5.5. Основы расчета кормоцехов

Кормоцехи для приготовления влажных кормосмесей должны отвечать следующим зоотехническим требованиям:

• грубые корма, подлежащие переработке, должны храниться на кормовой площадке, связанной с кормоцехом дорогой с твердым покрытием; люцерновое либо клеверное сено (для рационов свиней) необходимо хранить в скирдах в рассыпном виде, в тюках либо в скирдооформителях;

• при кормоцехе следует иметь механизированное хранилище для целых и слабоповрежденных корнеклубнеплодов емкостью из расчета трех-четырехнедельного расхода кормов и хранилище мелассы на 50–100 т;

• оборудование кормоцеха должно надежно работать при температуре окружающей среды от 5 до 35⁰ С и относительной влажности воздуха до 95%;

• оборудование кормоцеха в соответствии с назначением должно быть изготовлено из материалов, устойчивых к коррозии, воздействию кислот, щелочей и дезинфицирующих средств и не должно образовывать с ним вредных соединений;

• дозирующие устройства вспомогательных линий кормоцеха должны иметь регулируемую производительность, отклонения при дозировании компонентов допускаются в таких пределах: комбикормов и концентратов ± 1,5%, грубых и сочных кормов - соответственно 10 и 3,5%, жидких питательных смесей 2,5%, минеральных добавок 1% от количества дозируемого по массе корма;

• время, необходимое для переключения всех дозирующих устройств кормоцеха на другой режим работы, должно быть не более 5 мин;

• показатель качества однородности смешивания кормосмеси должен быть не менее 75-80%, а при вводе карбамида – не менее 90%;

• неравномерность смешивания грубых кормов, силоса и корнеклубнеплодов не должна превышать ± 15%, концентрированных кормов ± 5% от заданного рациона;

• в составе готовых кормосмесей 70-75% измельченной массы должно состоять из частиц до 10-12 мм (для крупного рогатого скота), а частиц крупнее 12 мм должно быть не более 30%, причем размер этих частиц для откормочного молодняка не должен превышать 20 мм, а для молочных коров 50 мм;

• запаренные корма необходимо охлаждать до 40 ⁰ С перед смешиванием с витаминными или белковыми добавками и до 70 ⁰С перед смешиванием с комбикормом.

Расчет технологического процесса. Оборудование в кормоцехе неодинаково загружено как в течение суток, так и в различные периоды года. Поэтому, чтобы рассчитать технологические линии, необходимо знать структуру поголовья животных на ферме, тип кормления, рационы животных, физико-механические свойства кормов, а также технические характеристики машин и оборудования и технико-экономические показатели выбираемого комплекта.

Расчет технологических линий целесообразно проводить в два этапа. На первом этапе необходимо разработать схему технологического процесса, определить суточную и часовую производительность отдельных линий и кормоцеха в целом, рассчитать потребное количество раствора, чтобы получить требуемую влажность кормосмеси, найти расход пара, электроэнергии, емкость накопителей, производительность и число машин кормоцеха, выбрать схему технологических линий кормоцеха и установить его площадь. На втором этапе уточняют расчет и строят графики загрузки машин и оборудования кормоцеха.

Учитывая поголовье животных по группам и рационы, определяют потребность фермы в кормах, а также объем питательных растворов (воды), добавляемых к кормам. Суточную производительность технологических линий для обработки отдельных видов кормов рассчитывают по формулам:

Q_л1=a₁m₁+a₂m₂+a₃ m₃+…+a_nm_n; (5.1)

Q_л1=b₁m₁+b₂m₂+b₃ m₃+…+b_nm_n; (5.2)

Q_лn=z₁m₁+z₂m₂+z₃ m₃+…+z_nm_n; (5.3)

где Q_л1, Q_л2,…Q_лn – суточное потребление различных кормов, т/сутки;

m _1, m _{2, …}m_n – число животных в каждой группе;

a, b, z – масса различных видов кормов, расходуемых по максимальному суточному рациону на одно животное, т/сутки.

Разделив общий суточный объем на принятое время работы кормоцеха, определяем его часовую производительность:

, (5.4)

где T_см – время работы кормоцеха в сутки, ч.

Технологический расчет основных и вспомогательных линий, выбор машин и оборудования следует начинать с ведущей машины. Ее параметры являются определяющими для расчетов остальных линий кормоцеха.

В технологическом процессе кормоприготовления основной операцией является смешивание кормов. Поэтому, выбирая тип смесителя, необходимо заранее знать влажность и объем кормовых рационов.

Количество кормов, которое необходимо приготовить для разовой выдачи животным, определяем с учетом принятой кратности кормления.

Исходную влажность кормовой смеси, %, определяем по формуле

, (5.5)

где W₁ … W_n – влажность компонентов рациона, %;

П_1,….,П_n – содержание компонентов в рационе, %.

Для лучшей организации процесса кормления рационы группируют, объединив животных в укрупненные группы, например: 1-я группа – коровы, нетели и телки старше года, 2-я группа – молодняк моложе 12 месяцев. Теперь определим количество питательного раствора, которое необходимо добавить в смесь, л:

, (5.6)

где G_в – масса смеси рациона без раствора (воды), кг;

W₀ – заданная влажность, %.

Разделив суточную потребность кормов, подлежащих переработке в кормоцехе, на допустимую длительность приготовления (для молочных ферм 7-8 ч), определяем потребную производительность кормоцеха. Таким образом, мы установили часовую производительность основной линии кормоцеха – линии смешивания. Теперь определяем число смесителей по формуле

n_см =Q_ол /q_см , (5.7)

где q_см – производительность смесителя, т/ч.

Часовая производительность вспомогательных технологических линий кормоцеха

, (5.8)

где Q_вл – производительность вспомогательных технологических линий кормоцеха по переработке соломы, силоса, корнеклубнеплодов и др , т/ч;

П – содержание компонента в кормосмеси, %.

По часовой производительности выбираем тип и число машин кормоцеха.

Число машин в каждой линии

, (5.9)

где Ц – число циклов работы машины;

q_м – производительность машины вспомогательной технологической линии, т/ч.

Необходимое количество бункеров, накопителей-дозаторов для каждой технологической линии кормоцеха должно соответствовать тому виду и количеству корма, который хранится и перерабатывается на данной линии. Вместимость бункеров

, (5.10)

где Q_л – суточный расход корма, т;

t_д – число дней хранения компонента в бункере (1-3 суток);

g – объемная масса (плотность) продукта, т/м³;

j – коэффициент заполнения бункера (для мучнистых кормов (j=0,80-0,85).

Вместимость бункеров для концентратов следует рассчитывать не менее чем на трехсуточную норму их расходования. Это позволит исключить работу складов и транспорта в выходные и праздничные дни. Транспортирующие устройства для сочных кормов выбирают и рассчитывают, исходя из опыта эксплуатации и параметров накопителей (для силоса емкость бункера должна соответствовать 15-25 м³).

Суточный расход пара Р_сут для кормоцеха определяют по его потребности для тепловой обработки кормов, подогрева воды и центрального пароводяного отопления помещений, пользуясь формулой

Р_сут=Р_укG+Р_увВ_г+Р_уоV, (5.11)

где P_vк – удельный расход пара на единицу массы корма, кг/кг, (табл. 5.1),

G – масса обрабатываемого корма, кг;

Р_ув – удельный расход пара на единицу массы холодной водопроводной воды, кг/кг;

В_г – суточное количество горячей воды, кг;

Р_уо – удельный расход пара на отопление 1 м³ помещения, кг/м³;

V – объем отапливаемого помещения, м³.

Таблица 5.1

Расход воды и пара на обработку кормов

Вид операции	Количество продукта, кг	Расход воды, л	Расход пара, кг
Мойка и запаривание корнеплодов	1	0,1-0,8	0,15-0,20
Запаривание концентратов	1	1,0-1,5	0,20-0,25
Приготовление смесей для свиней	1	0,5-1,0	–

Тогда часовой расход пара

, (5.12)

где Q _лк – часовая производительность линии запаривания корнеплодов, кг/ч;

Т₃ – продолжительность запаривания корнеплодов, ч;

T_см – продолжительность смены, ч.

По часовому расходу пара выбирают тип и число установок для получения электротепла (вместо паровых котлов).

При расчете потребности электроэнергии находят общую установленную мощность электродвигателей, максимально потребляемую мощность по часам суток и величину суточного расхода электроэнергии кормоцехом.

Суточный расход электроэнергии

Э_с = (N₁t+ N₂t₂ + ... + N_n t_n), (5.13)

где N₁, N₂, … N _n – мощность электродвигателей и установок, кВт;

t₁,t_2,… t_n – время работы электродвигателей и электроустановок, ч.

Исходными данными при расчете являются мощность электродвигателей машин и оборудования и часы их работы за сутки. Пользуясь этими данными, строят график потребления электроэнергии по часам суток, по которому определяют максимальную потребную мощность кормоцеха, а также суточный расход электроэнергии.

При проектировании кормоцехов и при размещении машин и оборудования технологических линий необходимо соблюдать следующие условия: путь передвижения каждого компонента должен быть кратчайшим; оборудование надо расставлять в принятой последовательности технологического процесса; затраты на перегрузочные операции должны быть минимальными; коммуникационные линии должны иметь кратчайшие пути; для обслуживающего персонала должны быть созданы удобства и обеспечены условия охраны труда и техники безопасности, а также противопожарной техники.

Площадь кормоцеха определяют по формуле

, (5.14)

где ΣF_м – площадь оборудования, определяемая по габаритам машин, взятых из технических характеристик, м²;

а=2-3 – коэффициент, определяющий долю площадей здания, потребную для рабочих мест, проходов и вспомогательных помещений.