Совершенствование измельчителя корнеклубнеплодов

1.1 Корнеклубнеплоды в рационах сельскохозяйственных животных

Особенностью современного производства продукции животноводства является достижение полной реализации их наследственного потенциала. Имеющийся потенциал продуктивности коров из-за нарушений технологических регламентов содержания, кормления и доения реализуется только на 40…60% [5,39]. Изменяя уровень и режим кормления, набор и соотношение кормов в рационе, можно воздействовать на весь обмен веществ, формировать желательный тип животного, способного к высокой молочной или мясной продуктивности. Только рациональное, нормированное кормление с использованием современных достижений науки и практики в полной мере может обеспечить высокую продуктивность животных, повысить качество животноводческой продукции и снизить ее себестоимость [4,8,39]. Не решив проблему полноценного кормления животных, невозможно увеличить производство продукции животноводства.

В кормлении КРС используются корма растительного и животного происхождения и промышленного производства. Основу рациона КРС составляют корма растительного происхождения (грубые, сочные и концетрированные корма). Важными факторами успешного ведения животноводства являются: создание прочной кормовой базы и обеспечение скота качественными и дешевыми сочными и грубыми кормами. Однако, как показывают проведённые исследования, обеспеченность объёмистыми кормами не превышает 75…80%, качество заготавливаемых сочных кормов не отвечает зоотехническим требованиям, недостаток питательных веществ восполняется за счёт применения в рационах животных дорогостоящих концентрированных кормов, что приводит к увеличению стоимости кормовой единицы более чем на 30% [47]. Кроме того, несбалансированность кормового баланса по основным видам кормов, их низкое качество предопределяют в целом дисбаланс в кормлении КРС по протеину и обменной энергии, что оказывает отрицательное влияние на продуктивность животных (ежегодно от коров недополучают по стране 4…5 млн. тонн молока). На одну условную голову скота заготавливается грубых и сочных кормов 21…22 ц корм. ед., что на 20…25% ниже научно обоснованных зоотехнических норм [29]. Как показывает опыт многих хозяйств, увеличение производства говядины и снижения её себестоимости можно добиться при использовании местных дешёвых кормов.

Известно, что тип кормления и физико-механические свойства кормов оказывают большое влияние на качество получаемой продукции. При определении типа кормления и набора элементов питания в рационах животных необходимо ориентироваться на местные корма, производимые в хозяйствах и имеющих низкую себестоимость и более высокое качество. При составлении рационов необходимо учитывать сочетание кормов и последовательность их выдачи. По данным Всесоюзного научно-исследовательского института животноводства, потери питательных веществ из-за несовершенства методов заготовки и хранения в корнеклубнеплодах достигают 20…25% [23].

Скармливание корнеплодов положительно влияет на процессы перевариваемости, стимулирует лактацию, обеспечивает рационы необходимым количеством сахара. В хозяйствах с высокой молочной продуктивностью коров доля корнеплодов в сочных кормах достигает от 40 до 50% [4]. Включение корнеплодов в рационы крупного рогатого скота, особенно молочных коров, в период их стойлового содержания позволяет повысить усвяемость грубых кормов. Однако, вследствие высокого содержания воды, преобладание в сухом веществе легкорастворимых углеводов, недостаточности протеина и клетчатки, они не могут служить основным кормом для животных и их скармливают в рационах совместно с другими кормами. Их вводят в состав рационов бедных углеводами и богатых протеином и клетчаткой, как источники веществ, необходимых для развития желательной микрофлоры рубца [7].

К важнейшим кормовым клубнеплодам относят картофель, морковь, земляную грушу, к корнеплодам - свеклу кормовую и сахарную, брюкву, турнепс. Из всех видов используемых в нашей стране кормовых корнеклубнеплодов наибольшая доля приходится на кормовую и сахарную свеклу, картофель и морковь [16,17,35]. Корнеклубнеплоды относятся к объёмистым кормам растительного происхождения и входят в группу сочных кормов. К объёмистым относятся такие корма, в 1 кг которых содержится не более 0,65 кормовых единицы (к ним относяться корнеклубнеплоды, силос, бахчёвые и другие) [10]. Корнеклубнеплоды - вкусный, охотно поедаемый животными, прекрасный в диетическом отношении корм. По сбору питательных веществ с единицы площади при высоком уровне агротехники корнеплоды занимают одно из первых мест среди кормовых культур. Конкуренцию им может составить только кукуруза [4].

На кормовые цели картофель используют в сыром, запаренном, силосованном и сушеном виде. Консервирование клубней методом силосования и высокотемпературной сушки является эффективным приемом снижения их потерь при хранении и создает предпосылки для ликвидации сезонности использования картофеля в кормлении сельскохозяйственных животных.

Запаривание клубней повышает содержание в них свободных сахаров в результате частичного гидролиза крахмала. Такой картофель легко силосуется, причём 94 % из всех содержащихся в картофельном силосе органических кислот приходится на долю молочной кислоты.

Питательность силосованного картофеля во многом определяется качеством хранилищ. Они должны быть изготовлены из водо- и воздухонепроницаемого материала. Наиболее удобные и экономичные величина и форма хранилища для силосования картофеля - траншея на 250…300 м³ с разделением ее на секции емкостью 30…60 м³. Ширина такой секции - 3,5…4 м, длина - 3,5…4 и глубина - 2,5…3 м. При силосовании запаренного картофеля его очищают от камней и земли, моют, запаривают, разминают и охлаждают до температуры 50…60°С. Для мойки клубней применяются агрегаты АПК-10, ИКМ-Ф-10 и другие, а для запаривания -С-12, С-7, КН-3, ЗКП-4. Агрегаты устанавливают на краю траншеи с таким расчетом, чтобы мятый картофель из загрузочного шнека попадал непосредственно в емкость. Для снабжения паром рядом с картофелезапарочным агрегатом устанавливают котел-парообразователь. Время пропаривания клубней - 30…40 мин. Перегрев ухудшает вкусовые качества картофеля, а недостаточное пропаривание затрудняет их размятие и уплотнение. Для охлаждения размятых клубней используют вентилятор, на выходной патрубок которого монтируют кожух, направленный в сторону высыпающегося из мялки агрегата и лежащего в яме картофеля.

Силосованный вареный картофель имеет желтоватый цвет и приятный фруктовый запах, рН его находится в пределах 4…4,2. В условиях хорошей герметизации он сохраняет свои органолептические и питательные качества на протяжении 4…5 лет. Потери сухих веществ в силосе из запаренного картофеля составляют 10…14%, протеина - 4…5%. Его можно скармливать всем видам сельскохозяйственных животных.

В связи с тем, что картофельный силос на 70% состоит из углеводов, эффективность его скармливания в большой степени зависит от сбалансированности рациона по протеину, фосфору, кальцию, которые должны восполняться соответствующими минеральными и протеиносодержащими добавками. Норма разовой и суточной выдачи картофельного силоса зависит от возраста и физиологического состояния животных. Наиболее оптимальны следующие нормы скармливания силосованного вареного картофеля на одну голову в сутки: дойным коровам - 20…25; нетелям - 8…15 кг.

В связи с низким содержанием сахара в сыром картофеле (0,2…0,5 %) и высокой влажностью (до 84 %) силосовать его в чистом виде не рекомендуется, так как при этом, как правило, корм получается недоброкачественный. Однако можно получить хороший силос из сырого картофеля, используя следующие приемы:

а) силосование сырого картофеля с корнеплодами (свекла, морковь), которые добавляют в количестве 10 %, и сухими кормами (травяная, сенная мука, мякина) - 5…7%. Технология силосования предусматривает очистку картофеля и корнеплодов от загрязнения, измельчение, разравнивание и перемешивание в емкости, уплотнение и герметичность укрытия;

б) добавление к силосуемому сырому картофелю ферментных препаратов аваморина и оризина ПК, обладающих амилолитическим и протеолитическим действием. Эти препараты, вызывая частичный гидролиз крахмала до свободных сахаров, улучшают процесс силосования сырого картофеля. Для снижения влажности картофеля добавляют 5…7% сухого корма. Ферментные препараты равномерно вносят в дозе 0,05 % в виде водного раствора с помощью гидропульта или садовой лейки;

в) использование химических консервантов подкисляющего действия - муравьиной, уксусной, пропионовой кислот в дозе 1% к массе сырого картофеля, а бензойной кислоты - 0,3%. Одновременно необходимо вносить 5…7% сухого корма, равномерно смешивая его с измельченным сырым картофелем.

В связи с тем, что сырой измельченный картофель при силосовании пенится и дает усадку, емкости должны загружаться им не полностью - на 70…80 см от верхнего края. Окончательная догрузка их проводится после усадки массы - через 2…3 дня. Затем емкость укрывают пленкой, землей, а для утепления - соломой или торфом.

Силосованный сырой картофель, приготовленный по описанной технологии, характеризуется высокими кормовыми качествами: содержит в составе органических кислот до 80 % молочной кислоты, рН его 4,1…4,3. В 1 кг силоса из сырого картофеля содержится 0,28…0,33 корм. ед. Потери сухих веществ в силосованном сыром картофеле составляют 12…15, а протеина - 4…5%.

К корнеплодам относятся сахарная, полусахарная и кормовая свекла, брюква, турнепс, морковь. Характерная особенность корнеплодов - высокое содержание в них влаги (75…92 %) и низкое - клетчатки (4…9 % в сухом веществе) и жира. Сухое вещество их состоит в основном из углеводов, главным компонентом которых являются легкоусвояемые сахара (сахароза), поэтому корнеплоды имеют высокую переваримость органического вещества - 85…90%. Содержание сырого протеина в сухом веществе колеблется в пределах 4…12%, при этом около половины его представлено в форме небелковых азотистых соединений.

Корнеплоды характеризуются малым содержанием зольных элементов, из которых больше всего солей калия и очень мало кальция и фосфора. Богаты корнеплоды витамином С, витаминами группы В и каротином (морковь). Скармливание этих кормов возбуждает деятельность пищеварительных желез у крупного рогатого скота и свиней. У жвачных они способствуют развитию желательной микрофлоры в преджелудках. Однако избыточное потребление их может вызвать депрессию пищеварения. Кроме того, некоторые корнеплоды содержат специфические вещества, отрицательно влияющие на физиологическое состояние животных. Так, сахарная свекла и ее ботва содержат щавелевую кислоту, корни свеклы - сапонин, нитраты и другие.

Кормовые корнеплоды охотно едят все сельскохозяйственные животные. Крупному рогатому скоту их скармливают сырыми как целыми корнями, так и резаными. Мелкие корни кассой до 150 г целесообразно измельчать, так как животные могут подавиться. Молочным коровам можно скармливать до 30…35 кг корнеплодов в сутки на одну голову пропорционально удою из расчета 0,5…1 кг на каждый килограмм молока; молодняку крупного рогатого скота на откорме - до 40 кг; племенным - 2…5 кг на 100 кг живой массы. В сахарной свёкле содержится до 25 % сухих веществ, в том числе до 17% сахаров. Это высокоэнергетический корм. В кормлении коров сахарная свекла - ценный компонент рациона. Она обеспечивает высокий уровень в рубце уксусной кислоты, связанной с образованием молочного жира. Наиболее целесообразно скармливать коровам сахарную свеклу в смеси с силосом.

Значительный резерв повышения эффективности использования корнеплодов, особенно сахарной свеклы и моркови, ликвидации их сезонного скармливания, а также снижения потерь в процессе хранения - применение новых технологий их переработки (высокотемпературная сушка, силосование, химическое консервирование и другие).

Уровень сахара в рационах коров, особенно высокопродуктивных, во многом определяет их продуктивность. Особенно остро ощущается дефицит сахара в период перехода от стойлового содержания к пастбищному, когда корнеплоды, как правило, уже отсутствуют и сахаро-протеиновое отношение в рационе резко снижается, что вызывает снижение удоев. Предотвратить снижение продуктивности дойных коров можно введением в их рацион свекольной муки. Замена 0,9 кг комбикорма на такое же количества свекольной муки повышает сахаро-протеиновое отношение с 0,7 до 1,4, обеспечивая тем самым повышение продуктивности коров на 12,5 % [16,23].

В связи с тем, что к весне в сахарной и полусахарной свекле, хранившейся в буртах, теряется значительная часть наиболее легкопереваримых питательных веществ, целесообразно часть корнеплодов силосовать. Это позволяет до 8…10 % снизить потери сухого вещества, до 4…5% - протеина, в то время как в буртах эти потери составляют к весне соответственно 25 и 15…20%.

Свекла - специфическое сырье для силосования. Она представляет собой углеводистый корм высокой влажности и при силосовании в чистом виде бурно сбраживается с образованием большого количества спирта, что увеличивает потери органического вещества и способствует перекислению корма в результате накопления в нем большого количества уксусной кислоты. Поэтому свеклу силосуют не в чистом виде, а в смеси с сухими и трудносилосующимися кормами. Важное условие получения из свеклы высококачественного силоса - очистка корней от земли. Загрязненность их не должна превышать 2…3 %. Для получения свеклы и ботвы требуемой чистоты уборку их производят поточным методом - сначала удаляют ботву, а затем выкапывают корни.

Техника силосования свеклы сводится к следующему. Если силос закладывают для крупного рогатого скота, то свеклу измельчают с помощью корнерезок типа ИКМ на ломтики. Однако следует отметить, что при силосовании свеклы в виде мезги сокращаются потери от убыли в весе: в среднем они составляют 10,4 %, а при силосовании в виде резки - 14,2 %.

Перед началом силосования для поглощения сока на дно емкости укладывают слой (30…40 см) сухого корма - травяной или сенной муки, мякины, соломенной резки. Этот же сухой компонент в количестве 10 % от массы свеклы равномерно добавляют и разравнивают в силосохранилище по мере его заполнения. Процесс силосования заканчивается уплотнением массы и тщательной ее герметизацией.

Свекольный силос имеет высокую питательность. В нем содержится не более 3 % клетчатки, 2 -протеина и 21,1% - безазотистых экстрактивных веществ. При влажности силоса 75 % в 1 кг его содержится 0,30…0,32 корм, ед., 15 г протеина, 2 г кальция и 0,15 г фосфора, количество сахара в таком силосе составляет 20…25 % от его исходного уровня.

Потери сухого вещества и протеина в силосованной свекле с добавлением 10% сухого корма обычно не превышают 10…12%. По переваримости и влиянию на продуктивность животных силосованная и натуральная свекла примерно одинаковы. Преимущество силосованной заключается в том, что в данном процессе разрушаются содержащиеся в свекле нитриты, которые оказывают отрицательное влияние на физиологическое состояние животных и могут даже вызвать их отравление [22,41]. Химическое консервирование сахарной и полусахарной свеклы является эффективным приемом снижения потерь при силосовании свеклы и уменьшения кислотности полученного корма. В качестве консервантов используют бензойную кислоту и бензонат натрия в дозе 0,2 % к массе свеклы, нитрит натрия в этой же дозе, а также органические кислоты - пропионовую, муравьиную и их смеси (1:1) в дозе 1 %. Консерванты в указанных дозах вносят в предварительно вымытую и измельченную свеклу с последующей герметизацией хранилища. Поскольку внесение консервантов ускоряет процесс подкислення силосуемой массы и снижает интенсивность кислотообразования, то потери органического вещества в консервируемой свекле снижаются до 8…10 %, а содержание молочной кислоты увеличивается до 80…90 %.

Химически консервированную свеклу можно скармливать всем видам сельскохозяйственных животных в таких же количествах, как и силосованную.

Морковь - то ценный корм для всех видов сельскохозяйственных животных, особенно для молодняка. В ней содержится 13…14 % сухого вещества, состоящего на 30 % из углеводов. Красные сорта моркови по содержанию каротина (провитамина А) занимают первое место среди кормовых культур: в 1 кг содержится от 100 до 200 мг и выше каротинa на 1 корм. ед. приходится до 1400 мг.

Высокое содержание каротина, высокая переваримость и диетические качества обусловливают важное значение моркови в кормлении животных, особенно в устранении витаминной недостаточности в зимне-весенний период. Однако обычное хранение моркови в буртах и хранилищах сопряжено с большим отходом корней из-за их гниения и плесневения. В этой связи использование ее как витаминной подкормки ограничено и носит сезонный характер - осенью и первую половину зимы, а к весне в организме животных ощущается дефицит каротина, что приводит к заболеваниям, снижению продуктивности, нарушениям воспроизводительных функций животных, отходу молодняка. Поэтому целесообразно определенную часть моркови консервировать методом высокотемпературной сушки и силосованием. В таком виде ее можно использовать в качестве витаминной подкормки в любое время года.

Чтобы продлить срок использования моркови в кормлении животных, целесообразно часть имеющихся в хозяйстве корней засилосовать или законсервировать с добавлением химических реагентов. В корнях моркови при влажности 84…90 % содержится 6…9 % сахаров, поэтому она хорошо силосуется как в чистом виде, так и в смеси с другими кормами. Особенно эффективна добавка 10…12 % (по массе) сухого бобового компонента (травяной или сенной муки, гороховой, клеверной мякины и другие). Это снижает влажность морковного силоса, обогащает его белком и минеральными веществами. Перед силосованием морковь необходимо вымыть. Если ее силосуют без добавления сухого компонента, то измельчают на кусочки размером до 10 мм. При более крупном измельчении масса плохо уплотняется, а при измельчении до мезги часть питательных веществ теряется с соком. Для уменьшения этих потерь измельченную морковь силосуют слоями толщиной 30…40 см с неизмельченными корнями. Измельченная масса заполняет свободное пространство между целыми корнями, вытесняя воздух, и это улучшает качество корма.

Обязательное условие силосования моркови - укладка на дно хранилища слоя измельченного сухого корма (30…40 см), уплотнение массы и тщательная ее герметизация. Силосованная морковь характеризуется высокой сохранностью каротина. Так, при влажности морковного силоса 88,5 % в 1 кг его в феврале содержится 175 мг каротина, а в корнях, хранившихся в бурте, - лишь 90 мг [16,23].

Молочным коровам можно давать в день по 2,5 кг свежей моркови. Это благоприятно сказывается на вкусе и цвете сливок, сливочного масла. Скармливание моркови благоприятно сказывается на качестве и технологических свойствах мяса, улучшает воспроизводительные функции животных (повышает оплодотворяемость, плодовитость и другие). Особенно ценна морковь для молодняка и племенных животных.

Одним из основных способов повышения эффективности использования корнеплодов является измельчение, которое проводят с целью ускорения процессов переваривания кормов в желудке животных и повышения усвояемости питательных веществ. Это связано с тем, что скорость переваривания питательных веществ зависит от площади поверхности частиц корма [17,33].

В зависимости от вида измельчения сочных кормов, а также от того, каким животным они предназначены, предъявляются различные требования к качеству и степени измельчения. Для КРС рекомендуемый размер частиц корнеклубнеплодов 10…15 мм. Однако, для лучшего смачивания кормов клеточным соком корнеплодов и лучшего перемешивания их можно измельчать и более мелко, например, при скармливании в смеси с концентрированными и грубыми кормами для КРС - в форме узких пластинок с размерами соответственно по толщине от 5 до 10 мм, по ширине - 10…30 мм и длине, равной длине продукта. Дополнительное измельчение и смешивание кормовых компонентов при раздаче корма позволяет повысить поедаемость кормов в 1,5 раза по сравнению с использованием в необработанном виде [2,4,17,33].

В настоящее время одним из путей увеличения производства продукции животноводства является использование в рационах животных корнеклубнеплодов. Наибольшую отдачу от этих кормов можно получить, применяя их в измельченном или запаренном виде. Однако применение запаренных кормов сдерживается высокой стоимостью источников энергии из-за постоянного роста тарифов, в результате чего их скармливают в сыром виде с предварительным измельчением в соответствии с зоотехническими требованиями. Поэтому использование машин и оборудования для приготовления корнеклубнеплодов, позволяющих повысить продуктивность животных при одновременном снижении затрат на их приготовление, является необходимым условием эффектного использования их в составе кормовых рационов [5]. Как показывают проведенные исследования, если скармливание корнеклубнеплодов определенной группе животных в сыром или запаренном виде приносит выгоду, значительно превышающую затраты на обработку корма, то тогда принимают ту технологию, которая даёт эту выгоду.

Важное значение для повышения полноценности кормления животных имеет правильно организованный летом зелёный конвейер и заготовка высококачественных кормов на зиму [4]. Основные компоненты рациона коров в летний период - зелёные корма; в зимний период - сено, сенаж, силос, корнеклубнеплоды и в качестве балансирующего компонента - комбикорма. Для восполнения недостающих элементов питания и повышения биологической ценности рационов в них включают минеральные добавки, витаминные препараты или премиксы [21]. Одним из главных факторов при выращивании крупного рогатого скота на всех этапах его роста, развития и хозяйственного использования является не только нормированное кормление, но и сбалансированность рационов.

Для улучшения процесса сбраживания и приготовления высокопитательных кормов из отдельных компонентов, дополняющих друг друга по питательным веществам и элементам питания используют смешивание ряда кормов при приготовлении комбисилоса. Для создания необходимой кислотности могут применяться химические консерванты или органические кислоты [4,32].

При откорме крупного рогатого скота И.Л. Семак, Н.И. Мосолов и М.И. Книга рекомендуют скармливать сахарную свёклу только в измельченном виде в смеси с грубыми кормами и силосом, что благоприятно влияет как на поедаемость, так и на усвояемость питательных веществ [23].

На эффективность усвояемости кормов большое значение оказывают способы их подготовки и переработки: измельчение и смешивание грубых и сочных кормов с добавлением концентрированных, углеводистых, азотосодержащих или минеральных добавок; термохимическая обработка грубых кормов; плющение зерна; введение фосфоросодержащих добавок; приготовление полнорационных кормосмесей. Наиболее эффективным приемом является приготовление полнорационных кормосмесей из предварительно подготовленных компонентов и добавок, позволяющее повысить продуктивность животных на 18…24% [39].

Полнорационная кормосмесь (монорацион) - это однородная, высокопитательная смесь нескольких видов кормовых средств, обогащенных минерально-витаминными добавками, полностью удовлетворяющая физиологические потребности животных. Такие смеси должны обеспечивать повышение продуктивности животных, снижение затрат труда и кормов на единицу продукции и высокий уровень механизации раздачи кормов.

Применение в животноводстве полнорационных кормосмесей с различными физико-механическими свойствами и структурой (гранулированные, брикетированные, рассыпные в сухом и влажном виде) позволяет точно нормировать рационы по уровню энергии, общей и протеиновой питательности, клетчатке и сахаро-протеиновому отношению, минеральным веществам и незаменимым аминокислотам, витаминам и другим биологически активным веществам с учетом возраста, пола, физиологических потребностей и уровня продуктивности животных.

Традиционные рационы для крупного рогатого скота обычно состоят из большого набора кормов (силоса, соломы, сена, сенажа, корнеплодов, концентратов и других), которые характеризуются различными физико-химическими и механическими свойствами. Разнородность этих видов кормов является главным препятствием использования универсальных машин и механизмов для раздачи их животным. Поэтому кормление скота является самым трудоёмким процессом в животноводстве. Неудобство многокомпонентных рационов состоит еще и в том, что в условиях крупных комплексов и ферм, особенно при беспривязном содержании скота, трудно организовать и нормировать кормление высокопродуктивных лактирующих коров.

Многокомпонентность рационов, частая смена кормов отрицательно сказываются на пищеварении, обмене веществ и, как правило, на продуктивности животных. Исследования в области физиологии и биохимии питания жвачных животных показали, что при постоянном и стабильном составе рациона переваримость и усвоение питательных веществ происходят значительно лучше. Поэтому весьма важно, чтобы животные в течение более длительного периода находились на постоянном полноценном кормлении.

Полнорационные кормосмеси по форме и структуре весьма разнообразны. Они могут быть составлены из грубых, сочных и концентрированных кормов, в сухом и влажном состоянии, в рассыпном, гранулированном и брикетированном видах, с большим удельным весом отходов полеводства, пищевой перерабатывающей промышленности и кормов искусственной сушки.

Традиционные рационы кормления с многокомпонентным набором кормов не соответствуют современным требованиям интенсификации и специализации животноводства. Поэтому требуется разработка более новых и совершенных технологий производства кормов, кормоприготовления и кормления сельскохозяйственных животных [4].

В практике нашли применение три основных технологии кормления КРС [2,4,5]: первая технология предусматривает скармливание кормовых компонентов раздельно или покомпонентно; вторая - кормление полнокомпонентной смесью в зимний период и поочередное кормление зелеными и концентрированными кормами в летний период и третья - круглогодовое дифференцированное кормление животных полнорационными кормосмесями, приготовленными в мобильных измельчителях-смесителях-раздатчиках кормов.

При первой технологии сначала раздают сочные и грубые корма, а затем на них насыпают концентрированные. Это дает возможность выборочного поедания кормов скотом, что приводит к потерям сочных и грубых кормов до 15…20 %. Потребляемые раздельно концентрированные корма повышают кислотность в рубце коровы и это приводит к заболеванию животных. Выдача тщательно перемешанной полнорационной кормосмеси к повышению кислотности среды рубца не приводит, при этом улучшаются показатели воспроизводства, здоровья и молочной продуктивности коров, снижаются потери кормов [5,41].

При второй технологии полнокомпонентную кормосмесь готовят в стационарных кормоцехах, типа КОРК-15, а затем её раздают в кормушки животным [5,22,41].

Третья технология предусматривает кормление полноценными кормосмесями, приготовленными в мобильных многоцелевых агрегатах, совмещающих процессы измельчения, смешивания и дозированной раздачи кормов [22,41].

Наиболее распространенным типом кормления крупного рогатого скота в стойловый период является силосно-корнеплодно-концентратный с добавлением разного количества силоса, корнеклубнеплодов и концентрированных кормов в зависимости от вида и уровня продуктивности животных [4].

2. Технологические процессы и технические средства для приготовления корнеклубнеплодов

2.1 Технологические процессы приготовления корнеклубнеплодов

На животноводческих фермах и комплексах большое внимание уделяют предварительной подготовке корнеклубнеплодов перед их скармливанием животным, так как в результате этого повышается перевариваемость и питательная ценность. Известно, что животные усваивают лишь 20…25% содержащихся в корме питательных веществ, около 30% расходуется на физиологические нужды, а остальная часть выделяется с отходами, поэтому при решении задач рационального приготовления кормов необходимо добиваться снижения их непроизводительных потерь [26].

Как показывают практика и проведенные исследования, на средних и крупных животноводческих фермах обрабатывать и приготовлять корма нужно в кормоцехах, а для более мелких ферм более экономично и проще использовать универсальные кормоприготовительные агрегаты. Качественно заготовленные корма являются необходимым, но ещё не достаточным условием для получения максимальной продуктивности животных. Задача приготовления кормов к скармливанию сводиться к тому, чтобы в результате механической (измельчение, смешивание) или тепловой обработки (запаривание) повысить содержание химических элементов и перевариваемость скотом потребляемой кормосмеси. Этот принцип составляет основу как конструкции машин и оборудования, так и выполнения всего технологического процесса приготовления кормов на животноводческих фермах и комплексах.

Различают два основных варианта технологии приготовления корнеклубнеплодов на корм животным и птице [37]:

1) приём, накопление - очистка от грязи (влажная или сухая) - отделение камней - измельчение - дозирование - выдача готового продукта;

2) приём, накопление - очистка от грязи (влажная) - отделение камней - тепловая обработка (запаривание) - мятие - разбавление водой - дозирование картофеля.

Первый вариант применяют в основном при кормлении крупного рогатого скота, а второй - при кормлении свиней и для коров при использовании только подмороженных корнеклубнеплодов. Анализируя представленные технологии приготовления корнеклубнеплодов, следует отметить, что по энергоёмкости процесса приготовления их можно разделить на две группы - с применением тепловой обработки и без неё. В зависимости от этого в технологические линии включаются машины, функциональное назначение которых соответствует выбранной технологической схеме.

Стационарные машины ПТЛ корнеклубнеплодов характеризуются жесткой связью, то есть все они от первой до последней работают в ритме основной машины. Машины и оборудование животноводческих ферм, в отличие от многих сельскохозяйственных машин, используются не сезонно, а на протяжении всего года или непосредственно работают в контакте с животными и воздействуют на их органы. Поэтому каждая технологическая операция или процесс на фермах, в отличие от полевых работ, должны выполняться в строго определённое время. Несвоевременное выполнение их ведёт к нарушению функциональных процессов в организме, что оказывает влияние на продуктивность и здоровье животных. Известно, что несоблюдение режима кормления и поения животных снижает их продуктивность на 15…20%, что в результате приводит к повышению себестоимости продукции и к уменьшению её валового производства [1,9,39]. Недополученная продуктивность животных восстанавливается не сразу. Например, задержка кормления дойных коров на 2 ч вызывает снижение удоев на 1 л, а восстанавливается при нормальном режиме кормления только через 4 дня [6].

Технологические линии приготовления корнеклубнеплодов (рисунок 1) обеспечивают выполнение операций погрузки, доставки, выгрузки, накопления (хранения), подачи, очистки или мойки, измельчения и дозированной подачи на линию смешивания [12]. Оборудование и машины ПТЛ монтируют в помещении цеха с минимальным заглублением (не более 700 мм), оно рассчитано для работы при температуре от 5 до 35°С и относительной влажности воздуха не более 95 %. Линия должна обеспечивать механизированную загрузку из транспортных средств, мойку обычных и крупных корнеплодов, их измельчение и дозированную подачу, а также отдаление от массы загрязнений (земли, ботвы, соломы) влажным или сухим способом. Оборудование ПТЛ совмещают с выгрузными механизмами хранилища корнеплодов. Для мойки корнеклубнеплодов используют оборотное водоснабжение с рециркуляцией грязной воды. Расход воды на 1 т корнеклубнеплодов - 20...50 л.

Приведенное на схеме оборудование показывает, что без учёта хранилищ в состав ПТЛ входит от четырех до шести машин.

Согласно первой схеме А (см. рисунок 1)доставленные транспортными средствами корнеклубнеплоды порциями по 2...4 т выгружают в приемный бункер-питатель ПБ-2М, заглубленный на 700 мм, либо на площадку цеха, откуда их периодически сталкивают в бункер ПБ-2М бульдозером. Из бункера корнеклубнеплоды транспортером ТС-40М подают в мойку-дозатор агрегата АПК-10А, где они отмываются от грязи, затем дозированно подаются в измельчитель-смеситель агрегата АПК-10А.

Рисунок 1. Схемы основных ПТЛ для приёма и обработки корнеклубнеплодов: 1 - приемный бункер (ПБ-15 или ПБ-2М); 2 - скребковый транспортер ТС-40М; 3 - шнековая мойка агрегата АПК-10А; 4 - мойка-измельчитель ИКМ-Ф-10; 5 - бункер-дозатор КОРК-15.03.01; 6 - питатель ТК-5,0Б; 7 - мойка-измельчитель ИКМ-5; 8 - транспортёр-загрузчик ТЗК-30М; 9 - барабан сухой очистки корнеплодов; 10 - мойка-измельчитель; 11 - дозатор сочных кормов ДС-15

По схеме Б корнеклубнеплоды в той же последовательности доставляют и выгружают в приемный бункер ПБ-2М или ПБ-15 и скребковым транспортером подают в мойку-измельчитель ИКМ-Ф-10, в котором они отмываются от грунта и песка вихревыми потоками воды, создаваемыми вращающимся крылачом или диском. Будучи во взвешенном состоянии, подхватываются шнеком и направляются к измельчителю. Частично отмытые в ванне корнеклубнеплоды дополнительно омываются струёй воды в кожухе шнека. Камни и другие тяжелые предметы опускаются на дно ванны и отбрасываются крылачом на выгрузной транспортер. В измельчителе корнеклубнеплоды на верхнем диске измельчаются горизонтальными ножами и поступают на нижний диск, где происходит их окончательное доизмельчение вертикальными ножами. Измельченная масса выгружается в дозатор через лоток с помощью лопаток нижнего диска, в бункере-дозаторе самотеком направляется в рабочую зону дозирующего устройства. Вращающиеся скребки захватывают измельченный корм порциями и сталкивают с тарелки дозатора в кольцевую щель между тарелкой и кожухом. Количество дозируемых корнеклубнеплодов в каждой порции регулируют вращением винта регулировочного устройства. Достоинство данной ПТЛ является малое заглубление питателя и высокая пропускная способность измельчителя, а недостатком - низкая надежность дозатора.

Согласно схеме В (см. рисунок 1) каждый приемный бункер шнеков-питателей ТК-5Б загружают кормами из транспортных средств. Шнеки-питатели включают в работу поочередно. При пуске линии первым включают скребковый транспортер, а затем один из шнеков-питателей. Корнеклубнеплоды подаются в мойку-измельчитель ИКМ-Ф-5, где подвергаются мойке, очистке от загрязнений и камней, измельчению, после чего поступают в дозатор КОРК-15.03.01 и далее - на ПТЛ смешивания. Недостатком данной ПТЛ является то, что в ёмкости приёмной части питателя, заглубленного на 3000 мм, во время работы ежесменно накапливается много грязи, замерзающей в зимнее время, что затрудняет очистку, вызывает перегрузку электродвигателя, обрыв цепей и тому подобное. Кроме того, основным недостатком шнеков-питателей ТК-5Б является необходимость их заглубления, что требует дополнительных затрат на строительно-монтажные работы и затрудняет техническое обслуживание. Поэтому, по мнению ряда учёных наиболее совершенным является питатель-дозатор корнеклубнеплодов ПДК-Ф-15-1, который по сравнению с питателями типа ПБ-2М или ПБ-15 обеспечивает большую равномерность подачи продукта, для его установки не требуется больших капитальных вложений, устанавливается на любой ровной горизонтальной площадке. Питатель-дозатор корнеклубнеплодов ПДК-Ф-15-1 устроен следующим образом. На раме шарнирно закреплен лоток, в который самосвальным транспортером загружаются корнеклубнеплоды. Лоток при помощи двух гидроцилиндров может подниматься на угол до 60°. Корнеклубнеплоды, перемещаясь под собственным весом, захватываются шнеком и дозированно подаются далее согласно технологии приготовления. Аналогично устроен питатель ПКЖ-Ф-15.

По четвертой технологической схеме Г (см. рисунок 1) корнеплоды, загруженные в приемный лоток питателя ТЗК-30М, ленточным скребковым транспортером подаются во вращающийся барабан сухой очистки, в котором отделяется основная масса грунта, соломы и растительных остатков. Из барабана, установленного с зазором относительно загрузочного лотка, корнеклубнеплоды попадают в ванну мойки-камнеотделителя, где потоком воды, создаваемым рабочим колесом с лопастями совместно с витками шнека, отмываются и шнеком транспортируются к измельчителю. Камни и другие тяжелые примеси коническое рабочее колесо отбрасывает к периферии и удаляет из ванны через окно на транспортер удаления примесей. Очищенные от земли, песка и камней и превращенные в стружку корнеплоды поступают в бункер-дозатор. Отсюда измельченную массу в дозированном количестве подают на линию смешивания. ТЗК-30М не требует заглубления, легко транспортируется и может использоваться в других технологических линиях. Основной недостаток данной машины - неравномерность подачи корнеклубнеплодов.

Технико-экономический расчет по ПТЛ (см. рисунок 1) для различного суточного объема погрузки и доставки кормов - от 5,6 (для 400 коров) до 28 т (для 2000 коров) - показывает, что для небольших ферм при одинаковой эксплуатационной производительности по линиям А, Б, В от 2 до 4 т/ч [28]. Здесь наболее эффективен вариант А. Для крупных ферм на 1200...2000 коров по вариантам А, Б и Г приведенные затраты снижаются почти наполовину, причем оптимальной является ПТЛ, совмещенная с корнеплодохранилищем [28]. При оптимизации линий кормоприготовления важное значение имеет вместимость хранилища корнеклубнеплодов, сблокированного с ПТЛ. Предельные значения вместимости: минимальный - бункер на 5...8 м³, максимальный - хранилище на годовой запас. Оптимальная вместимость хранилища должна соответствовать 1...1,5-месячной потребности корма [18].

На молочных фермах и комплексах приготовление доставка и раздача кормосмесей осуществляется мобильными машинами различных типов, адаптированных к отечественным условиям, совмещающих в себе функции мобильных кормоцехов, кормовыдающих агрегатов и средств подвоза кормов к животноводческим объектам. Анализ информационных материалов и периодических специализированных изданий крупнейших отечественных и международных выставок показал, что реализация достижений научных исследований по созданию новой техники и применению ресурсосберегающих технологий для приготовления и раздачи кормов на животноводческих фермах и комплексах крупного рогатого скота осуществляется не только по пути разработки мобильных универсальных раздатчиков-смесителей с вертикальной или горизонтальной системами измельчения-смешивания, но и по направлению разработки семейства специализированных внутрифермских самоходных раздатчиков-смесителей на шасси с низким дорожным просветом; самоходных кормосмесителей на базе шасси автомобиля для ферм небольших размеров; раздатчиков-смесителей модульного типа, приспособленных к эксплуатации на фермах с различными объёмно-планировочными решениями; стационарных кормосмесителей, осуществляющих функции малогабаритных цехов [15]. Основным их конструктивным элементом является система электронного взвешивания компонентов рациона (позволяет приготавливать в зависимости от используемых кормовых ресурсов до 100 рационов, точность взвешивания - до 1 кг), которая превращает обычный кормораздатчик в машину нового поколения. По мнению специалистов, наиболее предпочтительными являются кормосмесители с вертикальным расположением шнека в кузове машины, который помимо высокой однородности смешивания обеспечивает максимальную эффективность работы раздатчика [14,28]. За рубежом и у нас в стране крупные производители молока и мяса в последнее время склоняются к применению самоходных кормораздатчиков, отличительной особенностью которых, по сравнению с прицепными, является высокая производительность и точность дозирования, более качественное смешивание кормовых компонентов, а также они обладают хорошей маневренностью при загрузке и раздаче.

Смесители-кормораздатчики предназначены для загрузки, транспортирования, измельчения и смешивания кормов, а также дозированной раздачи ими приготовленных кормосмесей на животноводческих фермах и комплексах. Многие специалисты фирм-производителей животноводческой техники считают, что кормораздатчики являются экономичной альтернативой миксерам. Кормораздатчики с системой весоизмерения и с дополнительным бункером для минеральных добавок идеально подходят для смешивания измельченных трав, кукурузы и концентратов, стоимость их ниже стоимости миксеров, имеют низкие потребляемую мощность и износ машины, не тратиться время на подготовку кормовой смеси.

Несовершенные технологии и технические средства в процессе подготовки кормов создают условия для недоиспользования их потенциальной питательности на 25…30, по пути перемещения теряется кормов еще до 8 и при неравномерной раздаче - до 24%. Результаты проведённых исследований показывают, что более 40% всех трудозатрат, связанных с кормлением КРС приходится на выемку из хранилищ и погрузку кормовых материалов. Как показывает практика, если в хозяйстве отсутствует поточно-технологическая линия, то мобильными раздатчиками раздают только силос и сенаж, а для корнеклубнеплодов такие машины не предназначены и их раздают вручную, а из этих кормов возможно приготовить полнорационную кормосмесь. Следовательно, для полной механизации приготовления кормов на фермах обязательно необходимо иметь кормоцех (или кормокухню). Правильное соотношение грубых кормов и корнеклубнеплодов позволяет равномерно нагружать пищеварительный тракт и полнее использовать пищеварительные способности животных [11].

Техническую и технологическую модернизацию производства, составляющую сердцевину технического прогресса, необходимо осуществлять с учётом специфических особенностей каждой подотрасли животноводства, физиологических требований животных к условиям выполнения каждого производственного процесса, а также климатических и организационно-экономических условий производства продукции [30].

Для ускоренного развития отечественного агрокомплекса, обеспечения населения страны конкурентоспособным продовольствием собственного производства необходимо техническое и технологическое переоснащение сельского хозяйства, формирования парка ресурсоэффективных машин нового поколения. Рациональный комплект машин для механизации и автоматизации процессов в животноводстве необходимо формировать с учетом интенсивности использования техники, обусловленной объемом работ, численностью и видом обслуживаемых животных, состава рациона кормления [33].

Анализ применяемых технологий показывает, что машины и оборудование, необходимые для оснащения существующих, реконструируемых и вновь строящихся ферм в России выпускаются лишь частично. Поэтому новое перспективное оборудование требует разработки и освоения в производстве. По мнению профессора В.К. Скоркина и ряда других учёных, модернизация по сравнению с созданием новых машин является более экономичным мероприятием, так как замена морально устаревших узлов и агрегатов позволяет повысить их технический уровень с минимальными финансовыми затратами [10]. Модернизация позволяет не только повысить сроки эксплуатации действующих машин и установок, но и на качественно новый уровень поднять их технико-экономические параметры - надежность, производительность, снизить удельные затраты энергии и других ресурсов, улучшить условия труда работников ферм. Особенно необходимо и целесообразно проводить модернизацию технологических машин и оборудования, отличающейся высокой металлоемкостью корпусных элементов конструкции - дробилки, мобильные раздатчики кормов, измельчители и другие. Замена морально устаревших узлов и агрегатов позволяет повысить их технический уровень с минимальными инвестициями.

2.2 Технические средства для измельчения корнеклубнеплодов