних розчинів або води;

G_і - добова витрата і -го виду кормів, що входять до складу

кормосуміші, т;

s - кількість видів кормів, що входять до складу кормосуміші.

Значення коефіцієнта, який враховує підвищення вологості кормосуміші за рахунок додавання до неї поживних розчинів або води, розраховують так:

 

(4)

 

де W_с - задана рецептом вологість кормової суміші, %;

W_ф - фактична вологість кормової суміші, тобто без додавання до неї

поживних розчинів або води, %. Значення її визначають за

виразом

W_і – вологість і -го компонента кормової суміші, %. Для розрахунків

приймають вологість: концентрованих кормів 13, силосу – 65,

трав'яного борошна – 14, сіна і соломи – 18, зеленої маси – 75 %,

коренебульбоплодів – 80;

q_ij – добова норма видачі i -го виду корму на одну голову j -ї групи

тварин (птиці) згідно вихідних даних, кг/гол. Приймаємо відповідно

до вибраного кормового раціону з [1-3,4,6-9,12-16].

Додамо, що для сумішей, вологість яких не підвищують додаванням води або поживних розчинів (для ВРХ, комбікорм), k_с = 1,0.

Добову витрату і -го виду корму, що входить до складу кормової суміші визначимо з формули

(5)

де т_j –поголів’я тварин (птиці) j -ї фізіологічної та вікової групи за

вихідними даними, гол.;

n – кількість статево-вікових груп тварин, що утримуються на

фермі згідно структури стада.

З урахуванням формул (4) і (5) вираз (3) для розрахунку добової кількості кормосуміші, яку необхідно приготувати в кормоцеху набуде вигляду

 

т. (6)

 

Кількість поживного розчину або води, яку необхідно додати до кормової суміші для доведення її вологості до заданої нор­ми обчислимо за виразом:

 

т, (7)

 

де G_в, – кількість поживного розчину або води, які потрібно додати у

кормову суміш для доведення її вологості до заданої, т;

W_в – вологість поживного розчину або води, які додають у кормову

суміш, %.

Тривалість разової обробки кормів T (формула (2)), що швидко псуються, наприклад, коренебульбоплоди, не по­винна перевищувати 1,5 - 2 год. В інших випадках або у разі приготування та роздавання кормів за зміщеним графіком тривалість роботи технологічних ліній і кормоцеху можна збільшувати, наприклад, для комбікормового цеху – до однієї, двох чи трьох змін.

Для особливо потужних тваринницьких підприємств може трапитись, що серед існуючих типових кормоцехів немає таких, які задовольняли б співвідношення (1). В такому разі потрібно запаралелити декілька типових кормоцехів, потрібна кількість яких складе

 

N_ц = . (8)

 

Отриманий результат округлюємо в більшу сторону.

 

3 Вибір машин та обладнання кормоцеху. Перевірка відповідності обладнання окремих ліній кормоцеху

 

У загальному вигляді кормоприготувальний цех складається з окремих технологічних ліній з підготовки кожного компоненту раціону (стеблових (грубих, соковитих) кормів, коренебульбоплодів, концентрованих, поживних домішок тощо) та лінії змішування компонентів, тобто

 

z_ц = z_к + 1, (9)

 

де z_ц – кількість технологічних ліній у кормоцеху;

z_к – кількість компонентів у кормовій суміші за раціоном.

Одиниця в формулі (9) враховує наявність у цеху лінії змішування.

Вибір машин та обладнання тієї чи іншої технологічної лінії кормоцеху з підготовки і-го компоненту до згодовування виконуємо за співвідношенням

 

Q_ji ≥ Q_{р і} , т/год., (10)

 

де Q_мji – паспортна продуктивність j -ї машини i -ї технологічної лінії

кормоцеху т/год., приймаємо за технічною характеристикою;

Q_{р і} – продуктивність і -ї технологічної лінії підготовки до

згодовування і-го компоненту, т/год.

Продуктивність кожної технологічної лінії кормоцеху визначають за виразом:

 

т/год., (11)

 

де G_і - добова витрата і -го виду корму, що входить до складу кормової

суміші, за виразом (5);

Т_і – тривалість обробки і -го виду корму або приготування

(змішування) кормової суміші, год.

Необхідну кількість машин п _м вибраної марки визнача­ють за відношенням:

 

(12)

 

де Q_м – продуктивність вибраної машини за її характеристикою, кг/год.

При одержанні результату з дробом доцільно повернутися до аналізу рівняння (6). Якщо є можливість, змінюють тривалість роботи технологічної лінії так, щоб зменшити кількість машин у лінії.

Результати розрахунків кількості машин та обладнання в технологічних лініях кормоцеху зводять до таблиці 2.

Якщо в технологічній лінії змішування використовують змішувачі періодичної дії, їх кількість п_м визначають за формулою:

 

(13)

 

де G_мах – маса максимальної разової даванки суміші корму, кг;

ρ_сум – об'ємна маса кормової суміші, кг/м³;

V – місткість вибраного змішувача, м³;

β_з – коефіцієнт запов­нення змішувача, β_з = 0,7-0,8;

і _ц – кількість циклів змішу­вання в одному агрегаті.

Об'ємна маса кормосуміші – це середньозважений по­казник, який становить:

 

(14)

де ρ_сум – об'ємна маса і-го компонента суміші, кг/м³.

Кількість циклів змішування і _ц залежить від тривалості циклу приготування однієї порції кормової суміші та допу­стимого часу роботи лінії

 

(15)

 

Тривалість циклу приготування однієї порції кормової суміші становить:

(16)

 

де t_з – час завантаження змішувача, год.;

t_зм – час змішування із запарюванням; для нашої суміші год.;

t_р – час розвантаження змішувача, год.

Тривалість завантаження, а також розвантаження змішувача зумовлюється продуктивністю відповідних транспортерних за­собів і дорівнює:

(17)

 

де Q_з, Q_р – продуктивність завантажувального та розван­тажувального

транспортерів, кг/год.

 

Таблиця 2

Ррезультати розрахунку потрібної кількості

машин та обладнання кормоцеху

 

Назва технологічної лінії та операції	Qрі, т/год.	Марка вибраної машини	Qм, т/гол.	nм, шт..	Примітка

 

 

Зміст звіту

Розробити проект технологічної лінії приготування кормів згідно індивідуального завдання (увага! Завдання взяте з практичної роботи (№ 2).

 

Індивідуальні завдання до практичної роботи № 9

№ за списком	Напрямок ферми	Валова продукція т\рік	Спосіб утримання
	Молочний	2000 т. молока	Прив’язний
	Молочно-м′ясний	2000 т. молока	Безприв’язний на глиб. підстилці
	Репродукторний	2000 т. молока	Боксовий
	Відгодівельний	1350 т. м′яса	Самостійно
	Молочний	2400 т. молока	На глиб. підстилці
	Молочно-м′ясний	2400 т. молока	Прив’язний
	Репродукторний	2400 т. молока	Боксовий
	Відгодівельний	900 т. м′яса	Самостійно
	Молочний без власного ремонту стада	3000 т. молока	Боксовий
	Молочний, реалізація молодняку в 20-денному віці	3000 т. молока	Прив’язний
	Молочний, реалізація молодняку в 3-місячному віці	3000 т. молока	На глиб. підстилці
	М′ясо-молочний, реалізація молодняку в 6-місячному віці	3000 т. молока	Боксовий
	М′ясний, реалізація молодняку в 12 місяців	3600 т. молока	На глиб. підстилці
	Молочний	3600 т. молока	Прив’язний
	Молочно-м′ясний	3600 т. молока	Боксовий
	Репродукторний	3600 т. молока	На глиб. підстилці
	Відгодівельний	1000 т. м’яса	Самостійно
	Молочний з власним ремонтом	4000 т. молока	Прив’язний
	Молочний, реалізація молодняку в 20-денному віці	4000 т. молока	Боксовий
	Молочний, реалізація молодняку в 3-місячному віці	4000 т. молока	На глиб. підстилці
	М′ясо-молочний, реалізація молодняку в 6-місячному віці	4000 т. молока	Боксовий
	М′ясний, реалізація молодняку в 12 місяців	2000 т. молока	Боксовий
	Відгодівельний	220 т. м′яса	Самостійно
	Відгодівельний	90 т. м′яса
	Молочний	40 т. молока
	М'ясо молочний	40 т. молока
	М'ясо молочний	80 т. молока
	Відгодівельний	1350 т. м′яса
	Молочний	80 т. молока
	Молочний	90 т. молока

 

 

 

ПРАКТИЧНА РОБОТА №10