Проект комплексной механизации молочной фермы на 200 коров с беспривязно групповым способом содержания на глубокой подстилке

ФГОУ ВПО

Санкт-Петербургский  Государственный Аграрный Университет

 

 

Кафедра механизации  производства и переработки продукции  животноводства

 

 

 

Проект  комплексной механизации молочной фермы на 200 коров с беспривязно  групповым способом содержания на глубокой подстилке.

 

 

                                                                    Работу выполнил:                       

                                                                                Студент зооинженерного 

                                                                                факультета    

                                                                                     Группы 5211 Шляпина М.В.

                                                                   Работу проверил:

                                                                             Проф. Каф.МП и ППЖ

                                                                             Калюга В.В.

 

 

 

Санкт-Петербург  – Пушкин.

2009г.

 

 

Содержание:

 

Введение;

I раздел. Обоснование проектируемой технологии;

 

II раздел. Технологическая часть проекта;

 

2.1. Расчет поголовья, определение  количества скотомест;

 

2.2. Расчет производственной программы.  Определение годового выхода  продукции;

 

2.3. Расчет суточной и годовой  потребности в кормах, обоснование  выбора технических средств для  раздачи кормов;

 

2.4. Расчет потребности в воде  и выбор технических средств  для водоснабжения и автопоения;

 

2.5. Расчет суточного и годового  выхода навоза;

 

2.6. Расчет потребности в подстилке  и техническое решение для  внесения подстилки;

 

2.7. Выбор технических средств  для доения коров;

 

2.8. Расчетная техническая схема  основного производственного здания  и определения его размеров;

 

2.9. Расчет микроклимата;

 

III раздел. Генеральный план животноводческого предприятия;

 

3.1. Зонирование территории предприятия;

 

3.2. определение основных размеров  вспомогательных зданий и сооружений;

 

IV раздел. Технико-экономическая оценка проекта;

 

4.1. Пооперационная техническая  карта производства молока;

 

4.2. Определение себестоимости производства  продукции;

 

4.3. Определение стоимости реконструкции  животноводческого предприятия;

4.4. Определение прибыли производства;

 

4.5. Определение рентабельности  производства;

 

4.6. Определение срока окупаемости  капитальных вложений;

 

4.7. Определение удельных технико-экономических  показателей;

 

V раздел. Охрана труда и техника безопасности на проектируемом предприятии;

 

VI раздел. Охрана окружающей среды;

 

Заключение;

 

Список используемой литературы

Ведение

Скотоводство  является превалирующей отраслью животноводства. Это обусловлено тем, что крупный  рогатый скот дает более 99 % молока и  около 50 % говядины - главных животноводческих продуктов питания населения  нашей планеты. Увеличение производства высококачественных продуктов скотоводства - проблема с годами, не теряющая своей  актуальности, а все больше приобретающая  значение как с ростом населения  нашей планеты, в частности нашей  страны, так и удовлетворения потребности  человечества в продуктах питания. В связи с этим развитию этой отрасли  придается большое народнохозяйственное значение.

Темпы роста  продукции скотоводства в основном определяются общим экономическим  и социальным развитием каждой отдельно взятой страны и состоянием в них  сельскохозяйственного производства. До 1990 г. в большинстве стран увеличение численности крупного рогатого скота  происходило при значительном повышении  интенсивности его использования, в результате темпы роста производства молока в 2,5 раза опережали рост поголовья. В период 1991-1993 гг. во многих странах  появилась тенденция сокращения скота особенно молочных коров, а  в Европе это явление началось несколько раньше. Но в то же время  продолжалось повышение продуктивности животных и, как следствие, производство скотоводческой продукции стабилизировалось, а в некоторых странах оно  даже возросло.

По последним  данным ФАО, численность скота в  мире стала медленно увеличиваться, однако производство молока, пока еще  не достигло уровня 1990 г.

1. Обзор  литературы

 

От  правильного, хорошего содержания во многом зависит получение максимальной, высокого качества молочной и мясной продукции. Наиболее широко практикующимся способом содержания молочного скота  до последнего времени было привязное  содержание. При таком содержании коровы выдаивались вручную или  при помощи переносных доильных аппаратов  непосредственно в стойлах. Телята профилактического периода содержались  в отдельных клетках. Так же зимой  животные находятся в стойлах  на привязи, а летом - на выгульных  площадках. Этот способ содержания коров  требует больших затрат труда  и денежных средств, однако при привязном  способе содержания возможно нормированное, индивидуальное и групповое кормление  коров в стойлах, экономичное  использование кормов и подстилки, возможность ухода за каждым животным.

Но, в связи, с изменением характера  работ на животноводческих фермах: внедрением в производство механизированных и автоматических приёмов работы, увеличением числа животных, содержащихся в одном помещении, сложилась  новая система - беспривязное содержание. Этот способ характеризуется тем, что  животные содержаться без привязи  в помещениях, а в южных районах - в помещениях полуоткрытого типа. Особенность этой системы содержания скота - свободный доступ к грубым кормам и к силосу, поят коров  из групповых автопоилок. Ликвидация в коровниках кормовых и навозных отходов увеличивает вместимость  помещений и позволяет на тех  же площадках содержать большее  количество животных. При боксовом содержании коровы сами в определенное время идут к кормушкам и на доильную установку. Благодаря этому  резко сокращаются затраты ручного  труда, а производительность труда  обслуживающего персонала в 3 - 5 раз  выше, чем при привязном содержании. Данная система обеспечивает минимальные  затраты труда при производстве большого количества молока. Беспривязный способ содержания животных позволяет  упростить процессы обслуживания скота, уменьшить количество необходимой  техники и снизить себестоимость  продукции. Так же, как правило, резко  повышается производительность труда  обслуживающего персонала.

  При групповом способе содержания  скота на одно животное предусматривают  среднюю площадь помещения, м2 : для коровы – 4…5, молодняка – 2…3, телят 3-месячного возраста – 1…2, телят в возрасте 3…6 мес (в боксах) – 1,5, коров и нетелей в стойле – 1,7…2,3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Специальная  часть. Собственные расчеты и  проектирование

2.1. Характеристика хозяйства и стада  крупного рогатого скота

             В соответствии с ведомственными нормами технологического проектирования предприятий крупного рогатого скота (ВНТП1 – 96) определяем количество животных различных половозрастных групп на ферме по формуле:

 

nci = nk × kpi, (1)

             где nci – количество скотомест в помещениях для содержания различных половозрастных групп крупного рогатого скота;

                    nk - количество проектируемых коров на ферме;

                    kpi – расчетный коэффициент для различных половозрастных групп животных.

Таблица 1. [2]

 

Группы животных

kpi с 90% коров

1. Коровы

1,00

В том числе:

- дойные

0,75

- сухостойные

0,13

-новотельные и глубокостельные 

(в родильном помещении)

0,12

2. Нетели (за 2 – 3 месяца до отела)

0,12

3. Телята профилакторного периода

(до 14-20 дневного возраста)

0,06

ИТОГО:

1,18




 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nci дойные = 200 × 0,75 = 150

nci сухостойные = 200 × 0,13 = 26

nci новотельные = 200 × 0,12 = 24

nci нетели = 200 × 0,12 = 24

nci телята = 200 × 0,06 = 12

nci итого = 200 × 1,18 = 236

 

Примечания:

 

  1. Коэффициент kp = 12 для расчета количества мест в родильном отделении, определен исходя из условий получения 60% отела в одном полугодии и 40% в другом. При равномерных отелах этот коэффициент может быть измене до 0,1;
  2. Коэффициент kp = 0,06 для расчета количества мест в профилактории, определен из получения 60% отела в одном полугодии 40% в другом, и содержании телят в профилактории до 15 дней. В случае увеличения срока этот коэффициент нужно принимать в соответствии с расчетом.

 

 

 

    1. Технология производства продукции скотоводства

 

        

                Выход продукции:

Qмолоко = М × Gгод × К, (2)

 

                 Где М – поголовье животных  на ферме;

                 Gгод - годовой надой на одну корову, кг;

                  К – коэффициент, учитывающий  сухостойность коров.

  Ферма распологает черно-пестрым  скотом голландской породы. Надой  за лактацию составляет 5400 кг.

                 Qмол = 200 × 5400 × 0,7 = 756000 кг.

Доение производиться на молочной площадке типа  тандем.

Мощность = nk × k,(3)

                Где nk – количество голов;

                K – расчетный коэффициент для структуры стада 90 %

                 200 × 1,18 = 236

 

 

    1. Расчет суточной и годовой потребности в кормах и выбор технических средств для раздачи кормов.

Суточный  набор кормов, обеспечивающий потребность  животных в питательных, минеральных  и биологически активных веществах  в зависимости от их продуктивности и физиологического состояния должен содержать все необходимые питательные  вещества.

 

Рацион  дойных коров (таблица .2) [3]

 

Вид корма

Зима

Лето

Силос

12

 

Корнеплоды

10

 

Концентрированные корма

2,7

2,7

Сено

7,4

 

Зеленая масса

 

30

Грубые корма

 

2


 Рацион  нетелей и сухостойных коров  (табл. 3)

 

Вид корма

Зима

Лето

Силос

8,5

 

Сено

8

 

Сенаж

3,6

 

Концентрированные корма

1,8

1

Корнеплоды

3,5

 

Зеленая масса

 

21


 

Рацион  новотельных и глубокостельных  коров (табл. 4)

 

Вид корма

Зима

Лето

Грубые корма

4

3,5

Силос

6,3

 

Корнеплоды

8

 

Концентрированные корма

3,4

2,2

Зеленая масса

 

7


 

 

Рацион телят  профилакторного периода (до 14-20 дневного возраста)состоит из суточной доли молока 5,7 кг.

 

Расчет суточной и годовой потребности в кормах: [4]

 

Qн = m1×a1 + m2×a2 +… mi×ai = m×a, (4)

 

Где m - количество животных в группе;

ai – масса корма в сутки;

m1 – дойные коровы

m2 – нетели и сухостойные коровы;

m3 – новотельные и глубокостельные коровы

 

Qн(силос) = 150×12 + 50×8,5 + 24×6,3 = 2376

Qн(сенаж) = 50×3,6 = 180

Qн(зеленая масса) = 150×30 + 50×21 + 24×7 = 5718

Qн = 2376 + 180 + 5718 = 8274

Qсут(концентрированные корма) = 150×2,7 + 50×1,8 + 24×3 =567

Qсут(корнеплоды) = 150×10 + 50×1,8 + 24×3 = 1662

Qсут(грубые корма) = 150×7 + 24×4 + 50×8 = 1546

Qсут = 567 + 1662 + 1546 = 3775

 

Годовая потребность  данного вида корма:

Рг = Рс × t × К, (5)

 

Где Рс  - суточный расход корма в летний и зимний период;

t- продолжительность потребления в летний и зимний период данного вида корма, сут;

К – коэффициент учитывающий потери кормов при хранении и транспортировки корма.

К сено = 1,1;

К сенаж = 1,1;

К силос = 1,1;

К корнеплоды = 1,03;

К грубые корма = 1,01;

К зеленая масса = 1,5;

             К комбикорм = 1,01.

 

Рг сено =  1308×200×1,1 = 287760кг = 288т.

Рг сенаж = 93,6×200×1,1 = 20592 кг = 21т.

Рг силос = 2172,2×200×1,1 = 477884 кг = 477т.

Рг корнеплоды = 1783×200×1,03 = 367298 кг = 367т.

Рг грубые корма = 480×200×1,01 = 96960 кг = 97т.

Рг зел.масса = 5214×165×1,5 = 1290465 кг = 1290т.

Рг молоко = 12×365 = 4380кг = 4,3т.

Рг комбикорм = 1017×0,5×1,01 = 513кг.

 

Суточное  Qоб = Ʃ Qсут i + Qн = 3775 + 8274 = 12049

Годовое Qг = Qоб × Д,

Где Д –  длительность периода кормления  животных в течение года на ферме, сут., с учетом рациона кормления

 

Qг = 12049 × 365 = 4397885 кг

 

Для раздачи  кормов на фермах используют разнообразные  по принципу действия и конструкции  кормораздатчики. К машинам для  раздачи кормов предъявляют сложный  комплекс требований, в том числе:

- зоотехнические  – равномерность и точность  раздачи кормов, их дозировка  индивидуально каждому животному  или группе животных, бесшумность  в работе, исключение загрязнения  корма, расслаивания его по  фракциям, травмирования животных  и птицы;

- технико-экономические  – универсальность в раздаче  различных по виду и консистенции  кормовых продуктов, долговечность  и высокая надежность машины  в работе, малая энергоемкость  и металлоемкость, удобство и  безопасность в эксплуатации, автоматизация  выполняемых рабочих процессов.

 

При данном способе содержания, нам подходит кормораздатчик тракторный универсальный  КГТУ – 10А(рис 1): [5]

 

Кормораздатчик  тракторный универсальный КГТУ – 10А: 1 - блок битеров; 2 -днище (основание кузова); 3 - боковой борт; 4 - ходовая часть; 5, 6 -продольный и поперечный транспортеры; 7 - привод раздатчика с карданом; 8 - спица.

 

Предназначен  для выполнения следующих работ: приема, транспортировки и дозированной раздачи измельченных кормов и кормовой смеси животным; перевозки различной  продукции с выгрузкой назад; дозированной подачи кормов к внутрифермерким  стационарным кормораздатчикам и к  средствам загрузки кормохранилищ.

Техническая характеристика КГТУ – 10А: грузоподьемность 3500кг, вместимость кузова 10 м³, транспортная скорость 28 км/ч, рабочая скорость 1,89 – 3,22 км/ч, минимальная ширина проезда 2000 мм, подача линейная на одну сторону  5,2 – 72 кг/м пог., подача линейная на 2 стороны 2,6 – 3,6 кг/м пог., отклонение от заданной нормы выдачи не более ± 15%, масса 2200 кг.

 

 

    1. Расчет потребности в воде и технический выбор средств для водоснабжения и автопоения животных.

 

 

Для выбора размеров и параметров сооружений системы водоснабжения  необходимо знать характер и количество потребителей, нормы суточного расхода  воды. А также режим ее потребления  в течение суток.

Среднесуточный расход воды, л/сут, на ферме

QСр.сут = q1×n1+q2×n2+…qm × nm , (6)

Где qm – среднесуточная норма потребления воды одним потребителем, л;

       nm – количество потребителей;

       q1 – норма потребления воды дойных коров, л;

       q2 - норма потребления воды сухостойных коров, л;

       q3 – норма потребления воды новотельных и глубокостельных коров, л;

       q4 – норма потребления воды нетелей, л;

       q5 – норма потребления воды телятами, л;

       n1 - количество дойных коров;

       n2 – количество сухостойных коров;

       n3 – количество новотельных и глубокостельных коров;

       n4 – количество нетелей;

       n5 – количество телят.

QСр.сут = 100×150 + 40×26 + 110×24 + 60×24 + 20×12 = 12860 = 12,8 м³

Qгод = 12860×365 = 469390л = 4694 м³

Максимальный расход:

Qmax.сут. = Ксут × QСр.сут, (7)  [4]

 

Где Ксут - коэффициент суточной потребности, (Ксут = 1,3)

       QСр.сут - Среднесуточный расход воды, л/сут, на ферме

Qmax.сут. = 1,3× 12,8 = 16,6 м³

Среднечасовой расход воды:

QСр.ч. = Qmax.сут / 24, (8)

Где Qmax.сутмаксимальный расход воды в сутки

QСр.ч. = 16,6 / 24 = 0,7 м³

Секундный расход воды:

Qсек.расх. = Qmax.час./ 3600, (9)

Где Qmax.час – максимальный расход воды в час

Qсек.расх. = 0,7/ 3600 = 0,0002 м³

 

Исходя из максимального часового расхода воды выбираем насос, способный  обеспечить ферму водой. Это будет  вихревой насос – ВКС-1/16.(рис 2) [6]

 

Техническая характеристика. ( табл. 5)

Марка

ВКС-1/16

Подача

2-4 м3

Давление

0,4-0,45 мПа

Высота всасывания

6,0 м

Частота вращения, мин

1450

Мощность, кВт

1,5

Масса, кг

26


 

Вихревые насосы засасывают жидкость без предварительного заполнения всасывающего трубопровода перекачиваемой жидкостью. Они отличаются от центробежных конструкцией рабочего колеса, вследствие чего уменьшаются  потери энергии в рабочей камере. В равном скоростном режиме они создают  в 3 – 5 раз больший напор, чем центробежные. При повторном запуске не требуют  залива водой, т.е. являются самовсасывающим.

Для поения животных используют групповую  поилку АГК – 4А. Она имеет ряд преимуществ: животное в любое время могут потреблять воду, гажимая мордой на клапан, вода начинает поступать в поилку, при отпускании клапана вода автоматически прекращает поступать в поилку, вода всегда свежая и не загрязненная кормом, в холодное время вода подогревается.

 

Автопоилка АГК – 4А с водоподогревом (рис .3): [6]

 

 

1 - корпус; 2 - утеплительная труба; 3 - стояк; 4 - теплоизоляция; 5 - нагреватель; 6 -блок  заземления; 7 - терморегулятор; 8 - разделитель; 9 - поплавково-клапанный механизм; 10 -клапан; 11 - крышка; 12 - поильная чаша; В - водоподводящая труба; Д-диэлектрическая  вставка.

 

Автопоилка предназначена для  поения крупного рогатого скота на выгульно-кормовых площадках при  беспривязном содержании. Зимой вода в автопоилке нагревается воздушным  электронагревателем, расположенным  под поильной чашей. Температура  воды поддерживается  в пределах 5…14ºС. Давление, нагнетаемое насосами, соответствует давлению автопоилки в водопроводной сети, соответственно 0,37 – 0,09 мПа 420 – 350 кПа.

Техническая характеристика групповой автопоилки АГК - 4А (табл. 6)

 

Ёмкость чаши, м3

0,006

Размеры, м:

 

Длина

0,92

Ширина

0,77

Высота

0,50

Масса, кг

46,0

Обслуживающий персонал, чел

-


 

Для поения новотельных коров в  родильном отделении используют индивидуальную стационарную автопоилку.

 

2.5 Расчёт  суточного и годового выхода  навоза и выбор технических

средств для навозоудаления.

На животноводческих комплексах в сутки накапливается  огромное количество навоза, которое  необходимо удалить, а затем обеспечить соответствующее его хранение, переработку  и использование в качестве удобрения. 
Жидкий навоз представляет собой смесь твердых и жидких фракций экскрементов животных, технической сливной воды и отходов корма. [3]

 

Средние нормы выхода кала и мочи (на одну голову) в сутки (табл.7):

 

Группа  Животных

Кал, кг

Моча, л.

Всего

Коровы

38

17

55

Нетели

20

5

27

Телята

5

2,5

7,5


 

Средняя влажность экскрементов для коров молочных пород 88%, молодняка 86%. 
Суточный выход жидкого навоза от одного животного вычисляют по формуле:

qэк.сут = qэ + Вт (11),

где 
qэ – суточный выход экскрементов (кал, моча) от одного животного (кг), 
Вт – количество технической воды в расчете на 1 животное в сутки, кг (Вт = 2-5 кг)

qэк.сут.коров=55+2=57кг/сутки 
qэк.сут.нетели=27+2=29кг/сутки 
qэк.сут.телята =7,5+2=9,5 кг/сутки

Расчёт среднесуточного выхода навоза (кг):

Qэк.сут  = qэк.сут. × N (12),

 

где 
qэк.сут - суточный выход навоза от группы животных, кг, [4] 
N – количество животных в группе, гол.

Qэк.сут.коров = 57( 150 + 26 + 24)=11400 кг/сут. 
Qэк.сут.нетели = 27 × 24 = 648 кг/сут.

Qэк.сут.телята =  7,5 × 12 = 90 кг/сут. 
Qэк.сут.общее = 11400 + 648 + 90 = 12138 кг/сут.

Расчет годового выхода навоза ведется  только за стойловый период, так  как за пастбищный период навоз теряется. Стойловый период составляет 200 дней. 
Общий годовой выход навоза определяют по формуле:

Qобщ.  = Qэк.сут.об  × 200дней (13),

Qобщ =  12138 × 200 = 2427600 кг = 2427,6 т.

Для уборки навоза используют мобильные  средства. На проектируемой ферме  удаление навоза будет осуществляться трактором с бульдозерной навеской БН-1. [6]

Схема бульдозерной навески БН – 1(рис. 3)

 

Показатели БН-1: 
Производительность, т/ч 41,0; 
Ширина отвала, мм 2000; 
Высота отвала, мм 680; 
Габаритные размеры с трактором, мм; 
Длина , м4130; 
Ширина, м2000; 
Высота , м 1630; 
Масса навесного оборудования, кг 340; 
Обслуживающий персонал, чел 1

 

Трактор Т - 30 - А – 80 (рис.4)

 

Техническая характеристика Т - 30 - А – 80 ( табл. 8)

- эксплуатационная мощность, кВт  (л.с.)

22,1 (30)

- продольная база, мм

1800

- диапазон скоростей, км/ч

1,5…24

- эксплуатационная масса, кг

2440+50

- колея передних колес регулируемая, мм

1322…1522

- габариты трактора ДхШхВ, мм

3610х1662х2570

- класс тяги, кгхм

0,85


 

2.6.Расчет потребности в подстилке и техническое решение для внесения подстилки

  1. На проектируемой ферме животные содержатся на подстилке. Это связано с желанием уберечь животных от заболеваний копыт. [3]

Различные виды подстилки впитывают неодинаковое количество жидкости. Так солома, опилки и измельченные стружки поглощают  воду в количестве в 2-4 раза превышающее  их массу, а сухой верховой торф –  в 5-7 раз.

С целью улучшения  качества навоза в качестве подстилки  используют сфагновый торф. Он обладает высокой влагоемкостью, теплоемкостью  и газопоглотительной способностью в отношении аммиака и сероводорода, но малой теплопроводностью. Кислая среда (гуминовые кислоты) и населяющая его антибиотическая микрофлора (плесневые грибы) обусловливают  высокую бактерицидность торфа.

Средние нормы потребности в подстилке. [3] (табл.8)

 

Потребитель

Торф, кг

Коровы 

3,0

Телята 

1,5


 

Расчет суточной потребности в подстилке ведется  по формуле:

Qторфа сут. =qсут.н. × N, (14)

где

qсут.н. – суточная норма торфа (кг)

N –количество животных.

Qторфа сут.коров = 3,0 × ( 150 + 26 + 24 + 24) = 672 кг

Qторфа сут.телят = 1,5 × 12 = 18 кг

 

Для телят  профилактического периода (до 14дн.) используют также опилки в качестве подстилки.

Qсут.общее = 672 + 18 = 690 кг

Qгодовое =  200 × 690 = 138000кг = 138 т.

 

 

2.7.Выбор  технологических средств для  доения коров.

Машинное  доение коров - технологический процесс, при осуществлении которого исполнительный механизм (доильный аппарат) работает во взаимодействии с организмом животного. Это взаимодействие (доение) происходит 2-4 раза в день по 4 - 5 мин на протяжении длительного периода. Доильная установка с индивидуальными станками позволяет каждой корове входить в станок и выходить из него независимо от других коров, что обеспечивает индивидуальный уход за животными. Установка УДА-8 А «Тандем-автомат» оборудована восемью индивидуальными станками, расположенными вдоль траншеи, один за другим последовательно. Возможность доения каждой коровы отдельно позволяет доить высокопродуктивных и племенных коров, а также неподобранных коров (не выровненных по времени выдаивания.[5]

Установка УДА – 8А «Тандем-автомат» (рис. 4):[6], [7]

 

 

Схема доильной установки УДА-8А «Тандем» (размеры в миллиметрах): 1- площадка преддоильной обработки; II - траншея  для оператора; III - коридор для  прохода коров; IV -коридор для  выхода животных; V - помещение молочной; VI - приямок для размещения молочного  оборудования; VII - помещение для  вакуум-насосов; VIII - помещение для  электроводонагревателя; 1 - доильный станок; 2 - вакуум-провод и молокопровод; 3 -место  для манипулятора; 4 - входная дверца станка; 5 - дверца для выпуска коровы; 6 -кормушка; 7 - силовая станция; 8 - приямок  выхлопной трубы; 9 - резервуар для  молока; 10 - шкаф для запасных частей; 11 - электроводонагреватель; 12 - комплект оборудования для циркуляционной промывки; 13 - пластинчатый охладитель; 14 -молокосборник. [8]

Проект комплексной механизации молочной фермы на 200 коров с беспривязно групповым способом содержания на глубокой подстилке