CC BY
19
УДК 636.085.55:631.363.2
НАПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕРНИЗАЦИИ КОМБИКОРМОВОГО ПРОИЗВОДСТВА В УСЛОВИЯХ ЮЖНЫХ РЕГИОНОВ РОССИИ
B.И. Пахомов, доктор технических наук, старший научный сотрудник, директор
C.В. Брагинец, кандидат технических наук, заведующий отделом О.Н. Бахчевников, научный сотрудник
А. С. Алфёров, младший научный сотрудник
Северо-Кавказский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства E-mail: vniptim@gmail.com
Изложено состояние комбикормового производства в южных регионах России, приведены направления его технологической модернизации на основе синтеза внутрихозяйственной системы приготовления комбикормов на базе использования автономных стационарных и мобильных технологических модулей.
Ключевые слова: корма, комбикорм, приготовление кормов, технологический модуль.
В настоящее время в сельском хозяйстве Южного и Северо-Кавказского округов сложилась ситуация, при которой организация производства комбикормов непосредственно в хозяйствах является насущной необходимостью в связи с сокращением количества комбикормовых заводов и предложений готовых кормов на рынке. Это, в свою очередь, вызвано тем, что из-за необходимости закупки зерна по рыночным ценам и отсутствия льгот и преференций отпускная цена выпускаемых ими комбикормов значительно превышает себестоимость таких же кормов, производимых внутри хозяйств [1]. Так, по данным Росстата [2], в декабре 2013 г. средняя цена производителей
Себестоимость комбикормов, руб/кг
20 16 12 8 4 0
Покупные комбикорма
Комбикорм собственного производства
на комбикорм для птицы и свиней составила, соответственно: в ЮФО - 13,1 тыс. руб/т и 14,8 тыс. руб/т, в Ростовской области - 14,2 тыс. руб/т и 12,5 тыс. руб/т.
В то же время сельхозпредприятия южных регионов России, производящие значительное количество зерна и пользующиеся государственной поддержкой, при условии использования передовых технических и технологических решений, могут производить полноценные комбикорма себестоимостью 7-8 тыс.руб./т, т.е. снижение затрат на корма составляет 35-50%. Это особенно важно в ситуации снижения рентабельности производства мяса по причине низкого уровня закупочных цен, т.к. в структуре себестоимости продукции свиноводства корма составляют 65-70% [3]. В результате, возможно добиться значительного повышения экономической эффективности производства продукции животноводства [3] (рис. 1).
Себестоимость свинины, руб/кг
70 60
50 -40 -30 -20 -10 0
Покупные Комбикорм комбикорма собственного производства
бикормов для свиней в условиях Юга России
Рис. 1.
Экономическая эффективность внутрихозяйственного производства ком-
Кроме того, в условиях существующей на Юге России постоянной угрозы заноса в хозяйство непосредственно с покупными кор-
мами или автотранспортом африканской чумы свиней и других инфекций, наибольшую безопасность поголовья обеспечивает кормление комбикормами, произведенными непосредственно в сельхозпредприятии из собственного сырья в соответствии с потребностями животных. В хозяйствах южного региона, специализирующихся на производстве зерновых культур, выполняется еще одно важное условие эффективности внутрихозяйственного производства комбикормов [4] - наличие механизированных зерноскладов для сушки и хранения всего годового запаса фуражного зерна. 4 %
В связи с вышеизложен- \ ным необходимость организации и совершенствования внутрихозяйственного производства комбикормов является общепризнанным фактом.
Ранее в СКНИИМЭСХ была обоснована блочно-мо-дульная структура внутрихозяйственных комбикормовых предприятий как наиболее оптимальная [5]. В настоящее время такой подход к проектированию комбикормовых предприятий стал общепринятым [4, 6] и закреплен в «Системе машин и машинных технологий для производства продукции животноводства» [7].
Для этих целей разрабатываются комбикормовые цеха блочно-модульной структуры производительностью от 0,5 до 5 т/ч для использования непосредственно в хозяйствах. Такой типоразмерный ряд позволяет полностью обеспечить потребности в кормах большинства сельхозпредприятий южных регионов. Важно отметить, что для запуска цехов производительностью до 1,5 т/ч не требуется получения разрешений контролирующих органов. Блочно-модульное формирование структуры комбикормовых цехов обеспечивает возможность её адаптивной трансформации к индивидуальным особенностям сельхозпроизводителя, позволяя увеличивать их мощность и включать в их состав дополнительные блоки. Состав основных блоков обоснован ранее в работе [5] и является стандартным для большинства предприятий.
Это блоки измельчения, смешивания, весового дозирования, хранения и выдачи готового корма, образующие основной модуль. Дополнительно в состав предприятия могут включаться блоки ввода жидких добавок и обеззараживания, СВЧ-обработки, экспанди-рования и гранулирования, образующие дополнительные модули. В качестве примера представлена разработанная в ГНУ СКНИИ-МЭСХ внутрихозяйственная технологическая линия производства комбикормов производительностью 1 т/ч (рис. 2, табл. 1).
Рис. 2. Общий вид внутрихозяйственной технологической линии приготовления комбикормов
1 - бункер с выгрузным шнеком АП100.1; 2 - дробилка вертикальная ВД-1; 3 - тройник шнека; 4 - шнек для подачи дробленых компонентов; 5 - смеситель компонентов комбикормов СК-15Н; 6 - устройство для ввода жидких добавок; 7 - шнек для выдачи смешанных компонентов; 8 - бункер готовой продукции; 9 - шнек для выдачи готового комбикорма
Таблица 1. Техническая характеристика внутрихозяйственной технологической линии _приготовления комбикормов_
Показатель Значение
Производительность, т/ч 1
Установленная мощность, кВт 15
Однородность внесения компонентов, % 95
Доза внесения жидких добавок, % 3-6
Энергоемкость процесса, кВт-ч/т 12,1
Важным элементом повышения эффективности внутрихозяйственных комбикормовых производств является снижение энергозатрат, в частности затрат энергии на измельчение зерна и других компонентов корма. В СКНИИМЭСХ разработан ряд дробилок серии ВД с вертикальным расположением ротора производительностью 1, 3, 5 и 8 т/ч [8]. Основным отличием данных дробилок от аналогов является применение для привода ротора промежуточной клиноремен-
Лоигпа! оГ УШТ^Н №4(16)-2014
219
России таким сырьем являются отходы переработки сахарной свеклы, а именно меласса и свекловичный жом. Вопрос ввода в производимый корм мелассы решен, он осуществляется посредством описанного выше модуля для ввода жидких и жировых компонентов. Большая же часть свекловичного жома скармливается скоту в свежем и гранулированном виде и практически не используется при производстве комбикормов. Так как для жома характерна избыточная влажность, то перспективным направлением исследований является разработка технологий и методов его экструдирования и смешивания с зерновыми компонентами корма [10].
ной передачи, что позволяет изменять скоростной режим в зависимости от измельчаемого компонента. Применение разработанных дробилок обеспечивает снижение энергозатрат на 15-20%.
Для смешивания компонентов корма оптимально использовать горизонтальные смесители СК-15Н и СК-3,0 производительностью, соответственно, 1-2 и 3-4 т/ч. Однако добиться значительного улучшения качества и питательной ценности производимых комбикормов возможно лишь при использовании прогрессивных технологий их обработки, что возможно осуществить путем включения в состав производственных линий дополнительных блоков. В частности, в состав технологической линии может включаться блок для ввода жидких добавок (рис. 2, поз. 6). С его помощью осуществляется подача жидких компонентов под давлением в смеситель непрерывного действия, где они равномерно (однородность смешивания не менее 95%) распределяются в приготовляемой смеси. В приготовляемый комбикорм вводятся жидкие кормовые и обеззараживающие добавки, витамины и микроэлементы, что позволяет повысить его качество и питательную ценность [9].
Новым направлением в производстве комбикормов является их экспандирование. В СКНИИМЭСХ разработан компактный и простой в эксплуатации пресс-экспандер кормов ЭК-75, позволяющий эффективно производить экспандирование кормовых смесей с включением травяной резки зеленой массы бобовых трав, что повышает питательную ценность комбикорма и улучшает его качество. Данный пресс-экспандер совместно с измельчителем зеленой массы образует отдельный блок и может дополнительно включаться в состав производственной линии (рис. 3).
Одним из условий эффективности внутрихозяйственного производства комбикормов является максимальное использование местных ресурсов, в частности, дешевого вторичного сырья. Для южных регионов
Рис. 3. Технологическая линия приготовления комбикормов с дополнительным блоком экспандирования: 1 - бункер-питатель; 2 - дробилка
вертикальная ВД-1; 3 - тройник шнека; 4 - шнек подачи дробленого компонента; 5 - смеситель кормов СК-15Н; 6 - устройство для ввода жидких добавок; 7 - шнек выдачи кормовой смеси; 8 - бункер для готовой продукции; 9 - шнек выдачи готового комбикорма; 10 - пресс-экспандер ЭК-75; 11 - измельчитель зеленой массы ИЗК-4
Таким образом, создание внутрихозяйственных комбикормовых предприятий блоч-но-модульной структуры является наиболее рациональным решением, позволяющим обеспечить экономически эффективное производство кормов для животноводства. Такая организация предприятия обеспечивает гибкость его производственной структуры, размещение в одноэтажных зданиях, адаптацию к конкретным условиям хозяйства и возможность поэтапного построения с переходом к более сложным схемам организации технологического процесса.
Создание комбикормового предприятия обычно предусматривает предварительную
сборку оборудования в виде блоков на предприятии-изготовителе, транспортировку и сборку законченных стационарных модулей непосредственно в предназначенном для них помещении.
Недостатком такого подхода к созданию предприятий является необходимость выезда сотрудников предприятия-изготовителя в хозяйство для монтажа и запуска оборудования. Кроме того, имеющиеся в хозяйствах помещения зачастую не соответствуют санитарным требованиям и нормам безопасности, а строительство новых зданий требует времени и значительных финансовых затрат, не обеспечивая при этом возможности трансформации и переноса блоков и модулей предприятия. Поэтому рациональной является компоновка модулей в контейнерах, размеры которых позволяют транспортировать их автотранспортом. Это позволит осуществлять все работы по сборке, комплектованию и наладке оборудования на предприятии-изготовителе. При этом внутри контейнера монтируется все необходимое оборудование, кабели, освещение и силовое оборудование, а также оборудуется рабочее место оператора. Таким образом, хозяйство получает в свое распоряжение готовое к работе комбикормовое производство, не требующее дополнительных помещений. Это позволяет в 2 раза снизить капиталовложения на его создание. Себестоимость приготовления комбикорма снижается до 1,4 руб/т, т.е. на 16,7% по сравнению с традиционным стационарным производством. Пример компоновки модуля производительностью 1 т/ч в контейнере (габариты 6,1х2,2 х2,5 м, масса до 2,5 т) показан на рис. 4.
Рис. 4. Модуль
производства
комбикорма, смонтированный в контейнере: 1 - пневморукав для загрузки зерновых компонентов; 2 - затариватель готовой продукции АЗК-2; 3 - дробилка ДМ-3; 4 -смеситель УСК-1,5; 5 - смеситель премиксов СВ-40
Контейнерное исполнение модулей позволит расширять производство путем их присоединения к уже существующим комбикормовым предприятиям. В СКНИИМЭСХ ведется разработка типоразмерного ряда комбикормовых предприятий блочно-модульной структуры различной производительности, позволяющего удовлетворить потребности в высококачественных кормах большинства хозяйств южных регионов России. Как видно из конструктивной схемы, контейнерный модуль, ус-тановленный на шасси большегрузного автомобиля, может работать непосредственно «с колес», т.е. использоваться как мобильный комбикормовый завод. Такой вариант производства с приводом от двигателя грузовика разрабатывается в Беларуси [11]. Однако он не представляется нам оптимальным, т. к. требует приобретения хозяйством дорогостоящего грузового автомобиля (МАЗ, КАМАЗ), который фактически не будет использоваться по прямому назначению и не обеспечит при существующем дорожном покрытии (вернее, его отсутствии) требуемой мобильности.
Для условий хозяйств, начинающих развивать животноводство и ограниченных в свободных финансовых ресурсах, наилучшим вариантом является приобретение мобильного комбикормового агрегата на собственном шасси, агрегатируемого с трактором, способного не только производить корм, но и доставлять его к месту кормления. В СК-НИИМЭСХ разработан агрегат комбикормовый мобильный АКМ-3М с приводом от ВОМ трактора [12] (рис. 5). Агрегат позволяет загружать и измельчать зерновые компоненты, смешивать их с премиксами и БМ-ВД, транспортировать и выдавать полученную кормосмесь в кормушки, транспортные средства и склады. Он имеет производительность на приготовлении комбикормов до 2,5 т/ч, на смешивании и раздаче кормосмесей - до 8 т/ч, агре-гатируется с тракторами класса 0,9-1,4 ТС. Стоимость агрегата - 750 тыс. руб.
Journal of VNIIMZH №4(16)-2014
221
Рис. 5. Агрегат комбикормовый мобильный АКМ-3М: 1 - смеситель; 2 - ходовая часть; 3 - выгрузное окно с заслонкой и скатным лотком; 4 - привод смесителя; 5 - дробилка зерна; 6 - контрпривод; 7 - клиноременная передача;
8 - карданный вал; 9 - всасывающий рукав;
10 - нагнетательный трубопровод
В агрегате применены простой по конструкции одношнековый смеситель с наклонным бункером, дробилка зерна со всасыва-юще-нагнетательной системой и тензомет-рическое электронное дозирующее устройство. Привод смесителя осуществляется от гидромотора, приводимого в действие от гидросистемы трактора. Перед смесителем на раме смонтирована зерновая дробилка с приводом от ВОМ трактора через контпри-вод и клиноременную передачу, снабженная гибким всасывающим рукавом и нагнетательным трубопроводом. В результате исследований и производственной проверки было выявлено, что в случае обслуживания небольшого количества потребителей целесообразно применять электропривод рабочих органов агрегата. В 2013 г. в СКНИИМЭСХ был разработан электрифицированный мобильный комбикормовый агрегат АКМ-3МЭ. В нем для привода зерновой дробилки используется электродвигатель мощностью 22 кВт, что позволяет снизить себестоимость и повысить производительность агрегата на приготовлении комбикормов до 4 т/ч, на смешивании и раздаче кормосмесей до 10 т/ч.
Применение мобильного комбикормового агрегата позволяет исключить капиталовложения в стационарный комбикормовый цех, что сокращает затраты на организацию комбикормового производства в хозяйстве в 3,54,0 раза, и снизить себестоимость производства комбикорма до 1,3 руб/кг. Целью даль-
нейших исследований являет/ ся формирование научно-обоснованных технологиче-В—- ских линий и модулей, синтез внутрихозяйственной системы приготовления ■■■ комбикормов на основе использования автономных ^^^^^^^^^ стационарных и мобильных технологических модулей, максимально эффективного использования местной сырьевой базы южных регионов России.
Литература:
1. Комбикормовые заводы потеряли рынок комбикормов. http://www.dairynews.ru
2. Зерно и продукты его переработки в РФ.www.gks.ru
3. Цой Л.М. Экономическая оценка ресурсосбережения на свиноводческих фермах // Вестник ВНИИМЖ. 2013. №1(9). С. 91-95.
4. Сыроватка В.И. Интеллектуальные системы управления технологическими процессами производства комбикормов // Вестник ВНИИМЖ. 2013. №2(10).
5. Пахомов В.И. Организационно-технологические основы создания блочно-модульных комбикормовых предприятий. Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 2001.
6. Пути повышения качества комбикормов производимых в хозяйственных условиях / В.Г. Самосюк и др. // Вестник ВНИИМЖ. 2012. №3(7). С. 112-116.
7. Морозов Н.М. Система машин и машинных технологий для производства продукции животноводства на период до 2020 г. // Вестник ВНИИМЖ. 2013. №1.
8. Смоленский А.В. Исследование рабочего процесса молотковой дробилки // Техника в с.х. 2012. №5.
9. Оборудование для приготовления полнорационных комбикормов в условиях хозяйств / В.И. Пахомов и др. // Вестник Донского ГТУ. 2012. №7. С. 31-34.
10. Изменение физико-механических и реологических свойств свекловичного жома // Наука в ЦР. 2013. №5.
11. Мобильные комбикормовые заводы для условий Беларуси / Л.Ф. Минько и др. // Энергоресурсосберегающие технологии и технические средства для их обеспечения в с.-х. производстве. Минск, 2010.
12. Агрегат комбикормовый мобильный АКМ-3М / В.И. Пахомов и др. // Техника в сельском хозяйстве. 2012. №5. С. 16-18.
The condition mixed feed production in southern regions of Russia is stated, directions of its technological modernization on the basis of synthesis of intraeconomic system of preparation of mixed feeds on the basis of use stationary and mobile technological modules a resulted. Keywords: a forage, mixed feed, preparation of forages, the technological module.
