26 апреля 2018 г. в Институте агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) (г. Санкт-Петербург-Пушкин) прошла четвертая научно-практическая международная конференция «Энергосбережение, использование возобновляемых источников энергии». Конференция была организована Комитетом по агропромышленному и рыбохозяйственному комплексу Правительства Ленинградской области, Комитетом по топливно-энергетическому комплексу Правительства Ленинградской области, ГП «Институт энергетики Национальной академии наук Беларуси», ГКУ ЛО «Центр энергосбережения и повышения энергоэффективности Ленинградской области» и ИАЭП - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ. В работе конференции приняли участие ученые и специалисты из ведущих научных, производственных и учебных коллективов трех стран: России, Беларуси и Казахстана, а также представители исполнительных органов власти федерального и регионального уровней. Это свидетельствует о большой значимости для практического использования представленных на конференции докладов по проблемам энергосбережения и защиты окружающей среды. В выступлениях участников конференции были изложены результаты теоретических и прикладных исследований и разработки новых технологий и технических средств. Основная направленность исследований - повышение уровня энергетической безопасности и надёжности энергоснабжения предприятий и сельских поселений, в том числе за счёт широкого использования местных и возобновляемых энергоресурсов; вовлечение ВИЭ в топливно-энергетический баланс; сокращение затрат на производство, распределение и транспортировку электрической энергии и топлива; энергосбережение и повышение энергоэффективности производства сельхозпродукции; снижение антропогенной нагрузки на окружающую среду; более эффективное использование энергетического потенциала Союзного государства России и Белоруссии.
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства
2018. — Выпуск 95
Содержание:
Представлены результаты экспериментального исследования некоторых теплоэнергетических характеристик гелиоводонагревателя с использованием динамического метода. Объектом исследования был плоский гелиоколлектор, разработанный ИАЭП. Коллектор представляет собой радиатор с зачерненной поверхностью, установленный в корпусе и закрытый сверху одинарным стеклом с уплотнением. С тыльной стороны корпус снабжен теплоизоляцией. Анализ полученных данных показал, что потери тепла через теплоизолированную заднюю стенку коллектора в 7-8 раз меньше, чем через переднюю остекленную стенку; с усилением нагрева гелиоприемника тепловые потери возрастают прямо пропорционально росту температуры. Так, при нагреве пластины от 35 до 65°С теплопотери возросли с 80 до 440 Вт. К.п.д. коллектора с увеличением температуры гелиоприемника существенно снижается, в связи с чем эксплуатировать коллектор при высоких температурах менее эффективно.
Ключевые слова
Представлены результаты расчета угла ориентации гелиоводонагревателей в системах солнечного водонагрева, который имеет большое практическое значение. Пра¬вильно расположив гелиоводонагреватель, можно получить дополнительное количество энергии и тем самым повысить его к.п.д. и эффективность использования. Применение гелиоустановок на севере во многом отличается от их применения на юге России. Одно из отличий - это то, что солнечное сияние в летние месяцы на севере значительно продолжитель¬нее в течение суток, чем на юге. Поэтому потребовалось получить недостающую информацию для севера России. Кроме того, пред¬ставляет интерес сравнение характеристик работы неподвижных гелиоводонагревателей при разных углах их ориентации со следящей за солнцем гелиосистемой. Расчет угла ориентации гелиоводонагревателей провели на основании данных актинометрических станций, на которых измеряется прямая солнечная радиация, поступающая на перпендикулярную к солнечным лучам поверхность, рассеянная радиация, а также прямая и суммарная солнечная радиация, поступающая на горизонтальную поверхность. Рассчитали оптимальный угол наклона гелиоводонагревателя для различных северных широт. В результате определили, что гелиоводонагреватель, расположенный в северных широтах и используемый весь летний сезон, должен быть ориентирован на юг под углом 45° к горизонту. При использовании гелиоводонагревателя только в летние месяцы оптимальное его расположение - горизонтальное. Допустима установка гелиоводонагревателей на весь сезон под углами от 0 до 45° к горизонту в случае использования рассеянной радиации. Теплопроизводительностъ следящей гелиосистемы по сравнению с неподвижной выше в 1,6-1,8 раза, причем, чем севернее, тем эффективнее слежение за солнцем.
Ключевые слова
Проблема аккумулирования энергии, производимой возобновляемыми источниками энергии, является одной из ключевых. Несмотря на обилие различных способов накопления энергии предпочтение сегодня отдаётся химическим источникам тока (аккумуляторам). В России в 2016 г. введён ГОСТ Р МЭК 61427-1-2014 «Аккумуляторы и аккумуляторные батареи для возобновляемых источников энергии», в котором отражены требования к буферным батареям аккумуляторов для электростанций на возобновляемых источниках энергии. В статье проведен анализ всех производимых в настоящее время видов химических источников тока на соответствие требованиям указанного стандарта. При этом установлено, что даже самый широко распространенный вид источника - литий-ионный аккумулятор, соответствует только двум требованиям ГОСТ: безуходности и обеспеченности автоматической системой контроля. Основные недостатки классического литий-ионного аккумулятора - взрывоопасность, узкий температурный диапазон (не работает при низких и высоких температурах), низкий циклический ресурс, высокая цена, токсичность, работа исключительно на сложных электролитах, ограниченная добыча кобальта. Этих недостатков лишена другая литий-ионная система Li4Ti5O12 | LiFePO4. Она не получила широкого распространения на рынке поскольку имеет низкое напряжение разомкнутой цепи 1,7 В. При этом она обладает рядом бесспорных для возобновляемых источников энергии достоинств: в элементный состав катода и анода не входят дорогостоящие компоненты; данная система работает на простых и дешёвых электролитах; диапазон рабочих температур находится в пределах от -40°С до +120°С; в силу низкого напряжения разомкнутой цепи система пожаро- и взрывобезопасна, поэтому технически возможно создание аккумуляторов большой ёмкости 1000 Ач и более. Оба электрода и корпус аккумулятора можно изготавливать из алюминия. На кафедре технологий электрохимических производств СПбГТИ(ТУ) разработаны электролиты для системы Li4Ti5O12 | LiFePO4 на базе эфиров фосфорной кислоты, позволяющие работать с простыми солями лития.
Ключевые слова
За последнее время в сельскохозяйственных предприятиях наблюдается значительный рост производства. Электрооборудование и технологии с его использованием постоянно совершенствуются. Применение современного дорогостоящего оборудования предъявляет свои требования к качеству электрической энергии и схемам электроснабжения. Сельские потребители имеют небольшие, но разные по значению мощности нагрузки, которые удалены одна от другой на большие расстояния даже в пределах одного хозяйства. К любой точке электрической сети может быть присоединено большое число потребителей с самыми разнообразными характеристиками. Питание мелких нагрузок, как правило, осуществляется от маломощных однофазных трансформаторных подстанций. Схемы электроснабжения сельских потребителей, их структура и режим работы имеют особенности, которые снижают качество электроэнергии и увеличивают ее потери. Виновниками ухудшения качества электроэнергии могут быть как энергоснабжающая организация, так и потребители. Показатели качества электрической энергии регламентируются ГОСТ 32144-2013. Экспериментальные исследования указанных показателей проводили в одном из хозяйств Ленинградской области с применением прибора «Энерготестер ПКЭ» в течение месяца. Анализ построенных по результатам измерений графиков показал, что электрическая нагрузка имела эпизодический характер, допустимая разница значений силы тока между фазами на трансформаторных подстанциях не превышала 15%, что соответствовало допустимым нормам. Коэффициент мощности в обследуемых трансформаторных подстанциях колебался от 0,5 до 1,0, так как основными потребителями были асинхронные двигатели с частыми пусками и небольшой по времени продолжительностью работы. Для увеличения его значения рекомендуется установить компенсирующие установки реактивной мощности. На основании выполненных измерений можно сделать заключение, что электрические сети в обследованном хозяйстве находятся в удовлетворительном состоянии, эксплуатируются квалифицированным персоналом и удовлетворяют действующим нормам и правилам эксплуатации.
Ключевые слова
В статье представлен анализ выборки из двадцати одного хозяйства Ленинградской области по использованию топливно-энергетических ресурсов. Для этого были применены методы математической статистики и многомерные статистические методы. По данным, полученным из хозяйств, определены основные статистические показатели, средние значения, стандартные отклонения и коэффициенты вариации. Анализ показал, что полученные данные имеют значительный разброс, а коэффициенты вариации изменяются от 30 до 65%. Рассчитанная корреляционная матрица указывает на изменение связи между показателями энергопотребления в достаточно широких пределах - от нулевых значений до достаточно больших значений, что говорит о ее сложном характере. На основе использования факторного и дискриминантного анализа определены «скрытые» факторы, влияющие на энергопотребление и распределение хозяйств по группам эффективности использования энергии. Для этого хозяйства были разделены на три группы. Было выявлено, что хозяйства второй группы имеют наибольший объём производства, потребляют наибольшее количество всех видов энергии, и их продукция имеет наибольшую энергоёмкость. Регрессионный анализ влияния факторов на потребление топливно-энергетических ресурсов показал основное влияние таких факторов как энергоемкость, объем производства продукции и количество потребленной электрической энергии. Построены математические модели влияния факторов на основные производственные показатели. Модели позволяют спрогнозировать энергопотребление, а также выполнить оценку энергоэффективности предприятий на основе имеющейся информации. Модели могут быть использованы при разработке производственной программы развития предприятия и при проектировании систем энергообеспечения сельскохозяйственных объектов.
Ключевые слова
Ветроэнергетика является бурно развивающейся и перспективной отраслью возобновляемой энергетики. Энергия ветра с каждым годом занимает всё большую долю в общемировом производстве электроэнергии, так как данный источник энергии находится в свободном доступе, нескончаем и безвреден для окружающей среды. Одним из ее недостатков остается необходимость повышения конкурентоспособности энергии, получаемой от ветра, по отношению к энергии, получаемой из традиционных источников топлива. На сегодняшний день это достигается совершенствованием систем управления. Все чаще в работах отечественных и зарубежных ученых встречается разработка новых интеллектуальных способов управления, которые позволяют регулировать выработку ветроэнергетических установок в зависимости от тех или иных условий ее работы. К таким способам управления относятся, в том числе, и контроллеры, в основу которых заложены алгоритмы на основе нечеткой логики, управляющие различными контурами ветроустановок. В данной статье рассмотрена идея поиска оптимальных функций принадлежности для нечетких множеств входных и выходных переменных, используемых в алгоритмах на основе нечеткой логики для повышения энергоэффективности ветроэнергетической установки. В результате проведенного исследования было установлено, что использование симметричных гауссовских функций принадлежности дает наиболее быстрый результат сходимости в точку оптимальной мощности.
Ключевые слова
Многие населенные пункты северного региона России удалены от сетей централизованного электроснабжения, поэтому возникают сложности с обеспечением их электроэнергией. Так, например, на территории Чукотского автономного округа находится много изолированных населенных пунктов, электроснабжение которых осуществляется от дизельных электростанций. Из-за сурового климата и удаленности объектов электроснабжения доставка топлива затруднена, что, в свою очередь, сказывается на ценах на электроэнергию. Кроме того, в связи с бурным развитием проектов по добыче полезных ископаемых, требуется ввод новых мощностей. Возобновляемые источники энергии, в том числе и солнечная энергия, являются перспективным направлением в энергетике, но для грамотного и наиболее выгодного использования солнечной энергии надо сначала определить ресурсы этой энергии. В данной статье приведены результаты расчета потенциала солнечной энергии для Чукотского автономного округа. Использованы метеоданные из базы данных NASA. Определен валовый потенциал солнечной энергии Чукотского автономного округа, который составил 2165,15ГВт•ч. Технический потенциал солнечной энергии представляет собой сумму технических потенциалов тепловой и электрической энергии. Значение технического потенциала тепловой энергии составило 8820 МВт•ч. Для определения технического потенциала электрической энергии приняты значения параметров фотоэлектрических солнечных батарей, характеризующие современный технический уровень. Технический потенциал электрической энергии равен 531 МВт•ч. Также определен экономический потенциал тепловой и электрической энергии от солнечного излучения. В ходе расчета было установлено, что при издержках на эксплуатацию, составляющих 5% от стоимости установки, тепловая система окупается в течение 14 лет, а электрическая - 29 лет. В идеальном случае, когда издержки на эксплуатацию равны нулю, тепловая система окупается в течение 9 лет, а электрическая система окупится за 12 лет. Полученные результаты свидетельствуют о том, что регион является экономически обоснованным донором тепловой и электрической энергии.
Ключевые слова
В работе анализируется возможность применения различных схем и технологий утилизации твердых коммунальных отходов. Основная цель - получение энергетического сырья для его использования в автономных мобильных микротурбинных комплексах для энергоснабжения собственных нужд. При утилизации отходов используются такие технологии как сжигание в котельных установках с улавливанием и удалением образующихся вредных выбросов; газификация органических отходов с образованием и дальнейшим использованием биогаза; технологии пиролиза. Обоснован выбор наиболее эффективного процесса высокотемпературного пиролиза, который не требует тщательной подготовки сырья. После пиролиза не остается биологически активных веществ, наносящих вред природной среде. На выходе этих утилизационных установок появляется отработавшая среда, обладающая определенным энергетическим ресурсом, которую следует использовать для выработки энергии. Для энергоснабжения собственных нужд утилизационных комплексов должны применяться энергетические установки малой электрической мощности 30 - 200 кВт, как газовые, так и паросиловые микро-турбины, выполненные по различной конструктивной схеме. Дается обоснование выбора влажно-паровых микро-турбин, обеспечивающих более высокое соотношение в выработке тепловой энергии и раздельное регулирование электрической и тепловой энергии. Коэффициент использования первичного топлива в режиме когенерации превышает 80%. Проводится анализ различных конструктивных схем одноступенчатых микро-турбин: центростремительных и осевых; одно- и двухпоточных; горизонтальных и вертикальных. Рассматриваются вопросы раздельного и совмещенного исполнения турбогенератора. С целью уменьшения габаритных размеров микро-турбин, они должны выполняться быстроходными с частотой вращения до 20000 об/мин на подшипниках качения и до 100000 об/мин на газодинамических подшипниках. В результате проведенного анализа дается рекомендация о применении центростремительной одноступенчатой двух-поточной микро-турбины горизонтального исполнения.
Ключевые слова
Рассмотрен иерархический подход к моделированию потоков субстанции (вещества и энергии) в искусственной биоэнергетической системе светокультуры. Показана необходимость создания наилучших доступных технологий (НДТ) светокультуры, представляющих собой технологии производства продукции растениеводства в контролируемых условиях, выбираемых для конкретных условий и требований из достигнутого уровня науки, техники и технологий по критерию минимальных удельных энергетических затрат и воздействия на окружающую среду при условии обеспечения экологически чистой конечной продукции. Предложено понятие энергоэкологичности светокультуры как меры близости к НДТ. Выделены частные показатели энергоэкологичности на различных иерархических уровнях модели: I) биологический объект (растение), II) технологический процесс облучения растений, III) культивационное сооружение в целом, IV) получаемая полезная продукция, V) внешняя среда. Раскрыта методика построения годографов статической и динамической энергоемкости. Предложена формула для численного определения значения энергоэкологичности светокультуры как степени близости годографов векторов динамической энергоемкости, оцениваемому по величине эвклидового расстояния между годографами для сравниваемых условий и для условий НДТ. Изложены результаты экспериментальных исследований, подтверждающие применимость разработанных теоретических положений при обосновании выбора источников света для светокультуры.
Ключевые слова
Целью исследования является разработка методики расчета параметров комбинированного излучателя, выполненного на отдельных источниках света, в том числе светодиодах с произвольными спектрами излучения. Разработанная методика расчета базируется на предварительном экспериментальном получении значений спектральных облученностей, создаваемых отдельными источниками при их известном количестве и заданном спектральном составе. Данная информация дает возможность решения прямой задачи - по известному количеству светодиодов отдельных типов определить спектральный состав комбинированного потока, и обратной задачи - определить количество светодиодов отдельных типов, обеспечивающих заданную интегральную облученность и спектральный состав излучения. Методика реализована в электронных таблицах Excel. Экспериментальная проверка методики проведена на примере компоновки фитооблучателя из узкоспектральных светодиодов. Для иследований по выращиванию рассады томата была поставлена задача обеспечить интегральную облученность 20 Вт на кв.м и спектральный состав излучения 30% синего, 20% зеленого и 50% красного излучения. В соответствии с методикой было найдено количество светодиодов отдельных типов, обеспечивающих заданные показатели: синих - 16 шт, зеленых - 16 шт, красных - 22 шт. Экспериментальная проверка показала соответствие заданных и расчетных значений.
Ключевые слова
Стабильность развития является чувствительным индикатором состояния естественных биосистем. О нестабильности развития свидетельствуют отклонения в симметрии билатеральных (зеркальных) морфологических структур, которые оценивают по флуктуирующей асимметрии (ФА) различных признаков. Незначительные отклонения параметров среды, еще не приведшие к необратимым изменениям в выращиваемых растениях, должны найти отражение в величине ФА листьев. Представляется возможным распространить этот метод на искусственные биосистемы, например, теплицы. Стабильность развития растений исследовали на культуре томата в теплице в Межвиди, Латвия, в трех вариантах: томат сорта Bolzano, выращиваемый (1) под натриевыми лампами Master Green Power CG 230V 400W и (2) светодиодными источниками GreenPower DR/B LB 400V 190W, и (3) томат сорта Encore, выращиваемый под натриевыми лампами. Во всех зонах в ценозе были дополнительно установлены светодиодные источники GreenPower DR/B 230V 115W (т.н. интерлайтинг). Измеряли параметры листьев, расположенных над верхней цветущей кистью: длины ближайших к верхушке листа листочков и содержание хлорофилла в листьях. Значимые отличия средних измеренных биометрических параметров для всех вариантов опыта отсутствуют. Корреляция между асимметрией билатеральных признаков по длине листа и содержанием хлорофилла не выявлена. Тип источника света практически не оказал влияния на флуктуирующую асимметрию по содержанию хлорофилла для томата сорта Бользано. Однако для этого же сорта флуктуирующая асимметрия по длине листа имела статистически значимое различие. Под натриевыми лампами для этих двух сортов большее различие по уровню флуктуирующей асимметрии наблюдалось для содержания хлорофилла в листьях. Для длины листьев это различие было меньше.
Ключевые слова
Спектральный состав излучения оказывает влияние на стабильность развития растений. Для естественных условий выращивания взаимосвязь стабильности развития растений со стрессом и состоянием окружающей среды широко представлена в научных публикациях. Целью наших исследований являлось подтверждение гипотезы о влиянии спектрального состава излучения на уровень флуктуирующей асимметрии (ФА) ювенильных растений томата, выращиваемых в условиях светокультуры под источниками с различным спектром. Спектр характеризовали соотношением энергии в коротковолновом (400…600 нм) и длинноволновом (600…800 нм) диапазонах ФАР. Выявлено наличие асимметрии площадей семядолей у ювенильных растений томата. Доказан флуктуирующий характер асимметрии. Результаты исследований показали, что при снижении доли коротковолнового диапазона ФАР с 1,7 до 1,0 отн. ед. (на 70%) сырая масса одной пары семядолей снизилась на 10,3%, содержание сухого вещества в семядолях - на 13,4%, количество сухого вещества в паре семядолей уменьшилось на 22,3%. При этом средняя площадь пары семядолей увеличилась на 6,7%, а уровень ФА повысился на 18,8%.
Ключевые слова
В статье представлены два метода применения многомерного статистического анализа для описания факторов стохастического характера, влияющих на технологический процесс производства кормов из трав. Факторный анализ позволяет сгруппировать факторы, отличающиеся различной физической размерностью, дискретностью в отдельные группы. Кластерный анализ выявляет схожесть анализируемых объектов внутри групп на основании параметров значений факторов в многомерном пространстве. Выполненный статистический анализ определил, что при прогнозировании технологического процесса производства кормов из трав ряд факторов стохастического характера следует сгруппировать по группам и рассматривать их в совокупности внутри группы.
Ключевые слова
Применяемый в зерноуборочных комбайнах бильный молотильный аппарат неэффективен при уборке риса. Для обмолота последнего используется штифтовый молотильный аппарат. Это обстоятельство обусловило необходимость выпуска двух типов комбайнов - зерноуборочных и рисоуборочных. Разработанное в ИАЭП молотильно-сепарирующее устройство позволит высокоэффективно выполнять уборку всех зерновых культур унифицированным зерноуборочным комбайном. Представлены схемы разработанного устройства, позволяющего эффективно выполнять функции зерноуборочного и рисоуборочного комбайнов. Предлагаемое молотильно-сепарирующего устройство включает два унифицированных молотильных аппарата, промежуточный и отбойный битеры. Каждый унифицированный молотильный аппарат снабжен зубовыми и рифлеными бичами с возможностью быстрой перенастройки с одного варианта на другой. Приведены результаты испытаний комбайнов с новыми молотильно-сепарирующего устройствами на машиноиспытательных станциях.
Ключевые слова
В статье изложены результаты экспериментальных исследований предреализационной очистки картофеля аэродинамическим способом на экспериментальной установке ПОКАС-1 ИАЭП первой модификации, разработанной в институте. Приведены закономерности изменения массы примеси, отделяющейся с поверхности картофеля аэродинамическим способом, в виде эмпирических зависимостей от управляемых факторов - температуры воздуха на выходе из заслонки и частоты вращения барабана. Определены оптимальные значения отдельных показателей и параметров процесса в зависимости от изменяемых факторов процесса очистки. На основе теоретических и экспериментальных исследований определены наиболее значимые факторы и параметры, влияющие на степень очистки картофеля аэродинамическим способом. Подтверждена научная гипотеза о целесообразности применения нового разработанного в ИАЭП аэродинамического способа предреализационной обработки корнеклубнеплодов, на примере очистки картофеля, на разработанной экспериментальной установке ПОКАС-1 ИАЭП.
Ключевые слова
сложная система, оценка ресурсов, логико-лингвистические модели, факторное пространство, сельскохозяйственные угодья, технологический процесс, производство кормов
Ключевые слова
Расчет количественных и качественных характеристик экскрементов коров проводился на основании данных типового комплекса крупного рогатого скота, расположенного в Ленинградской области, и данных из открытых литературных источников методом баланса с использованием Европейской методики, адаптированной к условиям Северо-Западного федерального округа, в программе Excel. В результате расчета были получены следующие значения: масса экскрементов одной коровы- 51 кг/сут.; масса общего азота - 370,7 г/сут.; масса фосфора (в расчете на Р2О5) - 148,4 г/сут. Полученные значения сравнили с нормативными значениями из действующих руководящих документов по обращению с навозом и с экспериментальными значениями, полученными в ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства имени академика Л.К. Эрнста» в 2017 году. Анализ данных показал, что расчетные и экспериментальные данные сопоставимы между собой, так как их отклонение друг от друга составило не более 3% по азоту и 14% по фосфору (в расчете на Р2О5). Сравнение расчетных данных с нормативными данными показало, что изменение рационов кормления животных и модернизация применяемых технологий привели к снижению массы образуемых экскрементов при увеличении в них питательных элементов. Так, масса экскрементов одной дойной коровы уменьшилась на 7% (с 55 кг/сут. до 51 кг/сут.); масса общего азота увеличилась на 80%, масса общего фосфора увеличилась на 34%.
Ключевые слова
Интенсивное сельскохозяйственное производство оказывает высокую антропогенную нагрузку на окружающую сельскую территорию. В разрезе сохранения продовольственной безопасности страны немаловажную роль играет экологическая устойчивость сельских территорий - потенциал экосистем сохранять свою структуру, функциональные особенности и способность к дальнейшему развитию при воздействии внешних факторов. Одними из основных биогенных веществ, оказывающих воздействие на устойчивость сельских территорий, являются азот (N) и фосфор (P). Ввиду сложности определения инструментальным путем каждого фактора экологического воздействия отдельно, для целей оценки были установлены следующие комплексные показатели, объединяющие различные факторы воздействия в группы, и определены их значения: плотность распределения сельскохозяйственных животных, выраженных в условных головах, на сельскохозяйственной территории с учетом рационального радиуса транспортировки органических удобрений - не более 1,5 голов на га; уровень диффузной нагрузки азота и фосфора на водосбор при ведении сельскохозяйственной деятельности - на дерново-подзолистых почвах со средним суглинком Nmax - 8,5-11,7 кг/га; Pmax - 0,07-1,04 кг/га; на карбонатных почвах со средним суглинком Nmax - 18,5-19,3 кг/га; Pmax - 1,96-2,03 кг/га; коэффициент эффективности использования питательных веществ, получаемых в результате расчета азотного и фосфорного балансов Nэф = 0,5 - 0,6.
Ключевые слова
Для шести вариантов размещения дойного стада на примере фермы на 1200 дойных коров с беспривязно-боксовым содержанием проанализирован выход сточных вод из доильного зала в зависимости от типа доильной установки и технологических решений доильно-молочного блока. Расчеты проведены для 2-х разового доения коров на доильных установках типа «Параллель» (с односторонним и двухсторонним выходами) и «Карусель». Наибольшая часть стоков, образующихся в доильном зале, являются навозосодержащими и составляют 83-87% от общего объема. Из них основная доля, от 50 до 60%, в зависимости от принятого технологического решения, образуется от технологической воды, расходуемой на регулярную уборку пола преддоильных, доильных и последоильных площадок. В зависимости от размера технологических групп, планировочных решений и типа доильной установки количество образующихся стоков может отличаться до 25%, что ежегодно составляет около 1489 м3. Наименьшее количество навозосодержащих стоков образуется в вариантах с типом доильной установки «Параллель» с односторонним выходом. При использовании доильной установки типа «Параллель» с двухсторонним выходом объем навозосодержащих стоков увеличивается на 2-4,9%, что составляет в год 121-310 м3, а при использовании доильной установки типа «Карусель» - на 9,3-12% (632-763 м3/год). Правильная организация производства, в том числе на этапе принятия планировочных и технологических решений, поможет снизить объем навозосодержащих стоков доильных залов, а следовательно и удельные затраты, и антропогенную нагрузку на окружающую среду.
Ключевые слова
За зимний период исследований на ферме крупного рогатого скота в коровнике с поголовьем 150 дойных коров привязного содержания с естественной системой вентиляции средние значения концентрации аммиака составили 5-8 мг/м3, что не превышает ПДК 10 мг/м3; при этом естественная фоновая концентрация аммиака в районе фермы составила 0,57-0,60 мг/м3. Также в течение суток наблюдались значительные изменения концентрации аммиака в коровнике с разницей между днем и ночью до 2 раз. Исследования в коровнике с поголовьем 200 дойных коров привязного содержания показали, что внешние погодные условия влияли на перераспределение выделяющегося аммиака по объему помещения, создавая зоны повышенной и пониженной концентрации. Как правило, с наветренной стороны коровника концентрация аммиака была на 20-50% ниже, чем с подветренной; усиление ветра способствовало снижению концентрации аммиака в коровнике.
Ключевые слова
Высокий потребительский спрос на мясо птицы обусловлен низкой стоимостью по сравнению с говядиной и свининой. На мясо птицы приходится более 45% общего объема производства. В 2017 году объем производства мяса птицы составил более 4900 тыс. тонн и превысил аналогичный показатель 2016 года на 7%. Более 97% от произведенного мяса птицы приходится на мясо бройлеров, 93% которого, в свою очередь, производится на крупных птицефабриках и комплексах. Доля мелкотоварных птицеводческих предприятий ежегодно снижается, и за последние 15 лет сократилась более чем в 5 раз. Данный результат наблюдается вследствие отсутствия наукоемких технологических и планировочных решений птицеводческих зданий, высоких трудозатрат и высокой стоимости готовой продукции, не позволяющей конкурировать с крупными производителями. Для решения обозначенных проблем в ИАЭП разработан проект технологического модуля для откорма цыплят бройлеров. Данное технологическое решение предусматривает содержание животных в многоярусных клеточных батареях с установкой на каждом ярусе бункерных кормушек и ниппельных поилок. Для обогрева птиц предусмотрены инфракрасные обогреватели, а для обеспечения оптимального воздухообмена - туннельная система вентиляции. Согласно нормам технологического проектирования определена конверсия корма - 1,49 килограмма; количество воды, необходимое для набора бройлером одного килограмма живой массы - 3,18 литра. Рассчитан экономический эффект для теплого и холодного периода года, составивший 53369,3 руб. и 53528,94 руб., соответственно.
Ключевые слова
На стадии концептуального проектирования сравнительная оценка технологических планировочных решений малой свинофермы по воспроизводству, выращиванию и откорму 500 свиней в год с 2-х и 3-х фазным бесстрессовыми способами содержания по критериям использования площади общего назначения (м2/день) и оплаты площади производством мяса (кг/м2/день) позволяет выбрать наиболее рациональный вариант. По показателям площади станков и площади проходов наиболее предпочтительным является трехфазный бесстрессовый способ содержания. Он незначительно уступает двухфазному способу по показателю использования дополнительной площади, но это обусловлено проведением трех санитарных обработок против двух, соответственно. В целом, показатель использования площади основного назначения у трехфазного бесстрессового способа содержания выше на 33% чем у двухфазного способа. При трехфазном бесстрессовом способе содержания свиней имеется резерв использования помещений в 31 день, что позволит, при необходимости, увеличить сроки выращивания свиней до достижения товарной массы с поправкой на уровень кормления и генетического потенциала животных без нарушения поточности производства. Значение критерия оплаты площади общего назначения производством мяса для трехфазного бесстрессового способа содержания свиней составляет - 7,53 кг/м2/день, что на 31% выше, чем у двухфазного способа. Проведенное сравнение и учет экспертных оценок показали, что наиболее целесообразным для указанной малой свинофермы является применение трехфазного бесстрессового способа воспроизводства, выращивания и откорма свиней. Ключевые слова: свиноводство; технология; бесстрессовый способ; планировочное решение; площадь основного назначения; расчет.
Ключевые слова
Оценка бесстрессовых способов воспроизводства, выращивания и откорма свиней выполнена применительно к малой свиноферме мощностью 500 свиней в год. Технологический расчет поголовья и количества станкомест для содержания всех половозрастных групп свиней на малой свиноферме с 4-х и 5-ти фазным бесстрессовыми способами содержания проведен по разработанной ранее методике и с принятым ритмом производства в 21 день. Для данной свинофермы разработаны технологические планировочные решения. По показателю использования площади основного назначения, пятифазный бесстрессовый способ содержания свиней на 6,5% эффективнее, чем четырехфазный способ. Значение критерия оплаты площади общего назначения производством мяса для пятифазного бесстрессового способа содержания свиней составляет 7,94 кг/м2/день, что на 9% выше, чем для четырехфазного способа. Сравнительная оценка технологических планировочных решений для данной фермы по указанным критериям показала, что при сопоставимых показателях (в пределах 10%) наиболее целесообразно применение пятифазного бесстрессового способа содержания свиней за счет того, что он имеет резерв использования помещений в 27 дней с поправкой на уровень кормления и качество генетического потенциала животных.
Ключевые слова
Разработана методика оценки и выбора бесстрессового способа воспроизводства, выращивания и откорма свиней на стадии концептуального проектирования малых свиноферм, которая позволяет сравнить соответствующие технологические планировочные решения. Оценка выполнена для малой свинофермы мощностью 500 свиней в год по разработанной методике. Поскольку для всех бесстрессовых способов содержания свиней изолированная секция для содержания взрослого маточного стада и хряков будет одинаковой, оценка проведена для участка опороса свиноматок, выращивания поросят-сосунов, доращивания поросят-отъемышей и откорма свиней. В качестве критерия выбора технологических планировочных решений на начальной стадии концептуального проектирования принят показатель использования площади основного назначения данного участка (м2/день ) и критерий оплаты этой площади производством мяса (кг/м2/день). Разработанная методика позволит выбрать наиболее рациональный из возможных бесстрессовых способов воспроизводства, выращивания и откорма свиней для конкретных условий и сократит затраты на капитальное строительство и эксплуатацию малой свинофермы.
Ключевые слова
Представлена безотходная технология утилизация возобновляемого биотоплива - подстилочного помета; описан мировой и отечественный опыт его сжигания в паровых и водогрейных котлах. Определены теплотехнические характеристики подстилочного помета, уровень эмиссии вредных выбросов и элементный состав золы от сжигания. Рассчитаны удельные и капитальные затраты на создание котельных, производящих тепло, пар и электроэнергию, а также сроки их окупаемости. Показано, что зола от сжигания подстилочного помета является ценным сырьем для производства ризосферного кондиционера почвы, улучшающего ее структуру и повышающего урожайность сельскохозяйственных культур.
Ключевые слова
Утвержденные информационно-технические справочники наилучших доступных технологий (ИТС НДТ) 41 и 42 не информируют отраслевое сообщество об экологически безупречных технологиях производства гранулированных удобрений из помета и навоза и требуют актуализации. Описаны технологии производства гранулированных органических и органоминеральных удобрений из помета и навоза. Оценены уровень капитальных затрат и сроки их окупаемости, себестоимость органических и органоминеральных удобрений из отходов интенсивного разведения птицы и свиней. Описаны рынки их сбыта.