Технология механизированной уборки, удаления и утилизации навоза

Общий расчёт

Технология уборки навоза зависит от вида скота, системы содержания и др. На фермах крупного рогатого скота в зависимости от количества вносимой подстилки получают навоз влажностью от 81 до 87% или жидкий, бесподстилочной влажностью 88% и выше и на свиноводческих фермах - жидкий навоз.

Технологический процесс уборки и удаления навоза на фермах состоит из следующих основных операций: уборки в стойловых помещениях, транспортирования к местам хранения или переработки, хранения и утилизации навоза.

Подсчитывают суточный выход навоза G_сут (кг) на ферме по формуле:

 

G_сут = m(q_n+q_м+q_в+q_п),

 

где q_n - среднесуточное выделение твердых экскриментов одним животным, кг;

q_м - среднесуточное выделение жидких экскриментов одним животным, кг;

q_в - среднесуточный расход воды на смыв навоза на одного животного, кг;

q_п - среднесуточная норма подстилки на одного животного, кг;

m - количество животных на ферме.

 

G_сут = 800 ∙ (13 + 4 + 23 + 5) = 36000 кг

 

Годовой выход навоза G_год (т):

 

G_год = 1/ 1000 (G_сут · τ_ст),

 

где τ_ст - продолжительность стойлового периода

 

G_год = 1/ 1000 (36000 ∙ 365) = 13140 т

 

Зная суточный выход навоза на ферме от всего поголовья и продолжительность его хранения, определяют площадь навозохранилища (м²):

 

F_х = (G_сут ∙ Д_хр / ρ) / h,

 

где F_х - площадь навозохранилища, м²;

h - высота укладки навоза, h = 1,5…2,5 м;

G_сут - суточный выход навоза на ферме от всего поголовья, кг;

Д_хр - продолжительность хранения навоза в навзохранилище, сут;

ρ- плотность навоза, кг/м³.

 

F_x = (36000 ∙ 182 / 900) / 2 = 3640 м²

 

Расчет лотковой самотечной системы удаления навоза

При бесподстилочном содержании животных применяют гидравлические системы удаления навоза, так как механические средства имеют недостаточную эксплуатационную надёжность, большую металлоёмкость, высокие эксплуатационные расходы.

Заглублённые каналы гидравлических систем сверху перекрывают щелевым полом из решеток. Применение щелевого пола позволяет содержать животных в чистоте, улучшить санитарные условия и уменьшить затраты труда на очистку помещений от навоза.

При лотково-отстойной системе удаление навоза из лотков осуществляется под действием силы тяжести и дополнительного смыва водой. Она рекомендуется для применения на мелких фермах. Система состоит из продольных лотков-каналов, поперечного канала, наружного самотёчного навозопровода и навозосборника. На каждый ряд станков или стойл предусматривается продольный канал с полукруглым дном R = 15 см и шириной по верху 60...70 см (для свиней) и 70...80 см (для КРС).Длина навозного канала Lк (м):

 

L_к = m·b + ΔL,

 

где m - число животных, расположенных вдоль навозного канала; b - ширина стойла, м; ΔL - длина канала, выходящего за пределы стойла, м.

 

L_к = 100 ∙ 1.2 + 0.9 = 110.9 м

 

Минимальная глубина h_min (м) канала в головной части, которая требуется для нормального самосплава массы:

 

h_min = (h - z) + h₁ + h₂ + h₃,

 

где h - высота порожка h = 0,10…0,12 м;

z - разность отметок начала и конца канала, z = (0,005…0,006) L_к м;

h₁ - минимальная начальная глубина потока, при которой возможно движение вязко-пластичной массы навоза по каналу, h₁ = 0,015 L_к м;

h₂ - толщина слоя жидкости над порожком (при влажности навоза 86…92 %, значение h₂ = 0,05…0,1 м);

h₃ - минимально допустимое расстояние от наивысшего уровня массы в начале канала до щелевого пола над каналом, h₃ = 0,25…0,35 м.

 

h_min = (0.11 - 0.60995) + 1.6635+ 0.07 + 0.3 = 1.53355 м

 

Объемный расход навозного канала (м³/ч):

 

Q = 3600·F·V_ср,

 

где F - площадь поперечного сечения слоя массы над порожком, м²;

V_ср - средняя скорость навозной массы в канале, V_ср = (8,3…30)·10^-3 м/с.

Площадь поперечного сечения канала определяют:

 

F = b·h₂,

 

где b = 0,8…1,2 м - ширина канала самотечной системы.

 

F = 1 ∙ 0.07 = 0.07 м²

Q = 3600 ∙ 0.07 ∙ 20 ∙ 10^-3 = 5.04 м³/ч

 

Потребный объемный расход Qп (м³/ч) каналов:

 

Q_п = q ∙ m / (ρ ∙ τ),

 

где q - суточный выход жидкого навоза от одного животного (твердые, жидкие экскременты и вода для смыва), кг;

m - поголовье животных в животноводческом помещении;

ρ - плотность жидкого навоза;

τ - продолжительность работы линий гидроудаления навоза.

 

Q_п = 36000 ∙ 800/ (1000 ∙ 1) = 28800 м³/ч

Технико-экономические показатели

Себестоимость

 

Основными показателями экономической эффективности являются: производительность труда, трудоемкость, себестоимость продукции, величина капитальных вложений, срок окупаемости и расчетные затраты.

Эти расчеты проводят для сравнительной оценки отдельных производственных линий, отдельных машин, установок для выбора рационального варианта комплексной механизации всех производственных процессов.

Экономия рабочего времени Э_т (ч) при внедрении новой технологии или техники определяются по формуле:

 

Э_т = (Р_ст - Р_н) · Q_н,

 

где Р_ст - удельный расход рабочего времени на единицу продукции или обслуживание животных при старой технологии (технике), ч/ц (ч/гол);

Р_н - то же при новой технологии (технике);

Q_н - количество продукции или количество обслуживаемых животных при технологии (технике), ц (голов).

 

Э_т = (3.5 - 2.7) ∙ 800 = 640 ч

 

Себестоимость продукции С определяют делением суммы всех затрат за вычетом стоимости побочной продукции на общее количество продукции.

 

С = (З + К + П + Т_тр + А + И + У + Т + Э + М_к + П_з + Х - (Н + Ш)) / (Q + Р_пр),

 

где З - заработная плата и отчисление на социальное страхование, руб;

К - стоимость кормов, руб;

П - стоимость подстилки, руб;

Т_тр - стоимость текущего ремонта основных средств, руб;

А - амортизация основных средств, руб;

И - стоимость износа предметов ниже лимитной стоимости и спецодежды, руб;

У - стоимость услуг вспомогательных производств, руб;

Т - стоимость расходуемого топлива, руб;

Э - стоимость электроэнергии, руб;

М_к - стоимость медикаментов и дезинфицирующих средств, руб;

П_з - прочие затраты, руб;

Х - общепроизводственные и общехозяйственные накладные расходы, руб;

Н - стоимость навоза, руб;

Ш - стоимость шкурок животных, руб;

Q - количество молока, ц;

Р_пр - приплод.

 

С = (64458.46 + 329600 + 0 + 11000 + 6000 + 1400 + 52000 + 30000 + 100000 + 2320 + 15000 + 20900 - (149600 + 4000)) / (0 + 48000) = 9.981 руб/ц

 

При внедрении новой техники в состав капитальных вложений включается стоимость нового технологического оборудования или вложения на модернизацию существующего, стоимость строительства новых или реконструкцию старых построек и стоимость основных средств, подлежащих ликвидации.

Стоимость технологического оборудования слагается из прейскурантных цен, транспотно-складских расходов в размере 11% и стоимости монтажа в размере 10…12%. Цену нового оборудования можно определить по формуле:

 

Ц = (М · З + Д) · Н_п,

 

где Ц - оптово-отпускная цена нового оборудования, руб;

М - масса оборудования (без покупных комплектующих изделий), кг;

З - себестоимость 1 кг массы оборудования (без комплектующих изделий), руб. на 1 кг;

Д - стоимость комплектующих изделий, руб;

Н_п - коэффициент, учитывающий средний процент плановой прибыли в отрасли, изготовляющей данное оборудование.

 

Ц = (15500 ∙ 0.37 + 123.505976095618) ∙ 1.1 = 6444.357 руб

 

Стоимость строительных построек определяется сметной стоимостью. При внедрении новой техники, когда реконструируется существующая постройка, демонтируется часть старого оборудования. В этом случае нужно определить остаточную стоимость используемой части старой постройки и оборудования, стоимость старого оборудования, подлежащего ликвидации. Остаточная стоимость старого оборудования Ко в рублях определяется по формуле:

 

К_о = К_п (1 - α·T),

 

где К_п - первоначальная стоимость ликвидируемого оборудования, руб;

α - годовая норма амортизации;

Т - время, отработанное оборудование, год.

 

К_о = 38452 ∙ (1 - 0.0405 ∙ 5) = 30665.47 руб

Срок окупаемости

 

Одним из показателей экономической эффективности является срок окупаемости или коэффициент эффективности. Последний является обратной величиной срока окупаемости. Срок окупаемости дополнительных капитальных затрат Т в годах рассчитывают по формуле:

 

Т = (К_н - К_с) / (С_с - С_н),

 

где К_н и К_с - новые и старые капиталовложения, приведенные к одинаковому объему производства, руб;

С_с и С_н - старые и новые годовые издержки производства, руб.

 

Т = (715000 - 698200) / (384000 - 248000) = 0.124 года.

 

Срок окупаемости новых капитальных вложений:

 

Т = (715000 - 0) / (384000 - 248000) = 5.257 лет.

 

По данным материалов Академии наук, нормативный коэффициент эффективности и срок окупаемости для молочно-животноводческих ферм соответственно равняются 0,125 и 8.

 

Приведенные затраты

 

Обобщающим показателем являются приведенные затраты, которые можно определить по формуле: С + Е ∙ К= минимум, где С - себестоимость продукции, руб. на 1 ц; Е - нормативный коэффициент эффективности; К - объем капитальных вложений, руб. на 1 ц. 9.981 + 0.125 ∙ 893.75 = минимум 121.69975

Охрана окружающей среды

 

Проектирование ферм и комплексов должно производиться с учётом охраны окружающей среды.

Участок располагают не ближе 200 м от транспортных магистралей.

Участок для строительства должен размещаться с подветренной стороны относительно жилого сектора и ниже его по рельефу. Выбор территории для строительства комплексов необходимо осуществлять с учётом санитарной охраны воздушного бассейна, населённых пунктов, источников водоснабжения, водоёмов и почвы. Так между комплексом по откорму бычков на 800 голов рекомендуемым минимальным санитарным разрывом до жилых зон является расстояние 300 метров.

Норма зелёной площади на одно животное 200 м².

Для обеспечения санитарных требований на территории комплекса и прилегающей местности предусматривается немедленное удаление и транспортирование жидкой фракции навоза к местам его переработки. В случае если жидкая фракция не может быть использована для полива полей, дальнейшее обезжиривание стоков производиться на очистных сооружениях в соответствии с требованиями СНиП.

В местах въезда и входа на территорию предусматривают контрольно-пропускные пункты.