Проектные предложения по реконструкции МТФ на 470 голов СПК "Щомыслица" Минского района с модернизацией автомата додаивания доильной установки Westfalia

Пояснительная записка состоит из 91 страницы печатного текста и содержит 20 таблиц, 9 наименований использованных литературных источников, 1 приложения и 9 листов графического материла формата А1.

Цель работы – разработка линии доения и первичной переработки молока с модернизацией автомата додаивания. доильной установки "Westfalia".
В работе определена структура поголовья МТФ на 470 голов, установлены рационы кормления, рассчитаны потребное количество воды, кормов, выхода навоза, объема хранилищ, установлены потребные площади для содержания скота и размещения оборудования, подобраны необходимые средства механизации.
В конструкторской части произведен расчет элементов пневмоцилиндра автомата додаивания.
Составлена технологическая карта, что послужило основанием для определения технико-экономических показателей работы линии первичной обработки молока.
В соответствии с заданием выполнены разработки по охране труда.


СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ...........................................................................8
1. ХАРАКТЕРИСТИКА ХОЗЯЙСТВА И ПЕРСПЕКТИВНЫЙ ПЛАН ЕГО РАЗВИТИЯ...................................................9
1.1 Общие сведения...............................................9
1.2 Почвенно – климатические условия................9
1.3 Производственная характеристика отрасли растениеводства........................10
1.4 Производственная характеристика отрасли животноводства........................13
1.5 Показатели состава и использования МТП ..........15
1.6 Комплекс мероприятий по повышению эффективности производства .............22
2. ОПИСАНИЕ И РАСЧЕТ ГЕНЕРАЛЬНОГО ПЛАНА.........24
2.1 Описание генплана............................................24
2.2 Расчет размеров и структуры стада..................25
2.3 Расчет потребности в воде......................................27
2.4 Расчет суточной и годовой потребности в кормах.....29
2.5 Определение числа и размеров хранилищ для кормов.........33
2.6 Определение площадей выгульных площадок......34
2.7 Определение потребности в навозохранилищах.................35
2.8 Выбор зоотехнических объектов........................35
3. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ПРИМЕНЯЕМЫХ СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ...............38
3.1 Механизация водоснабжения и автопоения.......38
3.2 Механизация уборки навоза и поддержание микроклимата...........38
3.3 Механизация погрузочных работ.............................39
3.4 Охлаждение и первичная обработка молока.......40
4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ДОЕНИЯ КОРОВ И ПЕРВИЧНОЙ ОБРАБОТКИ МОЛОКА.................41
4.1 Краткий анализ существующих схем доения коров.........41
4.2 Разработка технологической схемы доения и первичная обработка молока......42
4.3 Расчёт количества операторов машинного доения......................................43
4.4 Определение часовой производительности поточной линии.........................46
5. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ...................50
5.1 Устройство и работа системы автоматического додаивания.........................50
5.2 Расчет элементов системы автоматического додаивания и снятия доильного аппарата...............52
6. РАСЧЕТ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ........................55
6.1 Методика расчета технологической карты... 55
6.2 Расчет технико-экономических показателей........58
7. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ.........68
7.1 Безопасность жизнедеятельности на производстве.....................................68
7.2 Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях.......................78
8. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ...........85
8.1 Обоснование размеров и размещения сельскохозяйственных предприятий в
условиях экологизации землепользования..............85
8.2 Утилизация навозных стоков......................86
ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ..............89
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.....................90
ПРИЛОЖЕНИЕ......



3. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ПРИМЕНЯЕМЫХ СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ
3.1 Механизация водоснабжения и автопоения
Механизация и автоматизация водоснабжения животноводческих ферм по-зволяет значительно сократить затраты труда и снизить себестоимость животноводческой продукции. Кроме того, механизация водоснабжения повышает противопожарную безопасность производственных помещений и повышает санитарное состояние фермы. Выбор средств механизации водоснабжения производится с учетом среднесуточной нормы водопотребления и производственной потребности.
На проектируемом комплексе одно животное потребляет за сутки 50 л во-ды. Вода также необходима для приготовления кормов в кормоцехе из расчета на 1 кг сухого корма - 2 л воды.
Вода необходима и в санитарно-бытовых помещениях. На комплексе потребляется вода из подземных источников. При помощи насосной станции вода подается в водонапорную башню и затем по трубопроводам к потребителям.
При помощи водонапорной башни создается необходимый напор в магистрали, регулируется суточный расход воды и создается ее необходимый запас. Для закачивания воды применяем центробежный вихревой насос ВН-2Ц-6. Мощность насоса 13,0 кВт, подача 10,4...6,8 м3/ч, создаваемое давление 100...120 м. вод. ст.
Для поения животных применяются групповые автопоилки из расчета одна поилка на 25 голов. Автопоилка представляет собой емкость из нержавеющей стали с установленным внутри пружинно-клапанным механизмом, который обеспечивает постоянный уровень воды в ней. Объем чаши – 100 л. Она присоединяется к водопроводу так, чтобы из нее могли пить одновременно два животных.
3.2 Механизация уборки навоза и поддержание микроклимата
Среди технологических линий, применяемых в животноводстве, особое ме-сто занимают линии по уборке навоза из помещений, его переработке и использо-ванию. Создание крупных животноводческих предприятий индустриального типа, повышенные требования к охране водного и воздушного бассейнов, необходимость использования всей массы навоза для удобрения полей обострили проблему механизации выполнения всех операций. Создание благоприятных санитарных условий для работы на ферме, повышение производительности труда - важнейшие требования, предъявляемые к системам технических средств для механизации уборки и утилизации навоза.
На проектируемом комплексе удаление навоза из помещения будем осуществлять бульдозером. Это позволит отказаться от применения трудоемких ручных операций и позволит сократить затраты труда и средств на удаление навоза из животноводческих помещений.
Создание и автоматическое поддерживание требуемых параметров микроклимата является важной проблемой в животноводстве. Исследованиями и опытом многих хозяйств установлено, что за несоблюдение оптимального микроклимата в помещениях для содержания животных снижается их продуктивность, увеличивается расход кормов на получение продукции, возрастает падеж животных, сокращаются сроки эксплуатации машин и зданий, возрастают простудные заболевания обслуживающего персонала.
На проектируемом комплексе животные содержатся в коровниках, построенных по типовому проекту 801-70. Для обеспечения помещений чистым воздухом можно применить приточно-вытяжную систему вентиляции с механическим побуждением. Современные комплексы вентиляционного оборудования включают в себя такие компоненты как: световые вентиляционные коньки, подъемные окна-шторы и обеспечивают большой объем вентиляции, глубокое регулирование воздухообмена в зависимости от возраста и вида животных, сбалансированность воздушного потока, отсутствие зон застоя и сквозняков. Для поддержания оптимальной температуры можно установить осевые низконапорные вентиляторы.
3.3 Механизация погрузочных работ
Погрузочные механизмы на комплексе применяются для погрузки кормов, а также погрузки навоза из навозохранилищ. Для погрузки грубых кормов, силоса и сенажа применяем грейферный погрузчик ПГ-0,5Д, установленный на трактор МТЗ-80. Комбикорма в бункера-дозаторы БСК-10 загружаются загрузчиком ЗСК-10. Часть корнеклубнеплодов, которая хранится в буртах, по мере опорожнения хранилища, загружается свеклопогрузчиком СНТ-2,15 в кузов автомобиля ГАЗ-53Б и доставляется в хранилище корнеклубнеплодов.
Жидкая фракция навоза из навозохранилища удаляется при помощи разбрасывателя жидких удобрений МЖТ-11, который агрегатируется с трактором Т-150К. Твердая фракция удаляется при помощи погрузчика НПК-30 и разбрасывателей органических удобрений ПРТ-11, агрегатированного с трак-тором Т-150К.
3.4 Охлаждение и первичная обработка молока
Охлаждение – наилучший метод сохранения натуральных свойств молока. Экологически целесообразно охлаждать молоко до 10С, если время его хранения не будет превышать 5 – 6 ч; до 6 – 7С – при хранении не более 12 ч; и до 4 – 5 С - при хранении не более 24 ч.
Более совершенные способы охлаждения с применением аппаратов непре-рывного действия - молочных охладителей, работающих с использованием искусственного холода и обеспечивающие охлаждение молока в потоке без соприкосновения с воздухом. В целях экономии льда или искусственного холода, молоко предварительно охлаждают водопроводной водой. Для повышения эффективности охлаждения и снижения энергозатрат в осенне-зимний период эффективно применять для этих целей сезонный охладитель молока, например ОМС-1,5 в котором циркулирующий хладноноситель охлаждается за счет естественного холода окружающей среды.
Для охлаждения молока применяем один танк-охладитель емкостью 8000л оснащенный компрессорно-охладительным агрегатом скомбинированный с рекуператором тепла емкостью 1000л, что позволит нагревать и использовать воду для производственных нужд, например, для работы автомата промывки при санитарной обработке доильного оборудования, подмыва вымени животных и т.д.

4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ДОЕНИЯ КОРОВ И ПЕРВИЧНОЙ ОБРАБОТКИ МОЛОКА
4.1 Краткий анализ существующих схем доения коров
В настоящее время на фермах и комплексах машинное доение проводят с помощью серийных доильных аппаратов, входящих в состав различных доильных установок. Такая установка включает в себя источник вакуума - вакуумный насос, приводимый в действие электродвигателем; вакуумную магистраль, состоящую из вакуумного трубопровода, вакуумного баллона, вакуумного регулятора и системы трубопроводов, прокладываемых в помещениях, где проводят доение. Вакуумные трубопроводы оснащены кранами. К этим кранам присоединяются доильные аппараты.
Доильные аппараты в процессе работы находятся в непосредственном кон-такте с организмом животного и, оказывая на него определенное воздействие, обеспечивают выделение молока из вымени и сбор его в доильную емкость. В тесном контакте с выменем животного находится исполнительный орган доильного аппарата комплект доильных стаканов, надеваемых на соски вымени. Остальные механизмы обеспечивают режим работы доильных стаканов, который должен в наибольшей степени соответствовать физиологическим процессам, протекающим в организме животного в ходе машинного доения.
В зависимости от способа содержания животных коровы могут доится на стационарных (доение в переносные ведра, в молокопровод, в специальных доильных залах ) и передвижных доильных установках. При привязном способе содержания, когда коровы содержатся в индивидуальных стойлах, одна доярка выдаивает всех закрепленных за ней коров. Она переходит вдоль стойл и выдаивает доильными ведрами последовательно каждую корову, сливает молоко во фляги. При наличии молочного трубопровода, проложенного над стойлами коровника, порядок доения коров остается тот же за исключением транспортирования молока с помощью вакуума в молокоприемник, находящийся в молочном помещении. При беспривязном способе содержании животных выдаиваются в специальном помещении, оборудованном стационарными доильными установками типа “ Елочка “ или “ Тандем”. Группы коров поочередно подходят к дояркам, выдоенное молоко через манипулятор поступает в молочный трубопровод и далее в молочную на первичную обработ-ку. При доении коров на летних пастбищах используются передвижные установки с доильными станками, смонтированными на платформе. Платформу, установленную на полозьях или колесах, перемещают по пастбищу при смене расположения лагеря.
4.2 Разработка технологической схемы доения и первичной обработки молока
Первичная обработка молока на ферме производится с целью сохранения его свойств до доставки потребителям или на молочные заводы. Технология пер-вичной обработки молока на фермах и комплексах включает в себя следующие основные процессы: учет надоя, очистку, охлаждение и хранение молока до отправки на предприятие молочной промышленности. Кроме того, при возникновении эпизоотии на ферме молоко должно подвергаться термической обработке – пастеризации, которая способствует уничтожению в нем болезнетворных микроорганизмов.
При доении коров на установках с молочным трубопроводом (АДМ-8, АДС-1) первичная обработка молока осуществляется в процессе доения. Молоко прокачивается через проточный очиститель, пластинчатый охладитель и поступает в танки-охладители (ТОМ-2А, СМ-1250, О1-1600, МКА-2000, и др.) дня хранения (с последующим доохлаждением). На установках с переносными доильными ведрами (АД-100) первичная обработка также проводится по окончании доения в молокоохладительных установках танках-охладителях.
Все большее применение находят молокоохладительные установки непо-средственного охлаждения. Способ непосредственною охлаждения повышает производительность, холодильного агрегата в среднем на 30%; металлоемкость таких резервуаров примерно в полтора раза меньше (отсутствует бак – аккумулятор холода, система орошения, водяной насос); затрата энергии на единицу охлаждаемого продукта ниже в 1,5 ... 2 раза; для заправки резервуара требуется в 2 раза меньше хладагента.
Типичные представители резервуаров непосредственного охлаждения – установки РНО – 1,6; РНО – 2,5 и МКА – 2000Л-2А. Они состоят из двух раздельно монтируемых единиц – молочной ванны и холодильного агрегата.
Пастеризаторы предназначены для уничтожения микрофлоры, развиваю-щейся в процессе получения молока, путем его нагревания до 63°С и более высокой температуры. Эффект пастеризации зависит не только от степени нагревания, но и времени выдержки нагретых продуктов, т.е. температура и продолжительность пастеризации определяют режим процесса. На практике применяют следующие режимы пастеризации молока: длительная пастеризация, кратковременная, моментальная (мгновенная), высокотемпературная.
На фермах, где наблюдаются случаи заболевания коров бруцеллезом и туберкулезом, ветеринарное законодательство обязывает проводить пастеризацию молока при температуре 70°С с выдержкой 30 минут или при температуре 90°С с выдержкой 5 минут. В случае заболевания коров ящуром пастеризацию молока проводят при температуре 850С с выдержкой в течение 30 минут. В связи с тем, что при пастеризации уничтожается не менее 99,9 % микробов вегетативной формы, но и сохраняются споровые формы нежелательных микроорганизмов, пастеризованное молоко необходимо охлаждать и хранить при низкой температуре.
На животноводческих фермах и комплексах для пастеризации молока наибольшее распространение получили ванны длительной пастеризации (ВДП-300, ВДП-600 и ВДП-1000), универсальные танки (ТУМ-800, ТУМ-1200), барабанные (ОПД-1М и П-12) и пластинчатые установки (ОПУ-3М, ОП2-У5, ОПУ-10 и ОПУ-15).





5. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
5.1 Устройство и работа системы автоматического додаивания
Как уже было сказано ранее одним из ключевых этапов в производстве молока является процесс доения животных. Особенность данного процееса заключается в том, что при нормальной работе доильного аппарата сфинктер соска открыт и молоко свободно вытекает из цистерны вымени через сосок в аппарат. К концу доения вымя становится более мягким, соски глубже засасываются в доильные стаканы, канал между цистерной вымени и полостью соска сужается или перекрывается совсем, препятствуя извлечению из долей вымени значительного количества молока. В связи с этим проводится машинное додаивание животных путем ручного оттягивания доильного аппарата вниз и вперед.
Учитывая, что применение машинного додаивания позволяет увеличить надои в среднем на 5–10% (полнота выдаивания стимулирует корову наращивать продуктивность) и общую жирность получаемого молочного сырья (жирность последних струек молока (50–100 г), которые обычно не сдаиваются, может достигать 16 %) необходимость его применения обоснована. На осуществление операции машинного додаивания затрачивается ручной труд, поэтому предлагается использовать автоматический манипулятор, основной частью которого является поворотное водило с креплением для подвесной части доильного аппарата, соединенное шнуром с пневмоцилиндром снятия (рис. 5.1). Модернизация автомата додаивания доильной установки путем изменения воздействия (алгоритма работы) манипулятора позволит не только исключить операции связанные с ручным трудом – подвод и удержание доильного аппарата перед доением, но и позволит более качественно выполнять процесс машинного додаивания. По мнению авторов / , / машинное додаивание позволяет дополнительно получить до 10-15% качественного молочного сырья, при одновременном снижение заболеваемости маститом до 30%. Однако это при соблюдении всех требований машинного доения, одним из которых является массаж вымени, обеспечивающий встряхивание молочной цистерны, т.е. актива-цию процесса молокоотдачи / /. Предлагается изменить технологию процесса автоматического додаивания и конструкцию автомата додаивания таким образом, что бы оттягивание подвесной части доильного аппарата вниз чередовалось с обратным движением доильных стаканов вверх для встряхи-вания вымени.
Кроме того, предлагается изменить конструкцию водила манипулятора. При оснащении его съемным карабином в комплектации доильного аппарата возможно использование отечественных коллекторов, что в свою очередь снизит себестоимость обслуживания и текущих ремонтов доильной установки.

Рис. 5.1 – Конструкция автомата додаивания:
1 - устройство управления; 2 – пневмоцилиндр автомата додаивания; 3 - водило;
4 - доильный аппарат; 5 - пневмоцилиндр снятия; 6 - шнур.