Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
11
Українська академія аграрних наук
Національний науковий центр
"Інститут механізації та електрифікації сільського господарства"
ШАЦЬКИЙ ВІКТОР ВАСИЛЬОВИЧ
УДК 631.636.636.085
ПІДВИЩЕННЯ ЯКОСТІ ФУНКЦІОНУВАННЯ
МЕХАНІЗОВАНИХ ПРОЦЕСІВ ПРИГОТУВАННЯ КОРМІВ
НА МОЛОЧНИХ ФЕРМАХ
05.05.11 - Машини і засоби механізації
сільськогосподарського виробництва
А в т о р е ф е р а т
дисертації на здобуття наукового ступеня
доктора технічних наук
Глеваха - 2004
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Інституті механізації тваринництва
Української академії аграрних наук.
Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор,
доктор технічних наук, професор,
доктор технічних наук,
Провідна установа –
Захист відбудеться "_26__"_січня____ 2005 р. о _13_ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 27.358.01 при ННЦ "Інститут механізації та електрифікації сільського господарства" УААН ауд. 613 за адресою: 08630, вул. Вокзальна, 11, с.м.т. Глеваха, Васильківський район, Київська область.
З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці ННЦ "Інститут механізації та електрифікації сільського господарства" УААН за адресою: 08630, вул. Вокзальна, 11, с.м.т. Глеваха, Васильківський район, Київська область.
Автореферат розісланий "24" грудня 2004 р.
Вчений секретар спеціалізованої
вченої ради, канд. техн. наук Адамчук В.В.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Економічна ситуація перехідного періоду до ринкових відносин негативно вплинула на роботу тваринницьких підприємств. Зменшення обсягів виробництва кормів, погіршення якості їх приготування на фермах призвело до зниження продуктивності тварин і спаду поголів'я худоби.
Внаслідок зменшення обсягів виробництва тваринницької продукції знизилась частка продуктів тваринництва в раціонах харчування людей - з 28,5% у 1990 р. до 21,4% в 2001 р. Споживання молока і молочних продуктів у період 1990 -2002 рр. зменшилось з 373 кг до 223 кг на душу населення, м'яса і м'ясопродуктів - з 68 до 33 кг, яєць - з 272 до 207 шт. Загальна калорійність харчування скоротилась в 1,33 рази. Знову гостро виникла народногоспо-дарська проблема збільшення виробництва продукції тваринництва, де молочне скотарство займає 62,3-72,9%, шляхом зростання продуктивності та поголів’я тварин на основі підвищення якості кормів.
Ефективна робота і розвиток підприємств можливі при умові виробництва продукції певної якості і собівартості, що можна забезпечити за наявності на підприємстві системи якості виконання виробничих процесів на всіх етапах життєвого циклу продукції, параметри яких визначаються вже на етапі проектування продукції моделюванням виробництва.
У зв'язку з тим, що корми є основним джерелом одержання тваринницької продукції, то стрижнем моделі виробництва на рівні підсистеми забезпечення якості повинна бути модель їх приготування і конверсії в продукцію. Головна задача такої моделі полягає в оптимізації параметрів процесів, які забезпечують якість приготування кормів та заданий рівень продуктивності тварин.
Тому наукова проблема полягає в розробці методології обгрунтування технологічних рішень, структури й якості функціонування процесів приготування кормів, які забезпечують задані рівні ефективності використання кормів і продуктивності тварин на етапі проектування виробництва продукції.
Актуальність теми. Аналіз годівлі тварин показує, що раціони з широким використанням силосу, коренеплодів, зеленої маси, комбікормів і добавок дефіцитні в порівнянні з нормами годівлі за енергією, протеїном, амінокислотами, макромінеральними елементами, комплексом вітамінів, що й визначає недостатній рівень якості кормів. В чималій мірі цьому сприяє існуюче кормоготувальне устаткування, що реалізує витратні технології переробки коренеплодів і грубих стеблових кормів, а також відсутність ліній ефективної обробки високобілкових кормів і дозованого введення макромінеральних добавок.
Усе це не дає можливості в повній мірі згодовувати корми у вигляді повноцінно збалансованих кормосумішей, використання яких сприяє підвищенню продуктивності тварин на 9-16 % і зниженню витрат кормів до 7-12 % , а головне - здійснювати планомірне, кероване підвищення продуктивності тварин за рахунок більш повного використання їхнього генетичного потенціалу.
У зв'язку з цим тема роботи, спрямована на підвищення якості функціонування механізованих процесів приготування кормів на молочних фермах, є актуальною для підвищення ефективності галузі.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Проблема розроблялася з 1985 р. відповідно до цільової комплексної науково-технічної програми О.Ц.033 (підпрограма 0.51.26Ц) на 1981-1985рр. по темі "Розробити технологію і потокові лінії приготування кормів на промислових фермах і комплексах" (№ Д.Р. 01826068194) (роль автора - виконавець); загальносоюзних науково-технічних програм 0.36 "Тваринництво" (0.51.25I) і 0.37 "Механізація і електрифікація сільського господарства"; (0.51.12) на 1986-1990рр. по темі "Удосконалити технології і комплекти машин для переробки кормів на тваринницьких фермах" (№ Д.Р. 01870077502) (роль автора - виконавець); на 1989-1991рр. по темі "Створити комплект устаткування для приготування кормів на малих фермах великої рогатої худоби з лінією механічного очищення коренеплодів" (№ Д.Р. 01910012606) (роль автора - виконавець); республіканської комплексної науково-технічної програми "Продовольство-95", її проекту 16 "Система машин", підпрограми 16.02 "Розробити машини, технологічне устаткування та систему інженерного забезпечення комплексної механізації виробництва продукції тваринництва" на 1991-1995 рр. по темі "Удосконалити національну Систему машин в розділах механізації тваринництва та кормо забезпечення" (№ Д.Р. 0193U034731) (роль автора - виконавець), на 1992-1995 рр. по темі "Розробити устаткування технологічних блоків переробки і приготування кормів в умовах господарств" (№ Д.Р. 0193U034723) (роль автора - керівник); науково технічної програми "Фундаментальні дослідження" (напрямок 10) на 1994-1995 рр. по темі "Розробити математичну модель процесу механічного очищення коренеплодів" (№ Д.Р. 0195U013502) (роль автора - керівник); науково-технічної програми "Механізація сільськогосподарського виробництва і технічний сервіс" на 1996 -2000 рр. по темах: "Розробити технологічні процеси і технологічне устаткування для приготування кормів, що забезпечує реалізацію генетичного потенціалу тварин" (№ Д.Р. 0197U001024) (роль автора - виконавець); "Обґрунтувати параметри перспективних технологічних ліній приготування кормів для ВРХ" (№ Д.Р. 0197V001025) (роль автора - виконавець); "Розробити автоматизовану інформаційно-аналітичну систему обґрунтування параметрів технологічних процесів і комплектів машин для тваринницьких ферм і пропозиції до Системи машин" (№ Д.Р. 0197V001019) (роль автора - виконавець).
Вирішення проблеми базується на концепції обґрунтування технологічних рішень і оптимізації параметрів процесів приготування кормів на фермах на основі визначення моделюванням залежності впливу якості їх функціонування на продуктивність тварин.
Виконана робота є науково обґрунтованим викладенням теоретичних, експериментальних і практичних результатів, зв'язаних з розробкою нових технологічних підходів у створенні устаткування для приготування кормів.
Мета і задачі досліджень. Метою роботи є підвищення якості приготування і ефективності використання кормів на молочних фермах шляхом удосконалення технологічних процесів на основі моделювання закономірностей впливу якості їх функціонування на продуктивність тварин.
Для досягнення мети необхідно вирішити такі задачі:
1 Виявити значення і розробити наукове забезпечення якості приготування кормів в загальній системі забезпечення якості виробництва продукції ферми.
2 Розробити моделі функціональних показників якості технологічних процесів дозованої видачі макромінеральних добавок і одношарової видачі соєвих бобів, механічного очищення коренеплодів від стану корму й конструктивно-технологічних параметрів устаткування і удосконалити моделі функціональних показників якості дозованої видачі подрібнених стеблових кормів і приймання грубих стеблових кормів від самоскидних транспортних засобів.
. Розробити модель оптимізації параметрів механізованих процесів приготування кормів на основі визначення впливу підвищення якості їх функціонування на продуктивність тварин.
Обґрунтувати оптимальні конструктивно-технологічні параметри засобів механізації дозованої видачі подрібнених стеблових кормів і макромінеральних добавок, мікронізації соєвих бобів, механічного очищення коренеплодів і приймання грубих стеблових кормів від самоскидних транспортних засобів на основі аналітичних і експериментальних досліджень.
. Провести виробничу перевірку розробленого устаткування та оцінку ефективності підвищення якості функціонування процесів приготування кормів на молочних фермах.
Об'єкт дослідження - механізовані процеси приготування кормів на молочних фермах. Предмет дослідження - якість функціонування механізованих процесів приготування кормів.
Методи дослідження. Методичною основою роботи є системний аналіз впливу елементів виробництва і технологічних процесів приготування кормів на якість їх функціонування на основі математичного моделювання з використанням класичних законів фізики і механіки, теорії імовірності і математичної статистики, планування багатофакторних експериментів. Достовірність моделей визначалася експериментальними дослідженнями.
Виробнича перевірка створеного устаткування проводилася в реальних умовах виробництва Українським державним центром випробувань техніки (УкрЦВТ), Південно-Українською МВС і співробітниками Інституту механізації тваринництва УААН.
Наукова новизна одержаних результатів полягає в розробці методу оптимізації параметрів механізованих процесів приготування кормів з визначенням впливу якості їх функціонування на ефективність використання кормів і продуктивність тварин на етапі проектування виробництва продукції, де на основі моделювання процесів:
- встановлені закономірності впливу фракційного складу подрібненого стеблового корму на нерівномірність видачі та дана оцінка впливу властивостей і стану корму та конструктивно-технологічної схеми дозуючого пристрою на функціональний показник якості процесу;
- визначені фактори і залежності їх впливу на нерівномірність дозованої видачі сипких кормових матеріалів по гвинтовій поверхні й одношарової видачі соєвих бобів в камеру мікронізації, на основі чого обґрунтовані параметри дозатора макромінеральних добавок і дозуючого пристрою мікронізатора сої;
- встановлена залежність показника якості механічного очищення коренеплодів при обертанні з ковзанням на рухомій шиповій поверхні від параметрів процесу та вихідного стану корму, проведено обгрунтування технологічного рішення і параметрів конвеєра-очисника;
- встановлені залежності діючих на корм зусиль від параметрів процесу переміщення його по площині тертя і переміщенні похилої поверхні під порцією корму, обгрунтовані параметри пристрою приймання грубих стеблових кормів від самоскидних транспортних засобів збільшеної місткості.
Практичне значення одержаних результатів знайшло відображення в розробленні технологічних процесів дозованої видачі макромінеральних добавок, приймання грубих стеблових кормів, одношарової дозованої видачі соєвих бобів для мікронізації, очищення ґрунту з поверхні коренеплодів.
Результати досліджень використані при вдосконаленні бункера-дозатора подрібнених стеблових кормів БДК-Ф-70.20, розробці лінії переробки сої ЛПС-0,6 (рекомендована до виробництва), лінії приймання, дозованої подачі та механічного очищення коренеплодів ЛПК-Ф-15 (рекомендована до виробництва) і дозатора макромінеральних добавок (експлуатується в господарствах).
Поряд зі створенням устаткування для механізації процесів приготування кормів результати наукових досліджень використані при розробці Програми ви-робництва технологічних комплексів машин і обладнання для агропромислового комплексу на 1998 –роки (1998 р.), Відомчих норм технологічного проекту-вання: Об’єкти заготівлі, зберігання і приготування кормів для тваринництва: ВНТП-СГіП-46-8.94, Системи технологічних процесів і машин для комплексної механізації виробництва продукції тваринництва на 1996-2010 роки (проект).
Особистий внесок здобувача. В проведених дослідженнях здобувачу належить авторство розробки структурної моделі виробництва продукції тварин-ництва та методу оптимізації параметрів технологічних процесів, математичних моделей процесів приймання грубих кормів, дозованої видачі подрібнених стеб-лових кормів, сипких кормів горизонтальним гвинтовим конвеєром і мікроні-зації сої, ідея та основна участь в розробленні математичних моделей технологічних процесів механічного очищення коренеплодів і дозованої видачі сипких кормів по гвинтовій поверхні, їх теоретичних досліджень, проведенні експериментальних досліджень, а також участь в розробленні конструкцій експериментальних і дослідних зразків устаткування. Внесок автора в наукові праці, написаних у співавторстві, відображено у списку основних друкованих праць.
Апробація результатів дисертації. Основні положення роботи доповідалися і схвалені на науково-технічних конференціях ЦНДПТІМЕТ (м. Запоріжжя, 1994-1996 рр.); МІМСГ (м. Мелітополь, 1994 р.); на Всесоюзній науково-технічній конференції "Результати дослід-жень по прогнозуванню техніко-економічних параметрів машин і устаткування (ЦНДПТІМЕТ, 1987 р.); на Міжнародній науково-технічній конференції "Нові технології і техніка для механізації і електрифікації процесів тваринництва (ІМТ УААН, м. Запоріжжя, 1994-1996, 1998, 1999 рр.); на науково-технічній конференції "Інженерні проблеми сільськогосподарського виробництва України (ІМЕСГ, смт Глеваха, Київська обл., 1994 р.); на Міжнародній науково-технічній конференції з питань розвитку механізації, електрифікації, автоматизації і технічного сервісу АПК в умовах ринкових відносин (ІМЕСГ УААН, смт Глеваха, Київська обл., 1995-1996 рр.); на Міжнародній науково-технічній конференції з проблеми "Енергоощадні технології і енергетичні засоби в сільсько-господарському виробництві (Південний філіал ІМЕСГ, смт Якимівка, Запорізь-ка обл., 1995 р.); на семінарі-навчанні "Сучасні енергоощадні технології для АПК" (м. Одеса, 1996 р.); на Міжнародній науково-технічній конференції "Проблеми технології і механізації доїння та первинної обробки молока" (ВАТ "Брацлав", Вінницька обл., 1998 р.); на Міжнарод-ій науково-технічній конференції "Технічний прогрес у сільськогосподарському виробництві" (ІМЕСГ УААН, смт Глеваха, Київська обл., 1998 - 2000рр.); на ІІ-Міжнародній науково-технічній конференції "Аграрна енергетика в ХХІ столітті" (Мінськ, 27-28 листопада 2003).
Публікації. По темі дисертації надруковано монографія, 67 наукових праць, в т.ч. 6 - за кордоном, отримано 15 авторських свідоцтв на винаходи і патентів.
На захист виносяться такі положення і результати:
- метод оптимізації параметрів технологічних процесів приготування кор-мів, цільовою функцією якого є якість виконання технологічних процесів;
- математичні моделі функціональних показників якості технологічних процесів для дозованої видачі стеблових і сипких кормів, механічного очищення коренеплодів, приймання грубих стеблових кормів;
- параметри удосконалених технологічних процесів дозованої видачі стеблових і сипких кормів, механічного очищення коренеплодів і приймання стеблових кормів від самоскидних транспортних засобів збільшеної місткості.
Структура та об'єм дисертації. Дисертація складається з вступу, 5 розділів, висновків і пропозицій, 29 додатків і списку використаних джерел, викладена на 407 сторінках машинописного тексту, включає 87 рисунків і 22 таблиці. Список використаних джерел - 303 найменування.
ЗМІСТ РОБОТИ
Розділ І Стан проблеми і напрями досліджень
При інтенсифікації виробництва тваринницької продукції все більше зростає значення якості кормів, яку оцінюють по концентрації енергії, вмісту поживних речовин і дієтичних властивостях. На якість кормів суттєво впливають технології їх переробки, тому обгрунтуванню параметрів процесів та технічних засобів приготування кормів, що підвищують ефективність їх згодовування, присвячено цілий ряд наукових праць. Значний внесок у вирішення цієї проблеми зробили своїми роботами Омельченко О.О., Кукта Г.М., Коба В.Г., Погорілий Л.В., Храпач Є.І., Голіков В.О., Артюшин А.О.,Нагорський І.С., Передня В.І.,Ткач В.Д., Ясенецький В.А., Ревенко І.І., Хазанов Є.Ю., Кутлембетов А.А., Черкун В.Я., Гопка В.В., Рєзнік Є.І. та інші вчені, які розробили концепцію механізації приготування збалансованих кормосумішей на тваринницьких фермах.
В умовах ринкової економіки виробництво конкурентоспроможної продукції потребує реалізації технологічних резервів підвищення якості та зниження вартості приготування кормів на фермах на основі оптимізації їх параметрів.
Відомі методи оптимізації технологічних процесів не в повній мірі враховують вплив стану корму та технологічного рішення устаткування на якість виконання процесу, а також вплив останнього на продуктивність тварин. Тому розробка методу обґрунтування параметрів процесів іустаткування для приготування кормів на основі їх моделювання на рівні підсистеми забезпечення якості виробництва є задачею актуальною.
Розділ ІІ Наукове забезпечення якості приготування кормів в системі забезпечення якості виробництва продукції тваринництва
Імовірність виробництва продукції з заданими параметрами підвищується, коли на виробництві діє система якості, за допомогою якої здійснюється керування технологічними процесами на всіх етапах життєвого циклу продукції, починаючи з маркетингу і закінчуючи утилізацією продукції. Здійснити це можливо, коли виробництво продукції тваринництва предствляється у вигляді структурної моделі (рис.1) як системи процесів життєвого циклу продукції на фермі, де відтворення елементів цього виробництва (робочої сили, основних засобів, матеріалів, тварин) також відбувається по етапах їх життєвого циклу у взаємозв'язку з основним виробництвом.
Позначимо виробництво продукції тваринництва виробництвом І рівня, а виробництво засобів механізації –виробництвом ІІ рівня. Витрати, що мають місце в життєвому циклі устаткування, здійснюються на етапах підготовки виробництва і самому виробництві І рівня
|
, |
(1) |
де - витрати на підготовку і експлуатацію устаткування в виробництві І рівня, МДж; - витрати на реалізацію, монтаж і експлуатацію, технічне обслуговування й утилізацію устаткування, МДж; - продукція виробництва II рівня, МДж.
Для попередження виникнення негативних явищ в виробництві необхідно давати оцінку якості виконання виробничих процесів на всіх етапах життєвого циклу продукції, яку пропонується оцінювати показником , що відображає рівень задоволення вимог продуктивності () і технологічних вимог (), втрати або рівень збереження елементів виробництва і продукції (), корисність виконання процесу () і вплив на навколишнє середовище ()
|
, |
(2) |
де - кількість уречевленої енергії в активній частині виробленого продукту, МДж; - кількість уречевленої енергії в продукті, виробленому в межах технологічних вимог, МДж; - приріст продукції, отриманої в результаті вико-нання технологічного процесу, Мдж; Фi - витрати на виконання процесу, МДж; - збиток навколишньому середовищу від виконання процесу, МДж; квтр- показник втрат.
c7
d0
cc, b3ff
d2b3f7ede5 eee3
d3
c2
ccb3e0-b3f7ede5 e7