Вода представляет собой один из важных компонентов всех пищевых продуктов. Рассмотрение её как универсального растворителя для пищевых веществ или инертного компонента невозможно. Для большинства пищевых продуктов вода является не только преобладающим компонентом, но и она способна оказывать влияние на их качественные характеристики....
На сегодняшний день создана обширная система управления пожарной и промышленной безопасности. Она призвана создать качественные методы, средства и способы уменьшения появления травматизма на промышленных объектах, избегания появления техногенных катастроф.
Этими вопросами занимался ряд отечественных ученых. В их числе: Амоша А.И., Кульбовская Н.К., Макушин В.Г., Петросянц Э.В., Роик В.Д, Русак О.Н., Файнбург Г.З. и другие. Однако большинство публикаций представляет собой статьи в журналах, брошюры, отдельные главы в книгах, которые в целом посвящены другим проблемам; узкоспециальные работы чисто медико-физиологического, либо технического, либо санитарно-гигиенического, либо организационного или социологического характера.
...
Основними перевагами геотермальних електростанцій порівняно з іншими є:
• простота конструкції, надійність в роботі, простота в управлінні;
• немає потреби встановлювати казан або атомний реактор;
• для роботи електростанції не потрібне паливо, оскільки використовується природна пара;
• постійна вихідна потужність протягом року дозволяє підтримувати високий коефіцієнт використання максимуму навантаження, як правило не менше 88-95 %;
• мінімальні витрати на будівництво;
• собівартість вироблення електроенергії незначна;
• використання енергоносія низького тиску дозволяє знизити небезпеку перепадів тиску і температури;
• наслідки різних аварій, несправностей менш небезпечні і обмежуються тільки зоною, яку займає станцією;
• малі витрати на вироблення електроенергії;
• мінімальний термін окупності.
Ученими розроблена схема електростанції, що працює на геотермальній воді з початковою температурою 80 0С (рисунок 1).
1 - свердловина; 2 - теплообмінник; 3 - хладон дріт; 4 - турбіна;
5 - генератор; 6 - забірник холодної води; 7 - насос холодної води;
8 - насос подачі хладону; 9 - холодильник; 10 - теплиця
Рисунок 1 - Схема геотермальної електростанції з використанням
теплоносія з низькою температурою кипіння
Згідно схемі вода зі свердловини подається в теплообмінник, віддає частину теплової енергії на випаровування хладону-12 в замкнутому контурі. Пари хладону-12 подаються з теплообмінника в турбіну, яку обертає електрогенератор. Відпрацьована в турбіні пара поступає в холодильник, де конденсується і рідкий хладон-12 циркуляційним насосом подається в теплообмінник. Тобто відбувається замкнута безперервна циркуляція проміжного теплоносія з низькою температурою кипіння (29,80С).
Вказана схема хладонового перетворювача із замкнутим циклом працює при перепаді температур 80-850С і завдяки комплексному використанню (обігрів теплиць і ін.) отриманий порівняно високий коефіцієнт корисної дії.
Конденсація пару хладону-12 відбувається завдяки використанню холодної води з середньою цілорічною температурою 50С. Підігріту воду можна застосовувати в теплицях і парниках. Геотермальна вода свердловин має багато солей, тому її надалі не використовують.
У 1968 році на базі Паратунських термальних джерел була запущена перша в світі низькотемпературна хладонова геотермальна електростанція потужністю 750 кВт.
Проблема енергетично некондиційних термальних вод в США вирішується інакше. У них є цілий ряд родовищ термальних вод з високою температурою і з підвищеною мінералізацією, а також з великою кількістю газів. Усунення вказаних недоліків було здійснено за рахунок розробки паротурбінного циклу нового типу, який відрізняється від звичайних циклів геотермальних електростанцій тим, що як теплоносій застосовується ізобутан.
У паротурбінній установці використовується пароводяна суміш з температурою 1630С і протягом всього процесу енергообміну підтримується тиск вище тиску насиченої пари, щоб не відбувалося випаровування і виділення розчинених в рідині газів. Проходячи, через теплообмінник, гаряча вода віддає своє тепло вторинному теплоносію -ізобутану, а охолоджена термальна вода закачується в сусідню свердловину, відносячи розчинні солі і гази.
Пари ізобутану, розширюючись, обертають ротор турбіни, а разом з ним електричний генератор.
Відпрацьовані пари конденсуються у вторинному теплообміннику з водяним охолоджуванням, звідки рідкий ізобутан відкачується і подається у випарник для повторного циклу.
У США працює електростанція з ізобутановою триступінчастою радіальною турбіною потужністю 9 тис. кВт, частота обертання якої складає 750 с-1.
Проблема подібних установок ускладнюється тим, що багато геотермальних родовищ розташовано на територіях, де недостатньо дешевої, річкової води для охолоджування. Незалежно від цього, паротурбінна установка з використанням ізобутану має багато переваг порівняно з виробництвом електроенергії по одноконтурному циклу з розширенням або по двоконтурному з пароводяним циклом
...
. «Никакой вид энергии не обходится так дорого, как ее недостаток». Это выражение известного индийского ученого Гоми Баба никогда не звучало так актуально, как в наши дни, когда человечество, несмотря на большие затраты, прикладывает огромные усилия для поиска новых путей получения энергии.
По расчетам специалистов, разведанных мировых запасов невозобновляемых источников энергии, к которым относят нефть, газ, уголь хватит примерно: нефти на 250 лет, газа на 120 лет и угля – на 1500 лет. Не такая уж блестящая перспектива оставить потомков без энергетического обеспечения. Возникает вопрос - можно ли с помощью альтернативной энергетики решить насущные проблемы потребителей и промышленности? Сегодня в странах Евросоюза этот вопрос не вызывает сомнений [1,3,4].
Возобновляемые источники энергии, которые получили название нетрадиционные (НВИЭ) - это энергия ветра, солнечное излучение, энергия малых рек и водотоков, приливов, волн, энергия биомассы (дрова, бытовые и сельскохозяйственные отходы, отходы животноводства, птицеводства, лесозаготовок, лесной, деревообрабатывающей и целюлёзно-бумажной промышленности), геотермальная энергия, а также рассеянная тепловая энергия (тепло воздуха, воды океанов, морей и водоёмов).
На сегодня общая доля потребления НВИЭ в мире уже составляет 13,5%, из них только биомасса – 10-11%. По прогнозам ученых доля возобновляемой энергии в общем мировом балансе энергопроизводства к 2010 г. составит 16%, к 2020 г. – 22%, а к 2050 г. - достигнет уже минимум 50%.
Высокую долю НВИЭ составляют в энергобалансе следующих стран: Исландия – 74,5%, Бразилия – 39,5%, Латвия – 33,5%, Новая Зеландия – 27,9%, Дания – 12,1%, Польша – 5,2% [1].
Так, в Швеции планируется к 2010 году довести объем производства электроэнергии из возобновляемых источников до 60% от общего объема, в Финляндии – до 35%.
Первое место в мире по объему применения занимает ветроэнергетика. Мировыми лидерами по применению энергии ветра являются США, Германия, Нидерланды, Дания, Индия. Суммарная мировая установленная мощность крупных ВЭУ и ВЭС, по разным оценкам, составляет от 10 до 20 ГВт.
Второе место по объему применения занимает геотермальная энергетика. Суммарная мировая установленная мощность ГеоТЭС составляет не менее 6ГВт.
Далее следует солнечная энергия. Она используется в основном для производства низкопотенциального тепла для коммунально-бытового горячего водоснабжения и теплоснабжения. Суммарная мировая мощность автономных фотоэлектрических установок достигает 500МВт [1,3].
В Украине в 1994 году принят Закон «О энергосбережении», в котором определены правовые, экономические и социальные основы использования топливно-энергетических ресурсов предприятиями, объединениями и организациями, расположенными на территории Украины, независимо от их форм собственности, а также гражданами Украины. На сегодняшний день в Украине разработаны программы по энергосбережению, приняты нормативные акты, материалы, стандарты, инструкции. Но, к сожалению, на сегодняшний день механизм действия законодательных актов не запущен.
Украина ежегодно потребляет около 210 млн. тонн условного топлива и относится к энергодефицитным странам: 100% ядерного топлива, 77% необходимого объема природного газа и 74% сырой нефти и нефтепродуктов импортируется. Ввозится даже каменный уголь (20% от требуемого), хотя его запасы более чем достаточны. Низкий уровень обеспеченности Украины собственными энергоресурсами в значительной степени объясняется чрезмерной расточительностью ее экономики. Энергоемкость валового внутреннего продукта (ВВП) Украины в 2,6 раза превышает средний уровень энергоемкости развитых стран мира [3].
В Украине разработана энергетическая стратегия до 2030 года. Это главная государственная программа, указывающая наиболее эффективные пути развития энергетического комплекса. Она предусматривает увеличение производства и потребления собственного угля в Украине в 2,2 раза с одновременным уменьшением потребления газа: сначала на 10 млрд. куб. м, а в дальнейшем - на треть.
Также эта стратегия описывает несколько путей удовлетворения энергетического голода: во-первых - увеличивать собственную добычу нефти, газа, угля, используя самые современные технологии. Во-вторых - внедрять энергосберегающие технологии. А в-третьих - активно использовать возобновляемые нетрадиционные источники энергии.
Следует отметить, что ценность отдельных технологий возобновляемой энергетики определяется и тем, какое количество традиционных энергоресурсов они могут заменить. ГЭС, ветростанции, фотоэлектрические установки могут выработать почти втрое больше электроэнергии, чем получается за счет сжигания ископаемого топлива. Это происходит путем прямого превращения механической в электрическую энергию без дополнительного использование тепловой энергии за счет сжигания энергоносителей.
В 2030 году реально довести годовое использование возобновляемых источников энергии в Украине в объемах, эквивалентных 20 млн. т у.т./год ископаемых топлив и атомной энергии, а в 2050 г. - до 42 млн. т у.т [1,3].
Энергосбережение в животноводстве - большая комплексная задача, выполнение которой возможно по основным направлениям: усовершенствование и внедрение энергосберегающих технологий, повышение производительности животных, внедрение организационно-экономических мероприятий по энергосбережению в животноводстве, внедрение энергосберегающих технических средств, внедрение энергосберегающих зданий и сооружений, использование нетрадиционных возобновляемых источников энергообеспечения молочных ферм.
На наш взгляд для энергосбережения в животноводстве могут быть использованы два направления (рисунок 1).
Эффективность ведения молочного животноводства определяется его кормообеспеченностью. В Украине затраты кормов на единицу продукции животноводства в 1,5-2 раза превышают средний уровень развитых стран [2]. Главными причинами такого положения являются:
- неоптимальное соотношение поголовья животных и кормовой базы;
- несбалансированность кормов по протеину.
В условиях энергетического кризиса в кормопроизводстве необходимо осуществить его структурное изменение, т.е. в кормовых севооборотах увеличить площади под менее энергоемкие, но в тоже время более сбалансированные по белку и другим питательным веществам кормовые культуры [2].
Рис. 1. Направления энергосбережения в животноводстве.
Наиболее актуальные, на наш взгляд, мероприятия по использованию энергосберегающих технологий в кормопроизводстве представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Влияние энергосберегающих технологий в кормопроизводстве на энергоемкость производства кормов
Мероприятия Направление изменения энергоемкости технологических операций и производственных процессов
увеличение снижение
Увеличение в кормовых севооборотах площадей, занятых менее энергоемкими, но более высокоурожайными, сбалансированными по белку кормовыми культурами - Снижение энергозатрат
Использование культурных пастбищ Увеличение затрат энергии на производство кормов Снижение энергозатрат на скашивание, транспортировку, измельчение и раздачу кормов
Продолжение таблицы 1
Применение энергосберегающей технологии закладки на хранение сочных и грубых кормов, измельченных до необходимых размеров, что исключает дополнительную подготовку кормов к скармливанию Увеличение затрат энергии, овеществленной в дополнительных технологических средствах
кормоуборочных комбайнов Снижение прямых затрат энергии на дополнительное измельчение кормов, снижение энергии, овеществленной в погрузчиках-измельчителях, навесных фуражирах, измельчителях кормов
Перспективным направлением снижения энергоемкости производства молока является повышение производительности коров за счет полноценного кормления, использования высокопроизводительных пород коров, улучшения их генетического потенциала (табл. 2) [2].
Таблица 2 - Влияние мероприятий по повышению производительности коров на энергоемкость производства молока
Мероприятия Направление изменения энергоемкости технологических операций и производственных процессов
увеличение снижение
Использование кормовых рационов, сбалансированных по энергии, белку, аминокислотам - Снижение удельных энергозатрат
Внедрение специальных, высокопроизводительных пород крупного рогатого скота Увеличение затрат энергии, овеществленной в продуктивном скоте и кормах Снижение удельных энергозатрат
Увеличение срока использования коров - Снижение удельных энергозатрат
Использование необходимых ветпрепаратов Увеличение затрат энергии, овеществленной в ветпрепаратах Снижение удельных энергозатрат
Соблюдение режима работы фермы, недопущение остановки технологических процессов по уходу за животными (доение, поение, кормление, удаление навоза) - Снижение удельных энергозатрат
Важное значение в энергосбережении имеют организационно-экономические мероприятия, поскольку ведущую роль в организации энергосбережения в молочном скотоводстве занимает человек. Положительных показателей в использовании техники и сбережении энергоресурсов при производстве молока можно достичь при изменении отношения человека к труду. Повышение квалификации работников, которые обслуживают технические средства и животных, является важным резервом усовершенствования использования энергетического потенциала.
Таблица 3 - Влияние организационно-экономических мероприятий энергосбережения в молочном скотоводстве на изменение энергоемкости производства молока
Мероприятия Направление изменения энергоемкости производства молока
увеличение снижение
Внедрение энергетического менеджмента, энергетического аудита, нормирование энергопотребления Увеличение затрат энергии, овеществленной в человеческих ресурсах и дополнительном измерительном оборудовании Снижение энергозатрат
Повышение квалификации работников Увеличение затрат энергии, овеществленной в человеческих ресурсах Снижение энергозатрат
Усиление материальной заинтересованности работников в энергосбережении - Снижение энергозатрат
Одним из важнейших направлений энергосбережения в молочном скотоводстве является внедрение энергосберегающих технических средств, оптимизация необходимых технических средств по критерию энергетической эффективности с учетом размеров фермы, систем и способов содержания, принятой технологии кормления, конструктивных особенностей сооружений для содержания животных, природно-климатических условий и производительности животных
(табл. 4) [2].
Таблица 4 - Влияние энергосберегающих технических средств в молочном скотоводстве на энергоемкость производственных процессов
Мероприятия Направление изменения энергоемкости технологических операций и производственных процессов
увеличение снижение
Применение энергосберегающих машин и оборудования - Снижение прямых затрат энергии и энергии, овеществленной в технике
Оптимизация количества машин и оборудования в технологических линиях обслуживания животных - Снижение прямых затрат энергии и энергии, овеществленной в технике
Применение прицепов увеличенной грузоподъемности для транспортировки кормов, навоза и подстилки Увеличение затрат энергии, овеществленной в дополнительных технических средствах Снижение прямых затрат энергии на транспортировку кормов, навоза и подстилки
Использование тракторов с двумя и более прицепами на перевозке кормов, навоза и подстилки - Снижение прямых затрат энергии и энергии, овеществленной в человеческих ресурсах и технике
Использование люминесцентных и дуговых ртутных ламп для освещения помещений ферм - Снижение затрат электроэнергии на освещение
Внедрение регулируемых электроприводов Увеличение энергии, овеществленной в дополнительных технических средствах
Снижение энергозатрат
Автоматизация установок и поточно-технологических линий Увеличение затрат энергии, овеществленной в дополнительных технических средствах Снижение прямых затрат энергии и энергии, овеществленной в человеческих ресурсах
Использование коней для перевозки небольших партий грузов и грузов, которые имеют низкую плотность Увеличение энергии, овеществленной в живой тяге и кормах Снижение энергозатрат
Применение рекуперации тепла в системах вентиляции животноводческих помещений и теплохолодильных установках Увеличение энергии, овеществленной в дополнительных технических средствах Снижение энергозатрат на отопление животноводческих помещений, подогрев воды для технологических нужд фермы, уменьшение энергии, овеществленной в кормах, которая тратится на поддержку температуры тела коров
Рационализация техсервиса, своевременное проведение ремонтов помещений, вспомогательных сооружений, машин и оборудования Увеличение затрат энергии, овеществленной в дополнительных технических средствах и строительных материалах Снижение энергозатрат
Обеспечение надежности энергосистемы за счет резервирования энергетических мощностей Увеличение затрат энергии, овеществленной в дополнительных технических средствах Снижение потерь энергии, которая овеществлена в продукции молочной фермы
Одним из основных направлений энергосбережения в строительстве животноводческих помещений является их конструктивная особенность, связанная с повышением термического сопротивления конструкций ограждений (табл. 5).
Таблица 5 - Влияние применения энергосберегающих зданий и сооружений в молочном скотоводстве на энергоемкость технологических процессов
Мероприятия Направление изменения энергоемкости технологических операций и производственных процессов
увеличение снижение
Реконструкция животноводческих помещений с целью улучшения их теплоизоляции Увеличение затрат энергии, овеществленной в строительных материалах Снижение прямых затрат энергии на отопление помещений, снижение энергии, овеществленной в кормах, которая тратится на поддержку температуры тела коров
Внедрение новых типов конструкций ограждения - Снижение затрат энергии, овеществленной в строительных материалах
Величина потерь теплоты сквозь оградительные конструкции прямо связана с показателем их термического сопротивления: чем меньший коэффициент теплопроводности материала стены, или его соединение с теплоизоляционным пластом (при одинаковой толщине стены), тем меньшие потери теплоты. Отдельные специалисты трактуют строительные материалы как новый источник энергии [2]. Одновременно этот источник может быть дешевым, иметь меньшую материалоемкость. Например, величина теплопередачи внешней стены, выполненной из силикатного кирпича равняется 1,65 Вт/(м2К). При утеплении стены минеральной ватой толщиной 100 мм, плотностью 100 кг/м3, величина теплопередачи снизится до 0,35 Вт/(м2К), соответственно сокращаются и потери теплоты.
Исследованиями ряда ученых [2] доказано, что уменьшение коэффициента теплопередачи стен с 4 до 2,5 кДж/(чм20С) и перекрытия с 2,8 до 1,6 кДж/(чм30С) сокращает теплопотери через оградительные конструкции в помещениях для КРС до 30%.
Рост цен на энергоресурсы и обострение экономических проблем обусловило значительную заинтересованность технологиями использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии (табл. 6). Так, животные неполностью усваивают энергию растительных кормов, ведь большая половина этой энергии используется непродуктивно - попадает в навоз. Этот факт позволяет рассматривать органические отходы не только как ценное сырье для удобрений, но и как возобновляемый источник энергии [2].
Таблица 6 - Влияние использования нетрадиционных возобновляемых источников энергообеспечения молочных ферм на энергоемкость технологических процессов
Мероприятия Направление изменения энергоемкости технологических операций и производственных процессов
увеличение снижение
Использование биогазовых установок для производства биогаза из навоза Увеличение энергии, овеществленной в дополнительных технических средствах Снижение затрат традиционных энергоресурсов, резервирование энергии
Использование гелиоустановок для обеспечения горячего водоснабжения ферм Увеличение энергии, овеществленной в дополнительных технических средствах Снижение затрат электроэнергии на подогрев воды для технологических и санитарно-гигиенических потребностей ферм
Использование ветроагрегатов Увеличение энергии, овеществленной в дополнительных технических средствах Снижение затрат традиционных источников энергии (механической, электрической), аккумулирование энергии
Рациональным путем использования стоков и навоза молочной фермы считают метановое сбраживание (метаногенез), который является способом обеззараживания жидкого навоза и хранение его как удобрения при одновременном получении локального энергоносителя - биогаза. Целесообразность использования биогазовых установок, начиная с конструктивно простых, непрофессионально изготовленных установок и заканчивая технологически совершенными установками долговременного беспрерывного действия с использованием прогрессивных и автоматизированных систем, исследовано многими учеными [5].
Выводы. Традиционные пути и отношение к энергоиспользованию в дальнейшем становятся невозможными. Необходимо искать новые направления эффективного использования энергоресурсов и обеспечения нужд общества в энергоносителях. Поэтому, решение указанной проблемы в глобальном масштабе связано с поиском новых видов энергии, практически неисчерпаемых и экологически чистых, но, до их открытия, использование традиционных источников энергии должно сопровождаться глубоко продуманной энергосберегающей политикой.
...
Енергетична стратегія України. В Україні розроблена енергетична стратегія до 2030 року. Це головна державна програма, що вказує найбільш ефективні шляхи розвитку енергетичного комплексу. Вона передбачає збільшення виробництва і споживання власного вугілля в Україні в 2,2 рази з одночасним зменшенням споживання газу: спочатку на 10 млрд. куб. м, а надалі - на третину.
Також ця стратегія описує декілька шляхів задоволення енергетичного голоду: збільшувати надходження традиційних енергоносіїв за рахунок диверсифікації джерел постачання. По-перше - збільшувати власну здобич нафти, газу, вугілля, використовуючи найсучасніші технології. По-друге - впроваджувати енергозаощаджуючі технології. А в третіх - активно використовувати відновні і нетрадиційні джерела енергії.
Проте Україна не може діяти по всіх напрямах: перший спосіб вимагає узгодження українських потреб з можливостями інших країн і бажанням співробітничати; другий спосіб може бути технологічно недоцільним і не вирішує проблеми енергозбереження в довгостроковій перспективі. Крім того, він витратний і не може бути досить масштабним для швидкого (протягом найближчих 15-30 років) дозволу невідкладних проблем енергетики. Тому третій напрям - енергозбереження, стає сьогодні найважливішим напрямом розвитку української енергетики.
Нова програма енергозбереження. Схеми заощадження енергоресурсів лежать на поверхні, вони не вимагають великих витрат і не спричинять уповільнення темпів розвитку економіки. Наприклад, значні резерви заощадження енергоресурсів є в електромережах. В Україні втрати в них досягають 12-18%, тоді як технологічні втрати не перевищують 8%. Решта втрат викликана крадіжками устаткування і електроенергії, відсутністю систем обліку, що дозволяє використовувати електроенергію практично необмежено.
Найближчим часом Кабінет Міністрів України представить громадськості нові програми енергозбереження. Пріоритетним напрямом буде зменшення використання газу за рахунок електроенергії.
Кабмін запропонував передбачити в держбюджеті-2009 - 1,2 млрд. грн. на впровадження енергозберігаючих технологій, але реально на ці потреби є тільки близько 100 млн. грн. В той же час не можна говорити про остаточну суму на ці потреби, оскільки найбільші споживачі газу - підприємства - пропонують свої розрахунки.
Відхід від традицій. Енергетичні проблеми існують не тільки в Україні, але і у всьому світі. Запаси нафти і газу не безмежні, тому зараз ретельно вивчаються широкі можливості використання нетрадиційних ресурсів енергії, перевага яких в їх відновлюваності.
Такі нафтові гіганти як BP і Royal Dutch/shell мають в своїй структурі крупні підрозділи, що займаються альтернативними джерелами енергії. А всесвітньо відома компанія General Electric почала реалізацію комплексної програми Ecomagination, направленої на використання виключно чистої енергії.
Достатньо великі можливості енергозбереження у виробництві теплової енергії. Вона дешевша, екологічно менш шкідлива і капітальні витрати менші, ніж при будівництві великих електростанцій.
Екологічно безпечним паливом для виробництва теплової енергії є солома. Біогазові установки, окрім виробництва енергії, володіють також екологічним (утилізація відходів тваринництва) і економічним (виробництво органічних добрив) ефектом. Також можна відзначити, що з щорічного об'єму заготівлі деревини три чверті не використовується. Сумарний енергетичний потенціал соломи, біогазу і деревної біомаси, наприклад в Україні, складає близько 4,7 млн. тонн умовного палива в рік. Також до нетрадиційних джерел енергії відносяться вітрова, геотермальна і енергія малих річок.
Енергетична незалежність цілком реальна. Українські підприємства також вивчають можливості переходу на альтернативні джерела енергії. Одним з таких джерел є біодизельне паливо. Основною відмінністю біодизеля від звичайного дизпалива є його екологічна чистота. Це пов'язано з тим, що його проводять не з нафтопродуктів, а з рослинного масла, отриманого з рапсу. Україна заявила про своє бажання почати виробництво даного виду палива і вже робить перші кроки на шляху здійснення цієї ідеї.
Щоб забезпечити біологічним дизельним паливом сільськогосподарські підприємства, Міністерство аграрної політики має намір збільшити посіви рапсу в 8 разів до 1,5 млн. га, або до 5% від всіх посівних площ України до 2010 року.
При збільшенні вирощування рапсу в Україні до 400 тис. тонн можна буде побудувати завод по переробці рапсу в біодизельне паливо (наприклад, в Тернопільській області). Собівартість будівництва заводу складе близько 20 млн. євро.
При збільшенні посівних площ рапсу в 8 разів і переробці його в біодизель сільське господарство України повністю забезпечить себе дизельним паливом. А це стало б першим серйозним кроком до справжньої енергетичної незалежності.
...
У сучасний перехідний період через зростання цін на енергоносії, припинила власне виробництво більшість комбікормових заводів. У державі виникла проблема - відшукування альтернативних шляхів повноцінної годівлі худоби в умовах, які склалися у сільському господарстві [1].
Організація процесу роздавання кормів є одним із джерел зниження собівартості продукції тваринництва. За даними Є.І. Резника [5] на цю операцію витрачається паливно-мастильних матеріалів 2,5…2,8ГДж на голову протягом року. Пошук шляхів зниження енергоємності даного процесу безперервно пов'язаний з технологією підготування кормів до згодовування, розміром тваринницької ферми та вибором технологічних засобів для роздавання кормів.
Відомо, що в структурі собівартості виробленого молока на корми припадає близько 70% витрат. Проблема механізації кормоприготування та нормованого роздавання кормів є надто важливою. Зниження питомих витрат кормів і підвищення продуктивності тварин забезпечуються тільки на основі приготування збалансованих однорідних сумішей і їхнього нормованого видавання з урахуванням продуктивності тварин. При цьому слід забезпечити максимальне зниження затрат праці, засобів і енергії на приготування кормових сумішей та їх видавання в годівниці [5].
Зважаючи на теперішній стан тваринництва і кормовиробництва, фізичне і моральне спрацювання обладнання кормоцехів, його велику енергоємність, зрозуміло, що технологія приготування кормосумішей у кормоцехах недоцільна та економічно не виправдана [2].
У країнах Західної Європи кормозмішувачі-роздавачі та міксери-роздавачі є основною групою машин для приготування та роздавання кормів. Їх широке застосування зумовлене як перевагами годівлі кормосумішами, так і досконалою конструкцією машин, які забезпечують операції навантаження, подрібнення, змішування та роздавання кормів з мінімальними затратами праці.
В Україні такі машини поки що не виготовляють, але на ринку з’явився широкий вибір подрібнювачів-змішувачів-роздавачів іноземного виробництва. Ця техніка представлена такими провідними фірмами, як: Cormorant Vertical МК-11В (Італія), Kuhn (Франція), Trioliet (Нідерланди), DeLaval (Швеція), Seko (Італія), Roto-mix (США) тощо. Таку техніку дедалі ширше впроваджують у господарствах України. Використання цієї техніки, якщо порівняти з традиційною технологією, дає змогу значно зменшити витрати праці та питому метало- і енергоємність однієї тонни приготованої і розданої на фермі кормосуміші. Водночас нормативних показників затрат часу на виконання основних технологічних операцій приготування і роздавання кормосуміші цими машинами немає. Це призводить до певних труднощів під час вибору тієї чи іншої техніки в разі планування використання трудових і матеріальних ресурсів у господарстві. Виконуючи функції «кормоцехів на колесах», кормозмішувачі-роздавачі різняться великими різновидами типів і моделей [4].
Кормокомбайни виробляють причіпними та самохідними, з пристроями для самонавантаження та без них. Їх змішувальні робочі органи можуть бути горизонтальними і вертикальними, завантажувальні - фрезерними або грейферними. Місткість різних моделей кормозмішувачів-роздавачів - від 5 до 45 м3, потужність - від 48 до 275 к. с. Кожний тип цих машин, за використання в різних умовах, має свої переваги та недоліки. Так, наприклад, габаритні розміри значної частини кормозмішувачів-роздавачів іноземного виробництва не дають змоги застосовувати їх для роздавання корму в застарілих тваринницьких приміщеннях. В цьому разі такі машини використовують як стаціонарні тільки для приготування кормосуміші з дальшим вивантаженням корму в мобільні кормороздавачі типу КТУ-10А. Така технологія значно знижує ефективність використання даної техніки [3].
Питанням визначення ефективності впровадження технології приготування і роздавання кормів на фермах ВРХ і технічного рівня кормозмішувачів-роздавачів приділяють останнім часом значну увагу.
Кормозмішувачі-роздавачі зарубіжних фірм забезпечують високу якість виконання технологічного процесу (рівномірність змішування становить 91,3-98,4%, а рівномірність роздавання корму перебуває на рівні 94,8-97,0%) і мають задовільну технічну та технологічну надійність [1].
Щодо різних типів робочих органів для подрібнення та змішування корму, то, наприклад, спосіб вертикального змішування є найдосконалішим варіантом, якщо дотримуватися всіх передбачених вимог. Кормозмішувачі-роздавачі вертикального типу дають змогу отримати найбільш гомогенну кормову суміш, вони дуже надійні в експлуатації. З урахуванням здатності розривання тюків і зручності в керуванні вони мають значні переваги перед горизонтальними та лопатевими кормозмішувачами-роздавачами. Водночас горизонтальні змішувальні робочі органи інтенсивніше ніж вертикальні доподрібнюють волокнисті компоненти суміші. Тому фермські комбайни з вертикальними робочими органами треба використовувати в господарствах, де в сховища завантажують добре подрібнені корми, а з горизонтальними - у роботі з недостатньо подрібненими кормами.
Застосування кормосумішей підвищує надої молока як мінімум на 15%, а приріст ваги великої рогатої худоби - на 20…25%, економить робочу силу та час [5].
Важливим елементом процесу годування тварин є організація технологічної операції транспортування і роздавання кормосуміші. Відповідно до принципу поточності кількість кормозмішувачів-роздавачів повинна забезпечувати безперебійний ритм всього процесу. Виконання даної умови можливо при правильному розрахунку кількості кормозмішувачів-роздавачів.
В загальному вигляді кількість мобільних кормозмішувачів-роздавачів визначають за формулою [7]
, (1)
де mK, mД – відповідно, маса кормосуміші та збагачувальної добавки,
що видають тваринам, кг;
ТЦ – час повного циклу роботи машини, год.;
ТЗВ – час, що обумовлений зоотехнічними вимогами, год.;
VБ – об’єм бункера кормозмішувача-роздавача, м3;
– щільність кормосуміші, кг/м3;
КЗ – коефіцієнт заповнення бункера;
n – кратність годування.
Важливим показником, що визначає кількість кормозмішувачів-роздавачів є час повного циклу роботи машини. Визначити його можливо відповідно з наведеною на рисунку 1 принциповою схемою доставки та роздавання кормів.
Рисунок 1 – Принципова схема доставки та роздавання кормів кормозмішувачем-роздавачем, що обладнаний системою самозавантаження та зважування.
Відповідно до схеми (рисунок 1), час повного технологічного циклу роботи кормозмішувача-роздавача можна визначити за формулою [7]
, (2)
де , - відповідно, час на завантаження кормосуміші та збагачувальної добавки, год.;
- час, що витрачається на переїзди агрегату між місцями зберігання кормів, які не потребують попередньої підготовки, год.;
- час, що витрачається на переїзди агрегату від останнього місця зберігання кормів до кормоцеху, год.;
- час, що витрачається на переїзди агрегату від кормоцеху до ферми, год.;
- час, що витрачається на переїзди агрегату від ферми до місця зберігання кормів, які не потребують підготовки до згодовування, год.;
- час, що витрачається на роздавання кормів, год.
При визначенні часу транспортного циклу передбачається, що приготування кормосуміші з окремих кормів відбувається під час руху агрегату від місця їх зберігання до місця приготування багатокомпонентних добавок. Час на переїзд від стоянки до робочого місця не враховують, так як він не впливає на поточність технологічного процесу.
Тищенко М.А. та Токарев А.Н. [7] рекомендують вибирати швидкість руху агрегату в залежності від відстані транспортування кормів. Так при відстані Lтр < 200м швидкість руху агрегату повинна бути не більше 7,2 км/год. При збільшені відстані транспортування кормів
Lтр > 1000м цей показник доцільно збільшити до 22 км/год.
Дослідженнями Савина Д.К. [6] була визначена раціональна швидкість агрегату при роздаванні кормів – до 5 км/год.
При відомій швидкості руху агрегату при роздаванні кормів можна визначити необхідну його продуктивність за формулою [7]
, (3)
де Vрозд – середня швидкість при роздаванні кормів, км/год.;
mк – добова норма видачі кормів тваринам, кг;
Lрозд – довжина фронту годування тварин, м;
Nтв – кількість тварин, що обслуговуються за один цикл роботи агрегату.
Важливим показником, що впливає на ефективність роботи кормозмішувача-роздавача є місткість його бункера. В загальному вигляді місткість бункера визначають за формулою [7]
, (4)
де mк та mД – відповідно, добова норма видачі кормів та збагачувальних добавок тваринам, кг;
Лабораторія систем економічних нормативів на нову техніку НДІ «Украгропромпродуктивність» проводила дослідження щодо визначення нормативів часу на приготування та роздавання кормосуміші кормозмішувачем-роздавачем DeLaval-12 (рисунок 1 та 2) [5].
Рисунок 1 - Кормозмішувач-роздавач DeLaval-12 (Швеція)
Рисунок 2 - Змішувально-подрібнюючі шнеки у бункері кормозмішувача-роздавача DeLaval-12
Кормозмішувач-роздавач DeLaval-12 напівпричіпний, складається з одновісної ходової частини, бункера об’ємом 12м3, горизонтальних робочих органів (подавальних і змішувально-подрібнювальних шнеків), автономної гідравлічної станції, вагових датчиків, дисплея, на який виводиться інформація про кількість корму, що завантажений в бункер. Система робочих органів працює від власної автономної станції, якій надає руху ВВП трактора. Машину агрегатують з трактором МТЗ-82, а компоненти кормосуміші навантажують в бункер самохідним навантажувачем “Борекс-3106”.
Усі компоненти кормосуміші (крім силосу) завантажують у бункер кормозмішувача. У бункері компоненти подрібнюються та змішуються в однорідну гомогенну кормову масу. Така система змішування і подрібнення дає можливість використовувати в раціоні довгостеблові грубі корми, заготовлені в пресованому вигляді.
Слід зазначити, що змішування компонентів кормосуміші відбувається під час переїзду кормозмішувача до тваринницького приміщення, завдяки чому скорочується загальний час на приготування й роздавання корму тваринам. Нормативи часу на виконання основних технологічних процесів приготування та роздавання кормосуміші незначні й, відповідно, становлять 0,40 і 0,11 хв. на 1 ц корму.
Загальна продуктивність кормозмішувача-роздавача становить 11,7 т/год. До того ж, ця машина має значно меншу енерго- і металоємкість порівняно зі стаціонарними кормоцехами для приготування кормів для ВРХ і мобільними кормороздавачами типу КТУ-10А. Габаритні розміри кормозмішувача дають змогу використовувати його як у тваринницьких приміщеннях, виконаних за сучасними технологіями, так і в тваринницьких приміщеннях, виконаних за застарілими проектно-технологічними рішеннями [1].
Досвід використання міксера-кормороздавача Cormorant Vertical (Італія) (рисунок 3) та Cormorant Horizontal - МК-15Г (рисунок 4) [5] для приготування збалансованих кормів, показує, що вже після першого місяця його роботи відбувається збільшення продуктивності тварин на 12-15%.
Рисунок 3 – Вертикальний міксер - кормороздавач Cormorant Vertical МК-11В
Рисунок 4 - Горизонтальний міксер-кормороздавач Cormorant
Horizontal - МК-15Г
Кормороздавач Cormorant Vertical настільки ретельно й однорідно змішує всі інгредієнти корму, що велика рогата худоба з'їдає все без залишку. Тварини не мають можливості вибирати з корму найбільш смачні для неї складові. У результаті поголів'я одержує збалансований корм, наділений всіма необхідними живильними речовинами, що сприяє збільшенню продуктивності.
Міксер - кормороздавач Cormorant Vertical оптимально підходить для ферм середніх розмірів. Одне повне завантаження кормороздавача забезпечує годування 80 молочних корів [5].
Cormorant Vertical обсягом 11 кубічних метрів має шнек конусоподібної форми, що забезпечує якісне приготування корму із фракцією 4-6 см і не допускає пресування корму. Електронні ваги дозволяють із точністю до 1 кг відміряти усі компоненти корму.
Рівномірне вивантаження корму забезпечується за рахунок бічного конвеєра, при оптимальній швидкості руху машини 8-10 км/год. При цьому вивантаження корму відбувається на дві сторони [5].
Двошвидкісний редуктор дозволяє швидше приготувати суміш. Для одержання фракції 6-8 см потрібно 20-25 хвилин роботи машини, для одержання фракції 3-4 см, відповідно, 30-35 хвилин.
Перемішування й різання може здійснюватися в процесі руху машини до місця годівлі тварин. Спеціальна форма самозагострювальних ножів гарантує довговічну роботу міксера. Застосування спеціальної сталі з антикорозійним покриттям при виготовленні шнека й днища міксера CORMORANT забезпечує стійкість до агресивних середовищ і довговічність експлуатації.
У деяких господарствах такі машини використовують як стаціонарні з приводом від електродвигуна для приготування кормосуміші та вивантаження її у мобільні кормороздавачі.
Нормативи часу на виконання основних технологічних процесів приготування та вивантаження кормосуміші становлять 0,56 і 0,27 хв./ц корму [4].
Застосування кормозмішувача Cormorant Vertical МК-11В для приготування кормосуміші на фермах ВРХ, якщо порівняти, наприклад, з комплектом обладнання кормоцеху для приготування розсипчастих кормосумішей КОРК-15А, дає можливість зменшити питомі витрати електроенергії в 1,6 раза, а матеріаломісткість у 3,2 рази [4].
Використання кормозмішувача-роздавача DeLaval-12, у цілому, зменшує затрати часу на приготування й роздавання 1 т кормосуміші в 2,7 рази проти технології, коли аналогічну машину Cormorant Vertical МК-11В використовують тільки для приготування кормосуміші, а роздають корм кормороздавачем КТУ-10А. Переваги першого технологічного варіанта такі: скорочується час на приготування кормосуміші завдяки тому, що змішування кормосуміші відбувається під час переїзду кормозмішувача до тваринницького приміщення та не витрачається час на вивантаження кормосуміші в мобільний кормороздавач КТУ-10А [4].
Висновки. Нова технологія приготування та роздавання кормосумішей з використанням кормозмішувачів-роздавачів у господарствах України дає змогу знизити металомісткість та енергоємність однієї тонни приготованої і розданої кормосуміші, зменшити кількість енергозасобів і обслуговуючого персоналу. Кормозмішувачі-роздавачі зарубіжних фірм забезпечують високу якість виконання технологічного процесу подрібнення, змішування та роздавання корму, мають задовільну технічну надійність і зручність в експлуатації. Застосування такої техніки дає змогу використовувати велику кількість грубих кормів (сіно, сінаж, солому), що зберігаються в тюках чи рулонах, а досконала система зважування сприяє дотриманню точної кількості компонентів раціону.
...
