CC BY
25
УДК 001:636
РЕЗУЛЬТАТЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ФГБНУ ВНИИМЖ В 2017 ГОДУ
Г.К. Скоркин, кандидат с.-х. наук Т.А. Рахманова, аспирант
Всероссийский научно-исследовательский институт механизации животноводства E-mail: vniimzh@mail.ru
Аннотация. Приведены основные результаты научных исследований ФГБНУ ВНИИМЖ за 2017 год по пяти темам. Разработаны: научно обоснованные предложения по системе технологий и машин для модернизации предприятий отрасли; технологическое обоснование эффективного функционирования технологий и технических средств нового поколения для механизации процессов производства продукции свиноводства и молочного скотоводства; алгоритмы интеллектуальной системы управления качеством производимой продукции; методические положения по экологической оценке систем уборки и подготовки навоза к использованию; инновационный технологический проект базового предприятия по производству молока с выращиванием нетелей. Обоснованы рациональные режимы работ экспериментального образца биореактора для получения мяса in vitro как перспективного источника полноценного белка. Ключевые слова: продукция животноводства, корма, микроклимат, навоз, биореактор.
Всероссийский научно-исследовательский институт механизации животноводства выполнял исследования в соответствии с Планом НИР на 2017-2019 гг. и госзадания на 2017 г. в рамках реализации Программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2013-2020 гг. Исследования и разработки выполняли 90 человек, в том числе 10 докторов наук, включая трех академиков и 13 кандидатов наук.
По теме № 0604-2014-0002 «Разработать Стратегию развития научно-технического прогресса в механизации и автоматизации животноводства, методологию модернизации предприятий отрасли с использованием экономико-математических моделей, алгоритмов обоснования параметров технологий и технических средств нового поколения, закономерностей изменения эффективности производства продукции животноводства» разработаны научно обоснованные предложения по системе технологий и машин для модернизации предприятий отрасли. В России в настоящее время практически отсутствует специализированное сельскохозяйственное машиностроение, а потребность в машинах и оборудовании для растениеводства восполняется до 90% за счет импортной техники, свыше 80% парка машин эксплуа-
тируется сверх установленных нормативных сроков, ежегодно обновляется не более 2% вместо 12-15% по нормативам, разрушена система технического обслуживания и ремонта, подготовки кадров для ферм.
Проведенный анализ отечественного и зарубежного опыта показывает, что в современных условиях важнейшим и экономически эффективным направлением технической политики в животноводстве является модернизация действующих объектов. Определены основные направления повышения эффективности производства продукции животноводства за счет использования при модернизации действующих объектов инновационных видов техники и ресурсосберегающих технологий. На основании проведенных исследований составлены комплекты машин и оборудования для механизации и автоматизации процессов при производстве продукции животноводства, которые могут быть использованы при модернизации действующих объектов. Модернизация и машинно-технологическое обеспечение отрасли потребуют значительных объемов инвестиций. Согласно концепции долгосрочного социально-экономического развития АПК РФ и стратегии машинно-технологического обеспечения производства продукции животноводства на
период до 2020 г. совокупная потребность в инвестициях для обновления производственно-технической базы современными средствами производства для сельского хозяйства определена в сумме более 2,9 трлн руб.
По теме № 0604-2014-0003 «Разработать энергоресурсосберегающие экологически безопасные физиологически адекватные бесстрессовые машинные технологии и технические средства нового поколения для приготовления и раздачи кормов, обеспечения микроклимата, содержания животных при производстве продукции свиноводства» разработано технологическое обоснование эффективного функционирования технологий и технических средств нового поколения для механизации процессов производства продукции свиноводства. Разработаны научные основы и методика расчета и проектирования энергоэффективных систем микроклимата помещений для содержания свиней с утилизацией теплоты, рассеиваемой ограждениями, а также проектные предложения энергоэффективной системы микроклимата животноводческих помещений для свинарника-откормочника на 1300 голов с оценкой их экономической эффективности. Разработана установка для приготовления премиксов, комбикормов и вспученного вермикулита.
На основании проведенных исследований можно сделать вывод, что значительную долю теплоты, рассеиваемой ограждениями, можно использовать в помещении в виде предварительно подогретого вентиляционного воздуха. Такая система микроклимата с утилизацией теплоты, рассеиваемой ограждениями, может быть реализована в реконструируемых старых свинарниках, построенных в 70-80-е годы прошлого века. Таким образом, применение в холодное время года такой энергоэффективной системы микроклимата в свинарнике-откормочнике на 1300 голов позволит экономить до 25% мощности на обогрев помещения по сравнению с типовой системой микроклимата. При этом годовой экономический эффект составляет более 285 тыс. рублей. На основании анализа отечественного и мирового опыта установлено, что в современных условиях развитого сви-
новодства технический фактор играет менее существенную роль по сравнению с генетическим фактором и менеджментом, поэтому около 70% успеха производства свинины формируется в сфере воспроизводства. На эффективность функционирования свиноводческих предприятий существенное влияние оказывают не только уровень себестоимости произведенной продукции, но и макроэкономическая ситуация в стране.
По теме № 0604-2014-0004 «Разработать инновационные энергоресурсосберегающие экологически безопасные машинные технологии и создать многофункциональные технические средства нового поколения для научно обоснованного типоразмерного ряда предприятий по производству молока и говядины» разработаны: технологическое обоснование повышения эффективности функционирования технических средств для механизации процессов производства продукции молочного скотоводства; алгоритмы интеллектуальной системы управления качеством производимой продукции.
Выполненные в ФГБНУ ВНИИМЖ исследования показывают, что оптимальным поголовьем дойных коров на молочных фермах является 200-800 голов. При дальнейшем увеличении поголовья коров снижается рентабельность производства. При применении беспривязного содержания скота за счет реализации принципа самообслуживания инновационной техники и при доении в мо-локопровод трудоемкость обслуживания животных ниже в 1,5-2,0 раза при одновременном повышении качества молока (снижение содержания соматических клеток). На фермах на 200 голов более экономичной является заготовка силоса и сенажа в полиэтиленовых рукавах, на 400 голов - в траншеях.
Разработано техническое задание на экспериментальную установку для пастеризации молока с тепловым насосом на диоксиде углерода, при применении которой на ферме на 400 голов в 1,5 раза сокращаются капитальные и эксплуатационные затраты на термообработку, охлаждение молока и горячее водоснабжение. Доработан экспериментальный образец многофункционального
Лоигпа! оГ УШТ^Н №1(29)-2018
13
смесителя-раздатчика кормов МИР-10, изготовлен опытный образец. За разработку «Мобильный кормораздатчик» авторы награждены Дипломами в номинации «100 лучших изобретений России-2016». Разработан компьютерный программный комплекс контроля качества молока, который удостоен дипломом ВДНХ и золотой медалью.
По теме № 0604-2014-0005 «Разработать методологию построения наукоемких животноводческих предприятий с применением базовых инновационных технологических проектов и экологосовместимых моделей производства» разработана система оценки различных технологий уборки и подготовки навоза к использованию с учетом природно-климатических особенностей зон расположения предприятий, проведена оценка потерь питательных веществ системами утилизации навоза с целью оценки качества получаемого органического удобрения. Разработан инновационный технологический проект базового предприятия по производству молока с выращиванием нетелей. В нем заложена принципиально новая технология обслуживания коров при привязном содержании электромобильным агрегатом многофункционального назначения.
Агрегат для обслуживания 200 дойных коров оснащен десятью доильными аппаратами с системой автоматического их съема, учета индивидуальных удоев и подачей сигналов дозаторам на индивидуальную дозированную выдачу корове 250-300 г комбикорма на каждый выдоенный литр молока, а также цистерной для молока емкостью 3500 л с холодильной установкой. При перемещении агрегат выполняет операции по уборке навоза из концов стойл и технологического прохода в продольные каналы, распределению подстилки по концам стойл, облучению коров ультрафиолетовыми лампами и озонированию воздуха в коровни-ке. Производительность агрегата по доению - 50 короводо-ек/ч, нагрузка на одного работ-ника фермы -33 коровы, затраты труда на 1 ц молока -0,9 челч. Рентабельность производства и реализации молока может достигать 25,8%, а выращивания нетелей - 54,9%.
По теме № 0604-2014-0006 «Усовершенствовать технологический процесс смешивания культуральной среды для получения мяса in vitro как перспективного источника полноценного белка и создать экспериментальный образец биореактора» разработаны программа и методика исследований процессов в экспериментальном образце биореактора для получения мяса in vitro. Исследованы режимы и особенности движения потоков жидкой и газовой фаз в экспериментальном образце на основе разработанных инженерно -технологических решений конструкции реакторных блоков и системы управления биореактором. Установлены закономерности технологических процессов смешивания компонентов жидкой и газовой фаз, перемещения жидкой фазы из камеры смешивания в камеру роста, замены жидкой фазы в камере роста, стабилизации температуры. Обоснованы рациональные режимы работы экспериментального образца биореактора для получения мяса in vitro путем расчета теплового баланса, процессов барботирования и ламинарного заполнения объема камеры роста.
В работе ХХ Международной научно-практической конференции «Инновационная техника и ресурсосберегающие технологии в животноводстве», организованной ФГБНУ ВНИИМЖ 19-20 апреля 2017 г., активное участие приняли ученые и специалисты из научных организаций и ВУЗов страны, представители машиностроительных фирм, заводов и организаций сельского хозяйства, а также ученые из Республики Беларусь, Польши, Казахстана и Узбекистана. На пленарном заседании и в четырех секциях заслушано свыше 100 докладов и сообщений. Особое внимание уделено вопросам импортозаме-щения, энергоресурсосбережения, экологической безопасности, повышения экономической эффективности, качества и конкурентоспособности продукции животноводства, обеспечения отрасли инженерными кадрами, научного обеспечения выполнения госзаданий на 2017-2020 гг. по развитию животноводства. На заключительном пленарном заседании принято решение о проведении в апреле 2018 г. в ФГБНУ ВНИИМЖ XXI Меж-
дународной конференции по теме «Научно-методические и организационные аспекты модернизации объектов животноводства».
В 2017 году институт сотрудничал в рамках подписанных двухсторонних договоров с РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства», Институтом технологии и естественных наук в Фалентах (ITP, Польша), НПО «Племэлита» Узбекского НИИ животноводства. Ученые институтов обменивались результатами своих исследований, участвуя в проводимых международных научно-практических конференциях.
Выводы.
1. В результате проведенных научных исследований в 2017 году разработано 13 наименований научно-технической продукции, в т.ч.: научно обоснованные предложения по системе технологий и машин; технологическое обоснование для механизации производства продукции свиноводства и молочного скотоводства; методические положения; инновационный технологический проект базового предприятия по производству молока с выращиванием нетелей; доработанная конструкция измельчителя-смесителя-раздатчика кормов МИР-10 и комплекта оборудования установки для выращивания мяса in vitro. Проведены государственные приемочные испытания штангового транспортера для уборки навоза с гидравлическим приводом. Данная работа признана лучшей завершенной разработкой 2017 года.
2. Разработаны две методики. Научная и техническая новизна разработок защищена 15 патентами на изобретения и одним свидетельством на программное обеспечение.
3. По результатам научных исследований в отчетном году изданы четыре книги и монографии, две методические рекомендации, опубликованы и размещены в базе данных РИНЦ 94 статьи в журналах и сборниках научных трудов, в т.ч. 17 статей, включенных в перечень ВАК, 11 - в зарубежных изданиях. Ученые института приняли участие в работе 13 международных, всероссийских и региональных конференций, конгрессов, симпозиумов и семинаров, посетили 11 выставок.
Литература:
1. Морозов Н., Рассказов А. Анализ развития животноводства в России // Вестник ВНИИМЖ. 2016. №2.
2. Повышение эффективности производства продукции животноводства / Морозов Н.М. и др. М., 2008.
3. Иванов Ю.А. Новые технологии в животноводстве // Техника и оборудование для села. 2010. №1. С. 36.
4. Стратегия развития механизации и автоматизации животноводства на период до 2030 года. М., 2015.
5. Перспективные направления концентрации и способов содержания коров // Вестник ВНИИМЖ. 2017. №1.
6. Технологическое и техническое переоснащение свиноводческих ферм на современном этапе. М., 2009.
7. Разработка биореактора для производства культу-рального мяса // Вестник ВНИИМЖ. 2016. №1. С. 3-6.
Literatura:
1. Morozov N., Rasskazov A. Analiz razvitiya zhivotno-vodstva v Rossii // Vestnik VNIIMZH. 2016. №2.
2. Povyshenie ehffektivnosti proizvodstva produkcii zhi-votnovodstva / Morozov N.M. i dr. M., 2008.
3. Ivanov YU.A. Novye tekhnologii v zhivotnovodstve // Tekhnika i oborudovanie dlya sela. 2010. №1. S. 36.
4. Strategiya razvitiya mekhanizacii i avtomatizacii zhi-votnovodstva na period do 2030 goda. M., 2015.
5. Perspektivnye napravleniya koncentracii i sposobov so-derzhaniya korov // Vestnik VNIIMZH. 2017. №1.
6. Tekhnologicheskoe i tekhnicheskoe pereosnashchenie svinovodcheskih ferm na sovremennom ehtape. M., 2009.
7. Razrabotka bioreaktora dlya proizvodstva kul'tural'no-go myasa // Vestnik VNIIMZH. 2016. №1. S. 3-6.
THE FGBNY VNIIMJ RESEARCH RESULTS IN 2017 G.K. Sorkin, candidate of agricultural sciences T.A. Rakhmanova, post-graduate student
All-Russian Scientific-Research Institute of Livestock Farming Mechanization
Abstract. The FGBNY VNIIMJ main results of scientific researches on the five themes in 2017 are given. There are developed: scientifically based proposals on the of technologies and machines system for the industry enterprises modernization; technological justification of the new generation technologies and technical means effective functioning for pig and dairy cattle breeding industry productivity mechanization; products system's intellectual quality management algorithms; methodological provisions for environmental assessment of manure cleaning and preparation systems using; innovative technological project of the basic enterprise for milk production with the heifers' raising. The experimental model of in vitro bioreactor for the meat production as a complete protein's promising source working's rational regimes are explained.
Keywords: livestock production, feed, microclimate, manure, bioreactor.
Journal of VNIIMZH №1(29)-2018
15
