Механизация доильно-молочного блока с разработкой технологической линии первичной обработки и переработки молока

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

Иркутский государственный аграрный университет им. А.А. Ежевского

Курсовой проект

по «Механизации и технологии животноводства»

Механизация доильно-молочного блока с разработкой технологической линии первичной обработки и переработки молока

Выполнил:

Студент 4-го курса, заочного

отделения направления подготовки 35.03.06.

Костюкевич С.Г.

Шифр 16014

Проверил: Ильин Н.С.

Иркутск 2018

Содержание

молоко переработка стадо воспроизводство

Введение

1 Общие сведения

1.1 Анализ существующих способов содержания животных

1.2 Обзор существующих средств механизации и автоматизации первичной обработки и переработки молока

1.3 Зоотехнические и технологические требования

2 Технологическая часть

2.1 Режим работы предприятия

2.2 Расчет структуры стада. Система кормления животных

2.3 Организация воспроизводства стада

2.4 Проект генерального плана

3 Механизация производственных процессов

3.1 Водоснабжение и автопоение

3.2 Приготовление и раздача кормов

3.3 Доение и первичная обработка молока

3.4 Уборка, удаление навоза

4 Конструктивная часть

5 Техническая часть

5.1 Правила монтажа и эксплуатации молочных сепараторов

5.2 Техническое обслуживание

6 Техника безопасности и охрана труда

Выводы и заключения

Список используемой литературы



Введение

Основная задача агропромышленного комплекса на современном этапе - увеличение производства конкурентоспособной продукции путем технического перевооружения животноводства, внедрение автоматизированных, роторно-контейнерных поточно-технологических линий и роботизированных комплексов; комплексной механизации производства и широкого использования ЭВМ в управлении технологическими процессами и оборудованием.

Особое значение приобретают проблемы снижения себестоимости продукции и повышения рентабельности животноводства.

Построенные по типовым проектам 70-х годов прошлого столетия животноводческие фермы и комплексы, оснащенные малоэффективными, металлоемким и энергоемким оборудованием, в настоящее время не обеспечивают решение этой задачи.

Одно из основных направлений развития животноводства-техническое перевооружение этой отрасли, проектирование и строительство новых животноводческих ферм, и оснащение их современным оборудованием.



1. Общие сведения

 

Животноводство - является важной отраслью сельского хозяйства. Молочное скотоводство одна из важнейших подотраслей животноводства. Значение скотоводства в народном хозяйстве определяется, прежде всего, высокими питательными свойствами его продукции. Эта отрасль даёт ценные продукты питания - мясо и молоко, а также кожевенное сырьё. Незаменима роль скотоводства и как важнейшего источника органических удобрений.

В производстве продуктов животноводства комплексная механизация, электрификация и автоматизация производственных процессов имеют очень большое значение. Однако до сих пор в животноводстве остаются немеханизированными свыше 150 операций, а удельный вес затрат ручного труда при выполнении работ по обслужи-ванию животных все еще составляет 55…60%

В животноводстве России работают сотни тысяч сложнейших машин, внедряются электроника, вычислительная техника, робототехника. Все это о6орудование нужно уметь грамотно эксплуатировать, имея в виду в первую очередь то, что эта техника обслуживает живые организмы. В этих условиях резко возрастает роль зооинженера.

Технология производства животноводческой продукции очень сложна, поскольку здесь заготавливаемое сырье (корма) перерабатывается живыми организмами (животными, птицей), которые, в свою очередь, обслуживаются целыми системами и комплексами сложного технического оборудования. Довольно часто машины не только обслуживают животных, но и участвуют в дальнейшей обработке полученной продукции. Поэтому зооинженеру необходимо сначала разработать документацию, в которой должны быть строго определены характер и последовательность технологических операций, затем определить, как осуществлять эти операции, подобрать и расставить животных и машины и, наконец, организовать эффективную эксплуатацию оборудования.

Для комплексной механизации ферм прежде всего необходимы хорошая кормовая база, животноводческие помещения, современные технологии и техника, надежное электроснабжение.

Тема курсовой работы является актуальной, так как производство молока в сельском хозяйстве занимает особое место и в значительной мере определяет экономическую эффективность сельскохозяйственного производства. Проблема обеспечения населения страны молочными продуктами зависит от эффективности ведения молочного скотоводства и результативностью управления региональным рынком молочной продукции. Повышение эффективности производства молочных продуктов позволит производителям молока быть конкурентоспособными на рынке молочной продукции, сохранить потенциал молочного скота, увеличить валовое производство молока, повысить его качество.

1.1 Анализ существующих способов содержания животных

В скотоводстве применяются следующие системы содержания коров: стойлово-пастбищная с летним лагерем или без него, стойлово-выгульная с активным моционом (или без него, т.е. с обычными выгульными площадками), с кормовыгульными дворами, а также круглогодовая стойловая, т.е. безвыгульная.

На данный момент наиболее перспективна в промышленном молочном скотоводстве республики стойлово-лагерно-пастбищная система, а при высоком уровне интенсификации производства - стойловая система, с однотипным кормлением в течение года.

Огромное влияние на технологию производства молока, независимо от системы содержания, оказывает способ содержания животных.

В отечественном и зарубежном скотоводстве наибольшее распространение получили привязной и беспривязной способы содержания коров молочного направления. Иногда также используется комбинированный способ, занимающий промежуточное положение между первым и вторым. В сочетании с решениями основных технологических процессов каждый из них имеет множество модификаций.

Наиболее распространенным способом содержания коров является привязной, основными преимуществами которого являются: постоянное место кормления, поения, отдыха и доения, обеспечивающее благоприятные условия для индивидуального кормления и обслуживания каждой коровы в соответствии с ее продуктивностью и физиологическими особенностями. Основным требованием к коровам при привязном содержании является пригодность их к машинному доению.

Однако, привязное содержание имеет ряд недостатков, связанные с невозможностью в большинстве случаев добиться высокой производительности труда. Существенным недостатком привязного способа содержания, особенно в зимний период, является трудность организации активного систематического рациона животных, что неблагоприятно, сказывается на их здоровье и воспроизводительных функциях.

Применение стойлового оборудования, оснащенного автоматической привязью, позволяет существенно повысить эффективность привязного содержания, поскольку обеспечивает возможность сочетания индивидуального обслуживания в стойловом помещении с доением на доильной площадке.

Усовершенствованная технология привязного содержания, включающая в себя применение автоматической привязи для коров и доение в доильно-молочном блоке, позволяет оператору уделять доению больше времени.

На молочных фермах и комплексах применяют несколько вариантов беспривязного содержания коров. Эти варианты отличаются по способу их кормления - в помещениях или на выгульно-кормовых площадках, месту отдыха коров - в специальных боксах, на глубокой или периодически сменяемой подстилке, системе уборки навоза из помещений - ежедневно или периодически и размещению средств автопоения - в помещениях или на выгульных площадках. Основные варианты беспривязного способа - содержание на глубокой или периодически сменяемой подстилке и боксовое.

При этом способе содержания основную часть помещения занимает так называемое логово, где животные отдыхают.

В качестве подстилочного материала на животноводческих фермах используют солому, древесные опилки, бумажные отходы, золу, песок, гранулированную землю, торф и др.

Применение соломенной подстилки снижает теплопотери животных через пол. Потери тепла телом животного через пол зависят от подстилки, ее количества и качества. Лежа на бетонном полу, корова теряет не менее 570 ккал тепла в час на 1 м2 поверхности тела животного, на таком же полу с соломенной 50-сантиметровой подстилкой - 120 ккал. Для получения 3000 кг молока в год животному необходимо 6,5 млн. ккал. Потери через пол без подстилки составляют только за стойловый период 2,2 млн. ккал, что примерно равно 1000 кг молока. Для восполнения этих потерь животным приходится дополнительно расходовать большую часть энергии корма, в связи с чем, намного увеличивается расход кормов на единицу продукции, повышается ее стоимость. Затраты тепловой энергии на прогрев пола в количестве 100 килокалорий в час при 12-часовой продолжительности соответствует калорийности почти 2л молока. Значит, животные, вместо того чтобы превратить энергию корма в продукцию, вынуждены ее расходовать на согревание пола.



1.2 Обзор существующих средств механизации и автоматизации первичной обработки и переработки молока

Большие и малые молочные фермы, молокозаводы и молочные комбинаты должны быть оборудованы специальной техникой. Задача данной техники - облегчение труда работников, снижение затрат на получение молока или производства молочной продукции, поддержание необходимых норм санитарии и снижения цены уже готового продукта.

Сепарирование позволяет получить обезжиренное молоко (обрат) практически с любым содержанием жира. Скорость выделения жира при этом в 2,5 - 3 млн. раз выше, чем при естественном отстое. Молочные сепараторы классифицируют:

1. По назначению: а) сепараторы - сливкоотделители; б) сепараторы - очистители; в) сепараторы - нормализаторы - для получения в потоке молока определенной жирности; г) сепараторы - классификаторы - для очистки молока, а также раздробления и получения однородных по величине жировых шариков; д) универсальные сепараторы.

2. По исполнению: а) открытые (подача молока, выход сливок и обрата осуществляется свободным потоком при соприкосновении с окружающим воздухом). Они наиболее распространены в сельском хозяйстве. б) полузакрытые (полугерметические) в них подача молока осуществляется открытым потоком, а выход сливок и обрата - под давлением, создаваемым самим сепаратором; в) закрытые (герметические) - подача молока и выход продуктов сепарирования осуществляется под давлением; Такие сепараторы применяют в замкнутой системе охладительно - пастеризационных установок.

3. По конструкции привода: а) с ручным приводом; б) с электроприводом; в) с комбинированным приводом.

Необходимо отметить, что в полузакрытых и закрытых сепараторах в результате отвода молочных продуктов под давлением не происходит насыщения их воздухом и вспенивания. Это большое преимущество названных сепараторов в эксплуатации по сравнению с открытыми сепараторами.

Общее устройство сепаратора: Станина; Приводной механизм; Барабан; Молочная посуда.

Поток молока в барабанах разделен тарельчатыми вставками (тарелками), чем обеспечивается тонкослойность разделения молока и высокое качество процесса. Зазор между тарелками молокоочистительного барабана всегда больше, чем у сливкоотделителя. Величина его в различных конструкциях находится в пределах 0,8 - 2 мм. (для молокоочистителей) и 0,35 - 0,5 мм (для сливкоотделителей). Приводные механизмы сепараторов, как правило, снабжаются фрикционными муфтами, для обеспечения плавного и постепенного разгона барабана сепаратора.

Работа. Под воздействием центробежной силы в быстровращающемся барабане тяжелая фракция - обрат или механические примеси - отбрасываются к периферии или так называемому грязевому пространству, а более легкая - жировые шарики - всплывают к оси барабана. Разделение потоков обеспечивает верхняя разделительная тарелка.

В настоящие время наибольшее распространение в животноводстве получили следующие марки сепараторов СОМ - 600, СОМ - 7 - 600М. (открытие) СОМ - 3 - 1000М; СПМФ - 2000; ОСП - 3М (закрытого типа, полузакрытые); ОМА - 3М (очиститель молока). Все эти марки сепараторов снабжены электроприводом.

1.3 Зоотехнические и технологические требования

Сепарирование молока - это процесс разделения его на сливки и обезжиренное молоко при помощи сепаратора-сливкоотделителя.

Цельное молоко поступает в барабан сепаратора и распределяется тонкими слоями между тарелками. В межтарелочном пространстве жировые шарики как наиболее легкая часть молока оттесняются к оси вращения; обезжиренное молоко как более тяжелая часть молока под действием центробежной силы перемещается к периферии. Распределяясь между тарелками в виде тонких слоев, молоко перемещается с небольшой скоростью, что создает благоприятные условия для наиболее полного отделения жира за короткое время. Содержание жира в обезжиренном молоке не должно превышать 0,05%.

Оптимальная температура молока при сепарировании 35--40°С. Сепарирование молока при более высоких температурах (60--80°С) приводит к вспениванию сливок и обезжиренного молока, дроблению жировых шариков, увеличению содержания жира в обезжиренном молоке.

Процесс холодного сепарирования молока характеризуется меньшими энергетическими затратами. Однако производительность сепаратора снижается в 2--3 раза.

Перекачивание молока, особенно подогретого, насосами, высокотемпературная тепловая обработка молока перед сепарированием, хранение в течение длительного времени, повышенная кислотность приводят к сверхнормативному отходу жира в обезжиренное молоко, излишним потерям жира при сепарировании.

Основные требования к сепаратору:

· высокая степень обезжиривания молока;

· возможность регулирования жирности сливок в заданных пределах;

· быстрота сепарирования и очистки молока;

· непрерывность и автоматизация процесса сепарирования;

· отсутствие пены в обезжиренном молоке и сливках;

· продолжительная работа без остановок;

· удобство эксплуатации и обслуживания;

· соответствие санитарным требованиям;

· долговечность и надежность в работе;

· невысокая энергоемкость.



2. Технологическая часть

2.1 Режим работы предприятия

Технология беспривязного содержания коров является наиболее приемлемым вариантом в молочном скотоводстве, но при строгом соблюдении технологической дисциплины. Коровы при этом способе содержатся отдельными группами без фиксации и имеют свободный доступ к кормушкам, поилкам, на выгульный двор, в помещение для отдыха, т.е. животные сами регулируют свой режим, за исключением режима доения и кормления концентратами.

Режим доения. Примерно 20 % рабочего времени расходуются на подготовку доильной площадки, очистку доильного помещения, а также на промывку доильных установок. До 30 % рабочего времени для получения молока используются сегодня всё ещё для подгона коров на доильную площадку и выгона обратно в стойловое помещение.

Дойки определяют процесс ежедневных работ по получению молока. При двухразовом ежедневном доении периоды между дойками должны составлять 8 часов, при трёхразовом ежедневном доении - по 4 часов. Это определяет следующее время доек: при двухразовом ежедневном доении 6:00 - 10:00 часов, 18:00 - 22:00 часов; при трёхразовом ежедневном доении 4:00 - 8:00 часов, 12:00 - 16:00 часов, 20:00 - 24:00 часа

2.2 Расчет структуры стада. Система кормления животных

Данный расчет выполняется на основании справочного материала по структуре стада в процентном соотношении. При этом заданное поголовье животных принимается за единицу.

Расчетные коэффициенты для определения поголовья и численности скотомест в помещениях молочной фермы КРС для животных разного физиологического состояния.

Таблица 1 - Структура стада

Половозрастные группы	Коэффициент перевода	Количество животных, n
Коровы	1	400
из них: дойные	0,75	300
сухостойные	0,15	60
в родильном отделении	0,1	40
нетели за 3 месяца до отела	0,12	48
Телята:
Профилакторного возраста (0-20)	0,06	24
Старше 20-ти дневного возраста	0,6	240
в том числе:
от 20 дней до 3 мес.	0,3	120
от 3 мес. до 6 мес.	0,3	120
Молодняк от 6 мес. до 12 мес.	0,35	140
ИТОГО:	2,13	852

Годовую потребность в кормах для комплекса или фермы определяют по наличию поголовья животных или птицы, выбранных кормовых рационов и продолжительности кормления тем или другим видом корма. Рационы кормления выбираются в зависимости от продуктивности, системы содержания, зоны расположения фермы и живой массы животного (таблица 2).



Суточную потребность в кормах определяют по формуле:

Рсут = n1 m1 + n2 m2 +…+nn mn

гдеn1, n2, nn - количество животных или птицы, получающих одинаковую норму кормов;

m1, m2, mn -масса того или другого корма по суточному рациону на одно животное.

Данные приведены в табл. 3

Рсут = 300*6=1800 кг (сено для дойных коров)

Рсут =40*25=1000 кг (силос для родильного отделения) и т.д.

Определив суточный расход каждого вида корма, находят годовую потребность в кормах:

Ргод = Рсут tK,

кг где Рсут - суточная потребность корма на ферме, кг;

t - продолжительность кормления тем или другим видом корма, дни,

К - коэффициент учитывающий потери в период хранения.

При расчетах принимают:

К = 1,1 сено, сенаж, силос, солома,

К = 1,05 зеленый корм,

К = 1,03 корнеплоды,

К = 1,01 концентраты.

Продолжительность кормления для условий Иркутской области:

t зимнего периода = 220 - 240 дней

t летнего периода = 125 - 145 дней

Готовая потребность в кормах представлена в таблице 3



Таблица 3- Годовая потребность в кормах

Виды кормов	Суточная потребность, кг	Продолжительность кормления, дни	Коэффициент потерь корма	Годовой запас кормов, кг
Сено	2992	240	1,1	789888
Сенаж	4264	240	1,1	1125696
Силос	11080	240	1,1	2925120
Солома	1176	270	1,1	349272
Зеленый корм	38940	125	1,05	5110875
Корнеплоды	3680	230	1,03	871792
Концентраты	4746	365	1,01	1749612,9

Ргод = 2992*240*1,1=789888 кг (годовой запас сена)

Ргод =4746*365*1,01=1749612,9 кг (годовой запас концентратов) и т.д.

2.3 Организация воспроизводства стада

Под техникой разведения крупного рогатого скота понимают широкий круг вопросов, связанных с воспроизводством стада: половая и физиологическая зрелость молодняка, рациональные способы использования быков-производителей, сроки осеменения коров после отела, подготовка коров и нетелей к отелу и т.д.

Под половой зрелостью понимают такую степень развития организма, когда бычки способны осеменять и оплодотворять самок, а самки - оплодотворяться.

Время наступления половой зрелости зависит от породных особенностей, условий выращивания, кормления и содержания скота, климатических условий и другого. У животных скороспелых мясных пород половая зрелость наступает раньше, чем у позднеспелых молочных. Недостаточное или неполноценное кормление задерживает рост и развитие организма и приводит к более позднему созреванию животных. В условиях жаркого климата половая зрелость наступает раньше, чем у животных, разводимых в северных районах.

Хорошо выращенные телки, находящиеся в нормальных условиях содержания, достигают половой зрелости в возрасте 6-9 месяцев, а бычки - в 7-8 месяцев. Поэтому, во избежание слишком раннего оплодотворения, с возраста 6-7 месяцев бычков и телок содержат отдельно друг от друга. В мясном скотоводстве раздельное содержание бычков и телок начинают сразу же после отъема их от матерей.

Первое осеменение телок допустимо, когда их масса достигнет 65-75 % от массы полновозрастных коров (3 отела и старше), характерным для данного стада или породы. Для скота мелких пород - это 320-360 кг, а для крупных - 360-400 кг. В племенных хозяйствах живая масса телок должна соответствовать требованиям класса элита-рекорд или элита для данного возраста.

Оптимальный возраст срока первого осеменения телок молочных и комбинированных пород - 17-18 месяцев, а мясных - 14-16 месяцев. Бычков молочных и комбинированных пород начинают использовать с 14-17 месяцев, а мясных с 12-14 месяцев, по достижении живой массы не менее 400 кг.

Если осеменение маток происходит в результате естественной садки, ее называют случкой, а если с помощью инструментов -искусственным осеменением. Случка бывает вольная и ручная. Искусственное осеменение осуществляют также несколькими методами - визо-цервикальным, ректо-цервикальным, мано-цервикальным.

Годовая нагрузка на одного быка-производителя при равномерной круглогодовой случке составляет 150-200, при сезонной случке -50 коров и телок. При определении нагрузки нужно учитывать возраст быка. Взрослые быки могут делать не более двух садок в сутки, быки 1,5-2,5 года - не более 2-3 садок в неделю; быки 1,5 года - одну в неделю. Быки при ежедневной однократной садке должны получать один день отдыха в неделю. Если бык делает 2-3 садки в день, то следующий день должен быть днем отдыха.

Искусственное осеменение - основной и наиболее оптимальный способ улучшения крупного рогатого скота. В Российской Федерации около 90 % поголовья коров и телок осеменяются искусственно.

Существует три основных способа осеменения коров и телок: визо-цервикальный, ректо-цервикальный мано-цервикальный.

Наиболее эффективным сроком осеменения коров является вторая половина охоты.

2.4 Проект генерального плана

На фермах по производству животноводческой продукции все объекты фермы обычно подразделяют на 5 зон (таблица 4)

Таблица 4 -Необходимые объекты фермы

№	Название зон	Наименование объектов, входящих в зону
1	Административно-хозяйственная (зона А)	Ветеринарно-санитарный пропускник, административно-бытовое помещение и дезинфекционный барьер
2	Основного назначения (зона Б)	Помещения для размещения коров, молодняка, родильное отделение, выгульные и преддоильные площадки, доильные и молочные помещения, а также пункт искусственного осеменения и передержки осемененных коров.
3	Складская (зона В)	Здания и сооружения для хранения всех видов кормов, подстилки, техники, весовая и кормоцех
4	Вспомогательные здания и сооружения (зона Г)	Котельная, площадка для хранения топлива, ветпункт с изолятором, сооружения, обеспечивающие водо- электро- и теплоснабжение, внутренние дороги, ограждения фермы
5	Сооружения для хранения навоза (зонаД)	Навозохранилище, площадки компостирования.

Определение площадей и габаритных размеров помещений

Для определения размеров административно-бытового помещения и ветеринарно-санитарного пропускника, необходимо знать сколько человек будет работать на ферме. Необходимое количество рабочих можно определить по формуле:

N= n*Z /n1

где n - поголовье животных;

Z - коэффициент перевода животных в половозрастные группы, Z = 2,13;

n1 - норма нагрузки животных или птицы на одного человека.

N=400*2,13 /40 = 21 работающих человек

Определив количество работающих и зная норму площади на одного человека, определяют потребную площадь помещения:

S =N*Sуд

где N - количество рабочих на ферме;

Sуд - удельная площадь, м2 на одного человека, принимается в пределах 17 м2 .

S= 21 * 17 = 357 м2

Определение площадей и габаритных размеров объектов, входящих в зону Б

Согласно зоотехнических требований разрешается содержать в одном помещении дойных, сухостойных коров и нетелей. Потребное количество этих животных берется из табл. 1.

Зная поголовье и удельные нормы площади на одно животное, определяют площади помещений по формуле:

Sкор = Sуд *n1

где Sуд - норма площади на голову, м2 ;

n1 - поголовье животных.

Sкор = 2*408 = 816 м2

Sкор =21*86 =1806 м2

Sрод =352 м2

Sтел до 6 мес =624 м2

Sтел от 6 мес = 90 м2

Sпроф = 57,6 м2

Размеры молочной и доильного зала зависят от суточного получения молока и выбираются по типовым проектам. При выходе молока до 5 т в сутки берут молочную - 6*9 м, а свыше 5 т - 9*12.

В доильных залах для монтажа одной автоматизированной доильное установки требуется помещение размерами 20*21 м. Согласно зоотехнических и ветеринарных требований в здании доильно-молочного блока выделяют помещение для искусственного осеменения коров площадью 26 м2 и помещение для содержания осемененных коров вместимостью 1,2 % от общего поголовья коров и площадью 8,2 м2 на голову.

Расчет и выбор складских помещений

Для хранения кормов желательно выбирать типовые хранилища, в них лучше сохраняются питательные вещества кормов.

Потребную вместимость того или другого вида кормов можно определить по формуле:

где Ргод - потребность корма на год, т;

Определив вместимость и выбрав хранилище согласно типового проекта, находят необходимое количество хранилищ по формуле:

где V - необходимая вместимость, м3 ;

Vхт - вместимость типового хранилища, м3 .

Результаты расчетов складских помещений сведем в таблице 5.



Таблица 5 - Потребное количество складских помещений

Наименование объектов	Потребный объем V, м3	Объем принятого типового помещения, м3	Количество объектов
Сарай для сена	3590	1500- 2шт 600- 1шт	3
Траншеи для хранения сенажа	3411	3000- 1шт 500- 1шт	2
Траншеи для хранения силоса	8864	4000- 2шт 1000- 1шт	3
Сарай для соломы	4536	2000- 2шт 600- 1шт	3
Корнеклубнехранилище	1200	500- 2шт 200-1шт	3
Склад концентрированных кормов	2887	2000- 1шт 1000- 1шт	2

Vсолома =317520 / 0,07 =4536 т Vкорнепл. =846400 / 0,7=1200 т

2000*2шт и 600*1шт 500*2шт и 200*1шт

6*4*167 6*4*25 6*3*56 6*6*11 и т.д.

Выбор вспомогательных зданий и сооружений

Для отопления, получения горячей воды и пара принимаем по типовому проекту котельную размерами 9*12 м с площадкой для хранения топлива таких же размеров.

В зависимости от поголовья животных или птицы строят ветпункт с изолятором площадью 82 м2 или ветлечебницу площадью 242 м2. Для бесперебойного снабжения фермы электрической энергией строят подстанцию 4*4 м.

Выбор и обоснование объектов для хранения и переработки навоза.

Для выбора объектов хранения и утилизации навоза надо знать его выход, который для стойлового периода определим по формуле:

Gнавоз = Д *(qн + П)*n

где Д - время накопления навоза в днях,(берется время стойлового и пастбищного периодов);

qн - выход навоза на одну голову в сутки, кг;

П - норма внесения подстилки на голову в сутки, кг;

n - поголовье животных той или другой группы животных.

В пастбищный период, если животные в ночное время остаются в помещениях, то выход навоза принимается в пределах:

Gнп = (0,3 … 0,4) Gнавоз

Таблица 6-Выход навоза на ферме

Группы животных	Общий выход навоза, т
	Стойловый период, кг	Пастбищный период, кг
Коровы	5280000	2750000
Телята до 6 мес. возраста	657000	657
Телята от 6 мес. возраста	715400	714,5
Всего	6652,4	5280

Gнавоз =55*240*400=5280000 кг; Gн.п. =55*125*400=2750000 кг.

Навозохранилище вместимостью: 5000 *1шт и 2000*1шт

Габаритными размерами: 12*3*140 12*3*56

Определив выход навоза и приняв соотношение навоза к торфу 1:2 находят количество полученного компоста в м3. Затем выбирают вместимость хранилища торфонавозных компостов, определяют их количество и размещают на генеральном плане фермы.

Размещение выбранных объектов на генеральном плане фермы

Основой проектирования генерального плана является комплексный учет всех факторов, оказывающих влияние на повышение продуктивности животных и снижение себестоимости продукции, а также разработка наиболее экономичных технологических схем механизации животноводства.

При проектировании генерального плана важным является рациональное размещение построек относительно друг друга и ориентация их относительно сторон света и господствующих ветров, которые показываются на генеральном плане розой ветров.

Размещение построек производится по зонам компактно с целью сокращения инженерных коммуникаций и улучшения работы поточно-технологических линий. Объекты размещают с учетом ветеринарно-санитарных и противопожарных разрывов.

Размер территории фермы или комплекса определяется как сумма площадей, занятых постройками и сооружениями, с учетом противопожарных и санитарных разрывов между ними, дорогами и защитными зонами. В этом подразделе указывают и технико-экономический показатель генерального плана, такой как коэффициент использования земельного участка, который можно найти по формуле:

А=Ас / Ао

где Ао - общая потребная площадь комплекса, м 2 ;

Ас - площадь, занимаемая сооружениями, площадками с твердым покрытием и дорогами, м2 .

Ас =25518 м2

А= 25518 / 80000 = 0,32

Произведение S*n = Ао - представляет собой потребную земельную площадь фермы,

где S - это норма земельной площади на одно животное;

n- поголовье животных по заданию.

Ао =200 * 400=80000 м2 = 8га

На одну корову S = 200м2 .

Определив площадь участка Ао, принимают его прямоугольной формы с соотношением сторон 1: 1,5 на котором размещают все необходимые объекты. Выбранный участок местности для строительства фермы должен удовлетворять производственным и санитарно-гигиеническим требованиям.



3. Механизация производственных процессов

3.1 Водоснабжение и автопоение

Система водоснабжения - это комплекс взаимосвязанных машин, оборудования и инженерных сооружений, предназначенных для забора воды из источников, подъема ее на высоту, очистки, хранения и подачи к местам потребления.

Состав машин и инженерных сооружений зависит в основном от источника водоснабжения и требований, предъявляемых к качеству воды.

При водоснабжении животноводческих ферм наибольшее распространение получили местные и централизованные хозяйственно-производственные системы водоснабжения с подземными источниками воды и пожаротушения из противопожарных резервуаров мотопомпами или автонасосами.

В свою очередь, централизованные системы могут быть частью группового сельскохозяйственного водопровода, обеспечивающего водой несколько населенных пунктов, ферм и других производственных объектов, расположенных, как правило, на значительном расстоянии друг от друга.

Схема водоснабжения - это технологическая линия, связывающая в той или иной последовательности водопроводные сооружения, предназначенные для добывания, перекачки, улучшения качества и транспортировки воды к пунктам ее потребления. Воду можно подавать к потребителям по различным схемам.

В проектируемом здании молочно-товарной фермы с доильно-молочным блоком приняты следующие системы водоснабжения: -В1-система хозяйственно-питьевого водоснабжения; -Т3-система горячего водоснабжения в доильно-молочном блоке (от водонагревателей); Система водоснабжения фермы тупиковая. Ввод водопровода запроектирован Ш110мм в помещение котельной доильно-молочного блока (для всего комплекса). Для учета общего расхода воды на вводе водопровода в помещении котельной предусмотрен водомерный узел с электромагнитным расходомером РСЦ-50 и обводной линией с установкой на ней задвижки, опломбированной в закрытом положении. Вода в молочно-товарной ферме используется на поение животных, производственные нужды доильно-молочного блока и хозяйственно-питьевые нужды персонала. Помещения содержания коров. В помещения содержания коров вода поступает из доильно-молочного блока по переходам. Вода в помещениях содержания коров используется на поение животных. Поение животных производится от групповых автопоилок с электроподогревом.

Доильно-молочный блок. Вода в доильно-молочном блоке используется для хозяйственно-питьевых и производственных целей. На хозпитьевые нужды вода подается к санприборам санузлов, душам, к умывальникам в производственных помещениях и помещениях персонала. На производственные нужды вода подается к танкам-охладителям, доильной установке, поилкам в помещении для санобработки коров, к производственным мойкам в лаборатории и моечной.

Для автопоения крупного рогатого скота при беспривязном содержании применяют групповые автопоилки типа АГК-4 и ВУК-3.

Автопоилка групповая с электроподогревом АГК-4А применяется для поения животных на открытых площадках в зимнее время. Ее можно устанавливать также внутри помещений. В корпусе автопоилки с теплоизоляцией находится поильная чаша, клапанно-поплавковый механизм, электронагревательный элемент и терморегулятор. Элеткронагреватель расположен под днищем чаши. В теплые месяцы года его отключают.

Животные получают доступ к воде, нажав одну из четырех крышек-клапанов, расположенных в верхней части поилки. По мере снижения уровня воды в чаше поплавок опускается, клапан открывается, и вода из водопровода поступает в поилку. Температура воды в чаше регулируют в пределах 4…180С, изменяя зазор между мембраной и микропереключателем. Она поддерживается автоматически с помощью терморегулятора.

3.2 Приготовление и раздача кормов

Кормораздатчики КЛО-75 и КЛК-75. Кормораздатчики ленточные внутри кормушек для одностороннего (КЛО-75) и двухстороннего (КЛК-75) подхода животных, предназначены для раздачи КРС силоса, сенажа, измельчённой травы, резаных корнеплодов или кормовых смесей. Рабочий орган раздатчика - стальная конвейерная лента повышенной долговечности.

В исходном состоянии она намотана на барабан приводной станции, размещённой у места подачи корма в раздатчик. В процессе раздачи корма, лента сматывается с барабана с помощью троса, наматываемого на другой барабан, и вместе с кормом перемещается вдоль кормушки. По окончании кормления лента снова перематывается на барабан. Остатки корма сбрасываются с ленты плужковым сбрасывателем.

Концентрированный корм во время доения раздают дозированно при помощи кормораздатчика из бункера сухих кормов БСК -10, установленных около доильного зала.

3.3 Доение и первичная обработка молока

Коров на доение перегоняют по галерее группами по 50 голов и размещают на преддоильной площадке.

Доение - двухразовое, одновременно на двух доильных установках. (УДА 16 А)

Установка УДА-16А «Елочка» предназначена для доения коров в индивидуальных станках при беспривязном и привязном содержании и для первичной обработки молока. Применяется при обслуживании стада численностью до 400 коров со среднегодовым надоем не ниже 3000 кг. Установка работает в комплекте с молочным резервуаром, холодильной установкой и электронагревателем на 400 л. Предусмотрена возможность монтажа кормораздатчика для выдачи в кормушки сухих кормосмесей.

Пропускная способность установки в основное время доения - 60…70 коров/ч. Обслуживают ее один оператор и один скотник.

Установка состоит из двух секций и индивидуальных станков, в секции - по восемь станков с каждой стороны рабочей траншеи. Станки имеют входные и выходные ворота и кормушки. Станки между собой соединены рамой (силовым вакуум-проводом) и воздухопроводом со стороны траншеи, трубой - со стороны прохода коров. Управление воротами осуществляется переключателями с рабочего места оператора.

Технологический процесс. В режиме доения (рисунок 1) молоко, выдоенное доильным аппаратом манипулятора 8, поступает непосредственно в молокопровод 10, а при контрольных дойках через счетчик молока 7 в молокопровод. Далее оно транспортируется в молокосборник (опорожнитель) 16. Молочным насосом 18 молоко через фильтр 19 и пластинчатый охладитель 2 подается в емкость для хранения молока 1.

Рисунок 1- Схема УДА-16А в режиме доения:

1 - емкость для хранения молока; 2 - охладитель молока; 3 - водонагреватель; 4 - термометр; 5 - шкаф управления; 6 - линия силового вакуума; 7 - счетчик молока; 8 - манипулятор доения; 9 - линия технологического вакуума; 10 - молокопровод; 11 - линия обмыва вымени; 12 - разбрызгиватель; 13 - насосы вакуумные; 14 - вакуум-регулятор; 15 - предохранительная камера; 16 - молокоопорожнитель; 17 - вакуум-баллон; 18 - насос молочный; 19 - фильтр молочный; 20 - предохранительный клапан воды

После выдаивания оператор машинного доения выпускает коров из групповых станков, и животные направляются по галерее в коровник.

Молоко из доильных установок по мере заполнения молокосборников насосами подается в пластинчатые охладители РПО-2,5. Охлажденное молоко по гибким шлангам поступает на хранение в один из резервуаров. Так же предусмотрена пастеризация молока на пастеризационно - охладительной установки. Для дальнейшей переработке молоко попадает в сепаратор, где происходит отделение сливок.

Сепаратор ОСП -3 М

3.4 Уборка, удаление навоза

После каждого доения коров смывают водой, навоз из доильного зала и с преддоильной площадки смывают в каналы навозоудаления.

В коровниках процесс навозоудаления организован следующим образом - скот содержится без подстилки на щелевых полах. Животные копытами проталкивают навоз через решетки в каналы, откуда он самосплавляется в навозохранилище. Пол преддоильной площадки, галереи предполагается убирать путем смыва навоза в продольные самотечные каналы. Навоз сплавляется в сборный поперечный канал, затем пол смывается водой под напором передвижными установками. Из поперечного канала (самотечная система навозоудаления) навоз поступает в накопители емкостью 55 м3. Накопители размещаются смежно с коровником. Далее навоз из накопителя перегружается в траспортные средства. Для эксплуатационной промывки поперечного канала должен быть предусмотрен возвратный навозопровод для подачи жидкой массы в оба конца канала. Перед началом промывки часть навозной массы разбавляется водой.

Микроклимат

Теплоснабжение. Источник теплоснабжения - встроенная котельная для теплоснабжения систем отопления и теплых полов. Назначение котельной-отопительная. По надежности теплоснабжения котельная относится ко 2 категории. По надежности отпуска тепла котельная относится ко 2 категории. Помещения электрокотельных в отношении возможности поражения людей электрическим током относятся к категории особо опасных. К установке принято 2 отопителя электрических (электрокотлов) РУСНИТ 245, мощностью N = 45 кВт, напряжение трехфазного тока 380 В. Система теплоснабжения закрытая, двухтрубная.

Вентиляция. Для требуемых параметров воздуха проектом предусматриваются приточно-вытяжные системы вентиляции с естественным и механическим побуждением. Вытяжка воздуха из душевых, санузлов, котельной, электрощитовой и кладовых-естественная и осуществляется через решетки и оцинкованные воздуховоды, которые выводятся выше уровня карниза на 1 м. Механическая вытяжка предусматривается из вакумнасосной и молочной для удаления избыточного тепла от оборудования. Приток воздуха в вакуумнасосную-естественный, предусмотрен через проемы с жалюзи. Вытяжка воздуха из гардеробных осуществляется через душевые. Приток вытяжка, подогрев и очистка воздуха в кабинеты специалиста и ветврача предусматривается мини установками «Tempero-100РН», с пластинчатым рекуператором для экономии подогрева. Вентиляция коровников №1,2 предусмотрена естественная: с притоком воздуха через регулируемые щели окон в боковых продольных стенах и вытяжкой через коньковую щель и шахту по всей длине кровли помещений коровников.

Освещение. Освещение животноводческих помещений является важным фактором микроклимата. При оптимальном световом режиме у животных увеличивается газообмен, а также улучшается, белковый углеводный и минеральный обмены, способствующие повышению продуктивности животных. Освещение может быть естественным или искусственным. Для искусственного освещения применяют лампы накаливания или люминесцентные.



4. Конструктивная часть

Основное технологическое оборудование доильно-молочного блока - доильная установка с доильными станками, аппаратами, молокопроводом, вакуумпроводом, охладительная установка молока, цистерна, вакуум-насосы, насос для молока, электродвигатели, сепаратор.

На фермах комплексах по производству молока наиболее ответственными и трудоемкими процессами являются доение коров, обработка молока, переработка, его хранение и транспортировка.

Годовой выход молока на ферме:

Qгод = m*g

где m - число коров в стаде;

g - средний годовой удой на корову, кг/год.

Qгод =400*6500=2600000кг=2600т

Суточный сбор молока определяется по формуле:

где - коэффициент суточной неравномерности, =1,2… 1,3

Qсут =2600000*1,2 / 365 = 8548 кг

Разовый удой на ферме зависит от кратности доения и его можно определить, коэффициент, учитывающий кратность доения:

При двукратной дойке = 0,5, при трехкратной = 0,33.

Qраз =8548 * 0,5 =4274 кг Qраз =8548 *0,33 = 2820 кг

Зная разовый надой, определяют часовую загрузку поточно-технологической линии:

где Т - время доения стада коров, ч.

Qч =4274 / 2 = 2137

Согласно зоотехнических требований это время для дойки коров на одном дворе не должно превышать Т = 2ч.

Количество операторов машинного доения для обслуживания доильной установки можно определить:

число дойных коров обслуживаемых одной установкой; затраты ручного труда на доение одной коровы; Т - время доения стада коров, час

О=(300*1,2) / (60*2) = 3

Количество доильных аппаратов Na, которое может обслужить один оператор:

где tM - машинное время доения одной коровы, tM = 4… 6 мин.

Nа =(5+1,2) / 1,2=5

Производительность оператора, коров в час:

Qоп =60/1,2=50 коров за 1час

Пропускная способность доильной установки, коров в час:

Qу =60*5/5=60 коров в 1час

Используем доильную установку УДА- 16А - 2 шт

Первичная обработка молока

Первичная обработка молока предназначена для улучшения его качества и продления времени стойкости молока. Она включает в себя очистку, охлаждение и пастеризацию.

Для очистки молока от механических загрязнений применяют, два способа: фильтрование и центробежную очистку. Для обработки молока фильтрованием необходимо выбрать фильтры и фильтрующий материал, а при центробежной очистке выбирают по часовой загрузке очиститель и определяют время непрерывной его работы:

где Qч - потребная пропускная способность молокоочистителя;

Кг - коэффициент грязевого отложения, Кг = 0,002… 0,003;

Тн =0,1 / 2137*0,002= 0,04 ч

Vг.к. - необходимый объем грязевой камеры барабана молоко-очистителя будет равен:

где t - длительность непрерывной работы молокоочистителя,t =2...2,2 ч.

Vг.к. =0,003*2137*2,2 / 100 =0,14 м3

Для продления бактерицидной фазы, которой обладает свежевыдоенное молоко, его необходимо охладить до температуры 6… 10° С в зависимости от времени хранения на ферме.

Количество холода для охлаждения молока определяется по формуле:

Qх =М*С*( Тн -Тк )*Кх

где М - количество охлаждаемого молока, кг;

С - теплоемкость молока,0С = 3,8 * 103 Дж/кг град;

Тн - начальная температура молока, Тн = 32… 36 °С;

Тк - конечная температура молока, Тк = 6… 10 °С;

Кх - коэффициент потерь холода в окружающую среду, Кх = 1,15.

Qх =2820*3,8*103 *(34-7)*1,15 = 332*103

На животноводческих фермах и комплексах для охлаждения молока в потоке применяют пластинчатые охладители. Их рассчитывают по поверхности теплообмена по формуле Ньютона-Фурье

где Кт - коэффициент теплоотдачи, Кт = 1110 Вт/м 0С;

tср - средняя логарифмическая разность температур, где tмакс - разность температур между молоком и охлаждающей жидкостью при входе в охладитель;

tмин - разность температур между молоком и охлаждающей жидкостью при выходе из охладителя, tмин = 2… 3 °С.

tср =(28-2) / (2,3 * lg14) = 10

Аохл =332*103 / 1110*10 = 30

Число пластин в охладителе можно определить:

где аохл - площадь поверхности одной пластины, аохл = 0,043 м2.

Z=30 / 0,043 = 697

Охлажденное молоко хранят в резервуарах-охладителях.

На данной ферме используется резервуар - охладитель марки РПО -2,5,

с мощностью 10,8 КВт.

Переработка молока.

Технологический расчет ставит целью определение пропускной способности сепаратора, которая всецело определяется пропускной способностью барабана:

или

, м3/с.

где - к.п.д. барабана (=0,6-0,7);

- приведенный радиус тарелок, м;

- число межтарелочных пространств в барабане;

- угловая скорость барабана

Размещено на http://www.allbest.ru/

- динамическая вязкость молока

- высота тарелки, м.

Размещено на http://www.allbest.ru/

- разность плотностей плазмы молока и жировых шариков

Приведенный радиус тарелок:

О результатах сепарирования судят по степени обезжиривания. Допустимое содержание жира в обезжиренном молоке, предусмотренное нормами, составляет не более 0,05%. При использовании современных закрытых сепараторов содержание жира в обезжиренном молоке можно понизить до 0,03-0,01%.

Количество сливок, получаемых при сепарировании, определяется по формуле:

Предназначен для разделения теплого цельного молока на сливки и обезжиренное молоко с одновременной очисткой их от загрязнений и молочной слизи. С дополнительным приспособлением может работать в качестве нормализатора молока по жирности. Используется на малых и средних предприятиях молочной промышленности. Может применяться для разделения аналогичных продуктов в других отраслях. Состоит из станины с приводом, барабана, приемно-выводного устройства, кожуха. Конструкция сепаратора - с ручной выгрузкой осадка, полузакрытого исполнения. Исходный продукт через приемно-выводное устройство подается в барабан и заполняет межтарелочные пространства, где происходит его разделение. Под действием центробежных сил загрязнения и слизь оседают на внутренней стенке барабана (в шламовом пространстве). Выгрузка осадка происходит вручную после остановки барабана. Периодичность разгрузки зависит от фактической загрязненности молока. Вывод сливок и обезжиренного молока осуществляется под давлением, создаваемым напорными дисками. Выводные патрубки обезжиренного молока и сливок оборудованы манометрами и дросселями для регулировки. Вывод сливок снабжен дросселем. По особому заказу сепаратор комплектуется приспособлением для нормализации молока по жирности.

5. Техническая часть

5.1 Правила монтажа и эксплуатации молочных сепараторов

1. Особенностью сепараторов (центрифуг) является наличие больших маховых масс и быстроходность. В следствие этого система электродвигатель-сепаратор имеет значительную продолжительность разбега. Продолжительный разбег позволяет устранить большие динамические напряжения в период разгона. Как правило в приводном механизме сепараторов устраивают фрикционную муфту, обеспечивающую плавный, постепенный разгон барабана.

2. Рабочая частота вращения барабана не должна лежать в зоне резонансных колебаний. Это - основное условие нормальной работы сепаратора.

3. При работе сепаратора необходимо поддерживать постоянную частоту вращения барабана, так как уменьшение n приводит к ухудшению сливкоотделения, снижению Q, а увеличение - более быстрому износу червячной пары.

Поэтому для привода молочных сепараторов необходимо применять двигатели с жесткой механической характеристикой (трех-фазные и однофазные короткозамкнутые конденсаторные асинхронные двигатели).

4. Повышенная влажность воздуха молочных требует установки (использования) для приводов сепараторов электродвигателей закрытого обдуваемого исполнения.

5. Электрический привод сепараторов при Q до 1000 л/ч целесообразно выполнять с однофазным конденсаторным двигателем (у него небольшой пусковой ток, высокий cosц, высокий пусковой момент, жесткая механическая характеристика).

6. Для привода сепараторов при Q>1000 л/ч с непосредственным соединением валов целесообразно применять двухскоростные электрические двигатели, которые до половинной частоты вращения разгоняют барабан при увеличенном пусковом моменте, а затем до nном - при обычном пусковом моменте.

7. При питании электрического двигателя от индивидуальной станции необходимо следить за тем, чтобы частота тока была постоянной и соответствовала паспортной.

8. Сепараторы и пусковая аппаратура должны быть тщательно заземлены.

5.2 Техническое обслуживание

Разборку и сборку сепаратора проводит специалист с соблюдением всех указаний, приведенных в настоящем паспорте. 

Не работайте с разбалансированным барабаном, так как это может вывести сепаратор из строя. 

Во избежание разбалансировки при сборке не используйте детали другого барабана. 

При питании электродвигателя от местной электростанции необходимо, чтобы частота тока была постоянной и соответствовала указанной в паспорте. 

Для смазки вращающихся деталей в картер станины залейте сепараторное масло «Т» ОСТ-38.01278-82 или индустриальное - марки «И20А» ГОСТ 20799-75. Масло заливайте до отметки на маслоуказателе. 

В новом сепараторе масло несколько раз полностью замените, так как в первое время работы механизма оно сильно загрязняется. 

Первую замену масла производите после 15 ч., вторую - 30 ч., третью - после 50 ч. работы сепаратора. При замене масла в процессе нормальной эксплуатации сепаратора слейте через спускное отверстие 1/10 часть масла, находящегося в ванне для масла. После того, как масло отстоится, долейте свежее до прежнего уровня. В дальнейшем масло меняйте через каждые 200...250 ч. работы сепаратора. 

Перед полной заменой масла внутреннюю часть станины и приводной механизм тщательно промойте. Перед каждым пуском сепаратор тщательно проверьте, достаточно ли смазочного масла в ванне и не загрязнилось ли оно. 

При текущем осмотре или во время работы сепаратора при обнаружении износа шарикоподшипников заменяйте их независимо от срока работы. 

Большое затяжное кольцо барабана затягивайте строго до отметок. 

Детали барабана храните только на деревянных стеллажах. 

Сепаратор нельзя включать при незакрепленном на веретене барабане. 

При разборке и сборке пользуйтесь специальным и универсальным инструментом. При разборке барабана помните, что барабан имеет левую резьбу. Все сборочные детали должны принадлежать данному барабану. 

При каждой разборке и сборке обращайте внимание на появление возможных дефектов, устраняйте их. 

Основание барабана снимайте не менее одного раза в неделю во избежание появления коррозии на конусной поверхности веретена. После снятия основания барабана конусную поверхность веретена протрите насухо и смажьте техническим вазелином. 

Резиновые кольца промывайте в теплой воде, оберегайте их от масла, оно быстро разрушает резину. Для того чтобы резиновые кольца при сушке не растягивались, сушите их в горизонтальном положении. 

Для полной разборки узла вертикального вала необходимо провести неполную разборку узла горизонтального вала, сдвинуть его, после чего произвести разборку вала вертикального. 

В деталях фрикционной муфты проверьте состояние рабочих поверх-ностей. При износе накладок или колодок (хотя бы одной из них) проведите замену всех накладок или колодок. 

Станину, чашу сепаратора и другие окрашенные детали после сепарирования тщательно протрите влажной, а затем сухой тряпкой. 

При перерыве в работе детали барабана и выступающий конец веретена смажьте тонким слоем технического вазелина. 



6. Техника безопасности и охрана труда

С целью обеспечения высокоэффективного функционирования технологического оборудования ферм и комплексов в хозяйстве создается инженерно-техническая служба (ИТС), от четкой организации которой во многом зависят надежность и эффективность использования средств механизации. Ее главная задача - внедрение комплексной механизации и автоматизации в животноводстве, обеспечение технической исправности и сохранности технологического оборудования.

Высокий уровень насыщения животноводческих ферм и комплексов сложным технологическим оборудованием требует соблюдения работниками ИТС установленных правил охраны и техники безопасности, а также правил обращения с животными, которые в некоторых ситуациях могут представлять угрозу обслуживающему персоналу.

...