Проект комплексной механизации молочной фермы на 400 коров с привязным бесподстилочным способом содержания

Санкт-Петербургский  Государственный Аграрный Университет

 

 

 

Кафедра технические системы в агробизнесе.

 

 

 

 

Проект  комплексной механизации молочной фермы на 400 коров с привязным бесподстилочным способом содержания .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Работу  выполнил: Занин В.С.

студент зооинженерного

факультета  группы 052142

                                                                   Работу проверил: Калюга В.В.

проф. каф. МП и  ППЖ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург  – Пушкин.

2013г.

Содержание

 

Введение…………………………………………………………………………..3

1. Обоснование  проектируемой технологии………….……………………….5

2. Технологическая  часть проекта……………………………………………..6

2.1. Расчет поголовья,  определение количества скотомест………………..6

2.2. Расчет производственной  программы. Определение годового  выхода продукции………………………………………………………………………7

2.3. Расчет суточной  и годовой потребности в кормах, обоснование выбора технических  средств для раздачи кормов……………………………………8

2.4. Расчет потребности  в воде и выбор технических  средств для водоснабжения и  автопоения животных…………………………………...11

2.5. Расчет суточного  и годового выхода навоза и  обоснование выбора технических  средств для навозоудаления…………………………………..14

2.6. Выбор технических средств для доения коров……………………….17

2.7. Расчетная технологическая схема основного производственного здания и определение его размеров…………………………………………………20

2.8. Расчет микроклимата……………………………………………………21

3. Генеральный  план животноводческого предприятия……………………23

3.1. Зонирование  территории предприятия……………………………….24

3.2. Определение  основных размеров вспомогательных зданий и сооружений……………………………………………………………………25

4. Технико-экономическая  оценка проекта…………………………………..27

4.1. Пооперационная  технологическая карта производства  молока……27

4.2. Определение  себестоимости производства продукции………………28

4.3. Определение прибыли производства…………………………………..31

4.4. Определение  рентабельности производства………………………….31

4.5. Определение  срока окупаемости капитальных вложений……………32

4.6. Определение  основных удельных технико-экономических  показателей……………………………………………………………………32

5. Охрана труда  и техника безопасности на проектируемом предприятии…33

6. Охрана окружающей  среды………………………………………………..35

Заключение………………………………………………………………………35

Список использованной литературы………………………………...............36

 

 

Введение

Увеличение производства продукции животноводства в стране предусматривается главным образом за счёт внедрения интенсивных технологий и новой техники, повышения продуктивности скота, а также широкого использования различных форм хозяйствования.

Следует отметить, что для решения актуальных научных и производственных задач по производству продукции животноводства нужны высококвалифицированные инженерные кадры, умеющие работать в современных рыночных условиях.

Создание новых  машин и оборудования должно основываться на строго научном подходе, для комплексной механизации сельскохозяйственного производства. Внедрение в производство новой системы машин позволит уменьшить эксплуатационные издержки на получение продукции животноводства на 20…25% снизить прямые затраты труда в 1,5…1,9 раза по сравнению с уровнем достигнутым в хозяйствах страны.

В водоснабжении  широкое распространение получают автоматизированные установки с  пневморегуляторами и применением  современного регулируемого электропривода насосных агрегатов, обеспечивающих высокое качество и надёжность подачи воды на фермы при минимальных затратах на техническое обслуживание.

Механизация приготовления  кормовых смесей осуществляется комплектами  машин и оборудования, входящими  в состав автоматизированных линий, выполняющих взаимосвязанные операции без затрат ручного труда. Для раздачи кормов на фермах промышленность поставляет как мобильные, так и стационарные раздатчики.

Для доения коров в доильных залах налажен выпуск автоматизированных доильных установок типа «тандем» и «ёлочка», осваивается выпуск установок типа «карусель», обеспечивающих доение коров, массаж вымени, отключение и снятие доильных стаканов, транспортировку и учёт выдоенного молока, его охлаждение и выдачу концентрированных кормов животным в зависимости от надоя.

Первичная обработка  молока проводится при помощи различных  фильтров, центробежных очистителей, пластинчатых охладителей, резервуаров охладителей  с промежуточным хладоносителем и холодильных машин, оборудованных  системами автоматического контроля температурного режима.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Обоснование проектируемой технологии

Является основным в молочном скотоводстве (95 %). Преимущество его по сравнению с беспривязным состоит в том, что индивидуальное закрепление и обслуживание коров  позволяет получать продукции на 12-20 % больше и удлинять срок хозяйственного использования на 2-3 лактации.

В зависимости от природно-климатических  и хозяйственных условий привязное  содержание имеет свои особенности. Так, в районах достаточного увлажнения, обеспеченными пастбищами, содержание коров на привязи в стойловый период сочетают с пастбищным содержанием летом. Если пастбищные участки расположены дальше чем на 2-2,5 км от фермы, устраивают летние лагеря с передвижными доильными установками.

Привязное содержание коров обеспечивает лучшие условия для формирования кормления и раздоя коров. Однако в этом случае затраты труда на 1 ц молока в 1,3-1,6 раза выше, чем при беспривязном содержании, при равных удоях коров.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Технологическая  часть проекта

 

2.1. Расчет  поголовья, определение количества  скотомест

 

     В соответствии с ведомственными нормами технологического проектирования предприятий крупного рогатого скота (ВНТП-1–96) [1] определяем количество животных различных половозрастных групп на ферме по формуле:

n_ci = n_k × k_pi,     (1)

где

n_{ci –} количество скотомест в помещениях для содержания различных половозрастных групп крупного рогатого скота;

n_k - количество проектируемых коров на ферме;

k_{pi –} расчетный коэффициент для различных половозрастных групп животных.

 

Таблица 1.

Расчетный коэффициент  для определения поголовья и  количества скотомест

 

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

 

 

 

n_{ci дойные} = 400 × 0,75 = 300

n_{ci сухостойные} = 400 × 0,13 = 52

n_{ci новотельные} = 400 × 0,12 = 48

n_{ci нетели} = 400 × 0,12 = 48

n_{ci телята} = 400 × 0,06 = 24

n_{ci итого} = 400 × 1,18 = 472

Примечания:

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

N = n_k × k,    (2)

где n_{k –} количество голов;

       k – расчетный коэффициент для структуры стада 90 %

        N – мощность

N = 400 × 1,18 = 472

 

2.2. Расчет  производственной программы. Определение  годового выхода продукции

 

     Выход продукции:

Q_молоко = М × G_год × К,     (3)

где М – поголовье животных на ферме;

        G_год - годовой надой на одну корову, кг;

        К – коэффициент, учитывающий сухостойность коров.

     Ферма располагает черно-пестрым скотом голландской породы. Надой за лактацию составляет 10500 кг.

                 Q_мол = 400 × 10500 × 0,7 = 2940000 кг = 2940 т

Доение производиться  на АДМ-8А-200.

 

2.3. Расчет  суточной и годовой потребности  в кормах, обоснование выбора  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. [2]

Таблица 2.

Суточный рацион дойных коров [3]

Вид корма	Зима, кг	Лето, кг
Силос	12	–
Корнеплоды	10	–
Концентрированные корма	2,7	2,7
Сено	7,4	–
Зеленая масса	–	30
Грубые корма	–	2

 

Таблица 3.

Суточный рацион нетелей и сухостойных коров [3]

Вид корма	Зима	Лето
Силос	8,5	–
Сено	8	–
Сенаж	3,6	–
Концентрированные корма	1,8	1
Корнеплоды	3,5	–
Зеленая масса	–	21

 

Таблица 4.

Суточный рацион новотельных и глубокостельных  коров [3]

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 потребности в кормах: [4]

G_сут = n₁×q₁ + n₂×q₂ +… n_i×q_i =  n×q,     (4)

где   n_i – количество животных в группе;

         q_i – масса корма в сутки;

         n₁ – дойные коровы;

         n₂ – нетели и сухостойные коровы;

         n₃ – новотельные и глубокостельные коровы;

         q₁ – масса корма для дойных коров

         q₂ – масса корма для нетелей и сухостойных коров

         q₃ – масса корма для новотельных и глубокостельных коров

G_{сут (силос)} = 300 × 15 + 100× 10 + 48 × 8,4 = 5903,2 кг

G_{сут (сенаж)} = 100 × 5 = 500 кг

G_{сут (зеленая масса)} = 300 × 40 + 100 × 28 + 48 × 10 = 15280 кг

G_{сут (сено)} = 300 × 8,3 + 100 × 9,5 = 3440 кг

G_{сут (концентрированные корма)} = 300 × 3,5 + 100 × 2,5 + 48 × 4,5 = 1516 кг

G_{сут (корнеплоды)} = 300 × 14 + 100× 5 + 48 × 10,5 = 5204 кг

G_{сут (грубые корма)} = 300 × 3 + 48 × 5 = 1140 кг

G_{сут общ.} = 5903,2 + 500 + 15280 + 3440 + 1516 + 5204 + 1140 = 32983,2 кг

    Годовая  потребность каждого вида корма:

Q_г = Q_с × t × k,     (5)

где Q_с  - суточный расход корма в летний и зимний период;

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

       k – коэффициент, учитывающий потери кормов при хранении и транспортировки корма.

k_сено = 1,1;                               k_{грубые корма} = 1,01;

k_сенаж = 1,1;                                    k_{зеленая масса} = 1,5;

k_силос = 1,1;                                    k_{комбикорм} = 1,01;

k_{корнеплоды} = 1,03.

Q_{г сено} = 3440 × 200 × 1,1 = 756800 кг × 0,49 = 370832 корм. ед.

Q_{г сенаж} = 500 × 200 × 1,1 = 110000 кг × 0,4  = 44000 корм. ед.

Q_{г силос} = 5903,2 × 200 × 1,1 = 1298704 кг × 0,21 = 272727,84 корм. ед.

Q_{г корнеплоды} = 5204 × 200 × 1,03 = 1072024 кг × 0,12 = 128642,88 корм. ед.

Q_{г грубые корма} = 1140 × 200 × 1,01 = 230280 кг × 0,48 = 110534,4 корм. ед.

Q_{г зел. масса} = 15280 × 165 × 1,5 = 3781800 кг × 0,25 = 945450 корм. ед.

Q_{г комбикорм} = 1516 × 365 × 1,01 = 558873,4 кг × 1,21 = 676236,814 корм. ед.

     Общая годовая потребность в кормах:

G_г = 756800 + 110000 + 1298704 + 1072024 + 230280 + 3781800 + 558873,4 = 7808481,4 кг = 7808,4814 т

     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;

    - 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 ИСРК-12

 

Рис. 1. Кормораздатчик ИСРК-12 «Хозяин».

1 – ходовая  часть; 2 – выгрузной транспортер; 3 – бункер; 4 – шнеки с ножами; 5 – шкала весового устройства; 6 – карданный вал.

     Кормораздатчик ИСРК-12 «Хозяин» с двумя горизонтальными шнеками с двухсторонней навивкой и центральным противоножом наиболее приспособлен для приготовления ПКС из компонентов корма, характерных для стран СНГ. При такой конструкции активная зона бункера, где происходит измельчение и смешивание, имеет достаточно большие размеры и позволяет измельчать длинноволокнистые корма в рулонах и тюках без предварительной разделки. Время приготовления кормосмеси после загрузки последнего компонента не превышает 5-7 минут. [5]

Таблица 5.

Технические характеристики кормораздатчика ИСРК-12 «Хозяин»

Наименование показателя	ИСРК-12
Тип	полуприцеп
Грузоподъемность, т	4,0
Вместимость бункера, м3	12
Масса, кг, не более	4 500
Габаритные размеры, мм
длина	6 000
ширина	2 200
высота	2 540 (2 450)
ширина колеи, мм	1680 ± 50
Весовой механизм:
- наибольший предел взвешивания, кг	6 000
- дискретность отсчета, кг	1
Количество весовых стержней, шт	3
Транспортная скорость, км/ч
с грузом, не более	8,0
без груза, не более	12,0
Рабочая скорость при раздаче кормов, км/ч, не более	5

 

2.4. Расчет  потребности и выбор технических  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:

Q_ср.сут = q₁ × n₁ + q₂ × n₂ + …q_n × n_n ,     (6)

где q_n – среднесуточная норма потребления воды одним потребителем, л;

       n_n – 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.

Q_ср.сут = 132 × 300 + 40 × 52 + 110 × 48 + 60 × 48 + 20 × 24 = 50320 л = 50.32м³

Q_год = 50320 × 365 = 18366800 л = 18368 м³

      Максимальный расход воды в сутки:

Q_max.сут. = k_сут × Q_ср.сут,     (7)

где k_сут - коэффициент суточной потребности, (k_сут = 1,3)

       Q_ср.сут - среднесуточный расход воды, л/сут, на ферме

Q_max.сут = 1,3 × 50,32 = 65,416 м³

      Максимальный часовой расход воды:

Q_max.ч. = Q_max.сут / (24 × k_ч),     (8)

где Q_max.сут – максимальный расход воды в сутки

      k_ч – коэффициент часовой неравномерности, (k_ч = 2-2,5)

Q_Ср.ч. = 65,416 / (24 × 2,5) = 1,09 м³

       Секундный расход воды:

Q_{сек.расх.} = Q_max.час./ 3600,     (9)

где Q_max.час – максимальный расход воды в час

Q_{сек.расх.} = 1,09 / 3600 = 0,0003 м³

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

     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. [6]

Рис. 2. Вихревой насос ВКС-1/16

1 - опорная стойка; 2 - корпус; 3 - крышка; 4 - рабочее колесо; 5 - шпонка; 6 - вал; 7 - крышка передней камеры обогрева; 8 - то же, задней;

9 - прокладка; 10 - воздухоотделительный колпак; 11 - сальниковая набивка; 12 - сальник; 13 - подшипник; 14 - крышка подшипников.

 

Таблица 6.

Техническая характеристика вихревого насоса ВКС-1/16

Марка	ВКС-1/16
Подача	2-4 м3/ч
Давление	0,4-0,45 мПа
Высота всасывания	6,0 м
Частота вращения, мин	1450
Мощность, кВт	1,5
Масса, кг	26

 

     Для поения животных используют групповую поилку  ПА-1А(рис. 3.). Она имеет ряд преимуществ: животное в любое время могут потреблять воду.  Конструкция выполнена из чугуна марки СЧ-20, небольшой массы и состоит из литой чаши, специального рычага с клапанным механизмом и присоединительных деталей.

 Пропускная  способность клапанного механизма поилки при избыточном рабочем давлении - не менее 5 л/минуту.   [6]

 

Рис. 3.Автопоилка ПА-1А.

1. чаша, 2- рычаг, 3- клапанный механизм, 4- крепеж

 

 

Таблица 7.

Техническая характеристика групповой автопоилки ПА-1А

Ёмкость чаши, л	1.9
Размеры, м:	-
Длина	347
Ширина	212
Высота	167
Масса, кг	6.0
Обслуживающий персонал, чел	–

 

    

2.5. Расчет  суточного и годового выхода  навоза и обоснование выбора  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. [2]

 

Таблица 8.

Средние нормы выхода кала и мочи на одну голову в сутки

Группа животных	Суточный выход		Всего
	Кал, кг	Моча, л
Коровы	38	17	55
Нетели	22	8	30
Телята	8	2,5	10,5

 

    

   Суточный выход навоза от одного животного вычисляют по формуле:

Q_сут.н. = (q_kmi + q_bi) × n_i,     (10)

где q_kmi – среднесуточное выделение кала и мочи одним животным, кг;

      q_bi – средний расход воды на одно животное в сутки, кг (q_b = 2-5 кг);

      n_i – количество животных.

Q_{сут.н коров} = (55 + 3) × (300 + 52 + 48) = 23200 кг/сутки

Q_{сут.н нетели} = (30 + 3) × 48 = 1584 кг/сутки

Q_{сут.н.телята} = (10,5 + 3) × 24 = 324 кг/сутки

Q_{сут.н.общее} = 23200 + 1584 + 324 = 25108 кг/сутки

     Общий годовой выход навоза определяют по формуле:

Q_год.н.  = (Q_{сут.н.общ.}  × Д_сп) + 0,5 × (Q_{сут.н.общ.} × Д_пп),     (11)

где Q_{сут.н.общ.} – общий среднесуточный выход навоза, кг;

      Д_сп – продолжительность стойлового периода (200 дней);

      Д_пп – продолжительность пастбищного периода (165 дней).

Q_год.н. = (25108 × 200) + 0,5 × (25108 × 165) = 7093010 кг = 7093,01 т

     На проектируемой ферме удаление навоза будет осуществляться шнековым транспортером навозоудаления ТШГ-250 и ТШН-250.(рис. 4, 5).

 

 

 

   

Рис. 4. Шнековый транспортер наклонный ТШН-250

        

Рис. 5. Поперечный шнековый  транспортер ТШГ-250

Рис. 5. Трактор Т–30–А–80

 

Таблица 9.

Техническая характеристика трактора Т–30–А–80

- 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 Д × Ш × В, мм	3610 × 1662 × 2570
- класс тяги, кгхм	0,85

 

 

2.6. Выбор технических 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. [7]