close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Повышение эффективности производства молока при пастбищном содержании коров за счет обоснования технологии и разработки технических средств

код для вставкиСкачать
1
На правах рукописи
ГЕРАСИМОВА Ольга Александровна
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА МОЛОКА ПРИ
ПАСТБИЩНОМ СОДЕРЖАНИИ КОРОВ ЗА СЧЕТ ОБОСНОВАНИЯ
ТЕХНОЛОГИИ И РАЗРАБОТКИ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ
Специальность 05.20.01 – Технологии и средства
механизации сельского хозяйства
Автореферат
диссертации на соискание учёной степени
доктора технических наук
Санкт-Петербург – 2018
2
1
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследований.
Молочное животноводство является одной из ведущих и важнейших
отраслей сельскохозяйственного производства, основной задачей которого
является увеличение производства экологически чистого молока.
Государственная программа развития сельского хозяйства и
регулирования рынков сельскохозяйственной продукции предусматривала
повышение производства молока к 2020 году до уровня 40 млн.т./год, однако
при сложившейся тенденции в молочном животноводстве, заключающейся в
реальном объеме производства 30,8 млн.т в 2016 году достижение
запланированного уровня невозможно. Российская Федерация по-прежнему
остается одной из крупнейших стран-импортеров молочных продуктов. На
данный момент необходимо существенно увеличить производства молока в
хозяйствах для достижения полного самообеспечения исключив импорт молока
и
молочных
продуктов.
Добиться
увеличения
производства
высококачественного молока можно без больших дополнительных затрат за
счет интенсивного использования естественных угодий в летний период –
пастбищ. Пастбищная система содержания дойного поголовья имеет
значительные преимущества перед круглогодовой стойловой, особенно, с точки
зрения применения её в Северо-западном регионе, в частности, в Псковской
области, имеющей значительные неиспользуемые сельскохозяйственные
площади.
При правильной организации содержания дойного поголовья, в
пастбищный период хозяйства производят 47..53% годового надоя молока,
себестоимость которого в 1,5…2 раза ниже, чем в стойловый. Основу рациона в
летний период составляют наиболее дешевые и полноценные по питательности
зеленые корма. Животные, находясь на свежем воздухе, укрепляют здоровье,
улучшают воспроизводительные функции. В то же время при производстве
молока в современных пастбищных доильных центрах отсутствует
эффективная экологичная поточная технология, отвечающая конкретным
условиям региона, не решена задача полноценной первичной обработки
молока, в то время как своевременная и качественная обработка способствуют
снижению количества бактерий и, соответственно, повышению качества
молока и продолжительности его хранения. В современных условиях
хозяйственных отношений недостаточно произвести молоко, важно сохранить
его на более длительный срок для последующей переработки и реализации в
виде продукта высокого качества. В условиях пастбищного содержания коров в
летний период эти вопросы особенно актуальны, если учесть поставленные
условия перед животноводческими хозяйствами по получению молока, его
хранению и транспортировке.
На решение данной проблемы и направлены научные разработки в
данной диссертации, выполненные по заказу Министерства сельского
хозяйства Российской Федерации (государственная регистрация №
01200956448 от 15.07.2009) Департамента АПК Псковской области и
2
тематическому плану научных исследований ФГБОУ ВО «Великолукская
государственная сельскохозяйственная академия».
Научная гипотеза. Достижение экономического роста в процессе
производства молока в условиях пастбищ может быть достигнуто за счет
научно обоснованной и апробированной технологии и разработки технических
средств при минимизации затрат.
Цель исследований. Повышение эффективности производства молока в
летний период за счет рационального использования естественных пастбищ и
создания перспективной технологии и технических средств, отвечающих
зоотехническим требованиям.
Объект исследований – технология пастбищного содержания коров и
рабочий процесс технических средств для её реализации.
Предмет исследований – закономерности функционирования технологии
пастбищного содержания коров и рабочих органов технических средств для её
реализации.
Методология и методы исследований. Методологическую основу
исследований составили методы системного и структурного анализа,
математической статистики и сравнительного эксперимента. Использован
метод Парето для обоснования выбора технологии путем определения
оптимального сочетания параметров эколого-экономической и энергетической
эффективности. Аналитическое описание технологических процессов
выполнялось с использованием законов и методов классической механики и
математического анализа. Теоретические исследования проводились на основе
математического моделирования технологий и рабочих процессов технических
средств
с
использованием
методов
теоретической
механики,
дифференциального и интегрального исчисления, и численных методов.
Лабораторные исследования и производственные испытания проводились с
использованием
известных
методик,
обработка
экспериментальных
исследований осуществлялась на ПЭВМ с использованием программ КОМПАС
3D LT V14, Microsoft Office Excel 2013, Statgraphics Plus 5.5, Mathcad 12.
Научная новизна:

методология оптимизации технологии пастбищного содержания коров,
обеспечивающая повышение экологичного и энергоэффективного производства
молока;

критерии оценки технологий производства молока, позволяющие выявить
экономически эффективные и экологически безопасные технологии на
пастбищах;

аналитические зависимости, описывающие режимы течения молока при
транспортировке его в молокоприемник; аналитические зависимости
описывающие создание стабильного вакуума на пастбищных доильных
центрах; аналитические зависимости, описывающие процесс охлаждения
молока в трубопроводе, а также повторной воды, используемой в замкнутом
цикле для охлаждения продукта;
3

технологические и конструктивно-режимные параметры, обоснованы
новые технические решения средств механизации, направленные на повышение
эффективности производства молока на основе пастбищных доильных центров;

критериальная оценка степени загрязнения воздушной, водной,
почвенной среды обитания при пастбищном содержании;

научно-методическое обеспечение комплекса экспериментальных
исследований с целью эффективной реализации технологического уровня
элементов производственной среды содержания животных в пастбищных
доильных центрах.
Практическую значимость представляют следующие результаты:

математические модели рабочего процесса средств механизации для
реализации технологических процессов пастбищного содержания крупного
рогатого скота могут быть использованы при разработке соответствующих
машин;

результаты теоретических и экспериментальных исследований позволяют
решить комплекс вопросов, связанных с механизацией содержания животных и
производства высококачественного молока в летний период для получения
высокой молочной продуктивности при максимально низкой себестоимости;

технология пастбищного производства молока и технические средства,
обеспечивающие получение высококачественного и экологически чистого
молока, новизна которых подтверждена патентами № 2614813, №2549537, №
2624309, № 2536968, № 2446679, № 2486749, № 153451, № 95974, № 2525922,
№163480, №166277, №172375;

предложенные
технико-технологические
решения,
защищенные
патентами на изобретения, могут быть использованы проектными
организациями и предприятиями сельхозмашиностроения, при разработке
стратегий развития АПК или отрасли животноводства.

результаты исследований использованы научными организациями и в
учебном процессе.
В результате проведенных исследований получена возможность внедрения
технологической линии производства молока для пастбищного содержания
коров. Разработанная технологическая линия и методы её расчета могут
использоваться при создании ПДЦ для содержания дойного поголовья КРС в
летний период.
Степень достоверности и апробация результатов.
Достоверность результатов работы подтверждается сравнительными
лабораторными и производственными исследованиями технических средств
для производства молока на пастбищных доильных центрах, а также
сходимостью результатов лабораторных и производственных экспериментов с
теоретическими.
Результаты исследований внедрены на пастбищных доильных центрах
хозяйств Псковской области: ЗАО «Великолукское», ОАО «Красное знамя»,
ООО «СПК-колхоз Маевский», СПК-колхоз «Родина». Результаты
исследований приняты к внедрению главным государственным управлением
4
сельского хозяйства и государственного технического надзора Псковской
области, а также в учебный процесс ФГБОУ ВО "Великолукская
государственная сельскохозяйственная академия"; ФГБОУ ВО «Ивановская
ГСХА имени Д.К. Беляева».
Основные положения и результаты работы доложены и получили
одобрение на международных научно-практических конференциях:
 профессорско-преподавательского
состава
Великолукской
государственной сельскохозяйственной академии в 2006 – 2017 годах;
 профессорско-преподавательского состава и аспирантов СанктПетербургского государственного аграрного университета, г. Санкт-ПетербургПушкин в 2007-2017 годах;
 «Nauka: teoria i praktyka - 2012» Volume 9. Ekologia. Rolnictwo.
Weterynaria.: Przemyśl. Nauka i studia;
 молодых ученых, Минск, 25-26 августа 2010 года;
 «Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве»,
Минск, 19–20 октября 2011 год;
 «Научно-технический процесс в животноводстве – машиннотехнологическая модернизация отрасли», г. Подольск, ГНУ ВНИИМЖ, в 20072017 годах;
 «Аграрная наука как основа продовольственной безопасности региона»
14 мая 2015 г. ФГБОУ ВПО Рязанский государственный агротехнологический
университет, 2015г.
Публикации. По материалам диссертации опубликованы 56 научных
работ, в том числе 20 статей в научных журналах, рекомендованных ВАК
Минобрнауки РФ; 2 монографии; 7 патентов РФ на изобретение и 5 патентов
РФ на полезную модель.
Основные положения, выносимые на защиту по специальности
05.20.01:

методология совершенствования технологий пастбищного содержания
коров путем усовершенствования процессов, обеспечивающих повышение
производства высококачественной продукции при эффективном использовании
энерго и материалоресурсов;

критерии оценки технологий производства молока, позволяющие
определять уровень эколого-экономической энергетической эффективности;

усовершенствованные технические средства производства молока на
пастбищных доильных центрах;

теоретическое обоснование конструктивно-режимных параметров
разработанных: установки для термизации молока; установки для охлаждения
молока естественным холодом; молокопроводящих линий доильной установки;
вакуумной системы доильной установки;

критерий оценки степени загрязнения воздушной, водной, почвенной
среды обитания при пастбищном содержании коров;
5

результаты аналитических и экспериментальных исследований,
подтверждающие эффективность применения технологии и средств
механизации производства молока на пастбищных доильных центрах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав,
выводов, и приложений. Общий объем работы 566 страниц, из них 393
страницы основного текста, в том числе 119 рисунков, 35 таблиц, 13
приложений и список использованной литературы из 235 наименований.
Содержание работы
Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и
основные положения работы, выносимые на защиту.
В первой главе «Состояние вопроса, цель и задачи исследования»
проведен обзор и анализ технологий и технологических линий для содержания
коров в летний период.
С целью увеличения производства молока в летний период необходимо
решить определенные вопросы, связанные созданием благоприятных условий
для содержания животных на пастбищах, внедрения перспективной технологии
и технологических средств.
Разработка научных основ механизированных технологий для
пастбищного животноводства, соответствующих в первую очередь
физиологическим запросам животных, а также учитывающих инженернотехнологические и экономические требования, вырастает в важную проблему
теоретического
обобщения
исследований
в
области
пастбищного
животноводства и на этой основе необходимы – обоснование и разработка
более прогрессивной технологии и средств механизации, обеспечивающих при
меньших затратах энергии, труда и средств, максимальное увеличение
производства молока.
Большой вклад в разработку стойлово-лагерной системы содержания
коров в летний период на Северо-Западе в создание и использование пастбищ и
системы нормированного полнорационного летнего кормления, внесли И.В.
Ларин, А.В. Андреев, В.П. Спасов, П.С. Емельянов.
Разработке проектов технологий и технических средств, определению
параметров поточно-технологических линий, используемых в летнем
животноводстве, посвящены работы: Ю.А. Цоя, А.И. Зеленцова, Е.Е. Хазанова,
И.К. Текучева, И.И. Клейменова, Т.М. Трофимовой, И.Ю. Кольцовой, А.В.
Борисова, Н.Г. Деева, В.А. Седунова, В.Н. Туваева и ряда других
исследователей.
Изучению вопросов механизации технологических процессов: доению
коров, раздаче кормов, стабилизации вакуумного режима, повышению качетва
молока, созданию благоприятных условий для животных – существенный вклад
внесли Б.И. Вагин, В.И. Земсков, Л.П. Карташов, Л.П. Кормановский, В.В
Кирсанов, В.К. Скоркин, И.Н. Краснов, С.В. Мельников, В.В. Калюга, В.Д.
Попов, В.С. Сечкин, В.И. Сыроватка, В.А. Шахов и ряд других исследователей.
Анализ работ показал, что в стране проведены определенные
исследования и разработаны технологии и проекты пастбищных доильных
центров. В соответствующих разделах системы машин представлено некоторое
6
оборудование для механизации основных технологических процессов, таких
как пастьба животных и их подкормка, водоснабжение и поение, доение с
первичной обработкой и хранением молока.
Из
аналитического
обзора
работ
по
теоретическому
и
экспериментальному
обоснованию
инновационных
механизированных
технологических процессов, основных параметров и режимов работы ПДЦ
вытекают следующие цель и задачи исследования.
Целью исследования является повышение эффективности производства
молока в летний период за счет рационального использования естественных
пастбищ и создания перспективной технологии и средств механизации,
отвечающих зоотехническим требованиям.
Исходя из поставленной цели, намечены следующие задачи:

выполнить анализ существующих технологий и технических средств
производства молока в летний период;

разработать технологию пастбищного содержания коров, позволяющую
увеличить производство высококачественного молока в летний период;

обосновать критерии оценки производства молока на пастбищных
доильных центрах (ПДЦ), позволяющие определять уровень экологоэкономической и энергетической эффективности;

разработать математические модели рабочих процессов предложенного
комплекта машин для производства молока на ПДЦ;

определить рациональные параметры и режимы работы разработанных
технических средств;

обосновать критерий оценки степени загрязнения воздушной, водной,
почвенной среды обитания при пастбищном содержании коров;

произвести производственные испытания разработанной технологии и
технических средств для ПДЦ, выполнить экономическую оценку результатов
исследований.
Во второй главе «Обоснование энергосберегающей технологии и
средств механизации для пастбищного содержания коров» обоснована
технология содержания коров в летний период, определяющая состав
перспективных технических средств, определена структурная схема
формирования технологии производства молока на пастбищах (рисунок 1).
Широкий выбор технических средств и вариантов конструкций сооружений
требует адаптации технологии в каждом конкретном случае с учетом
зональных условий. При этом отсутствие формализованных методов оценки
энергосбережения и экологической безопасности технологий не позволяет в
полной мере использовать существующие методы проектирования
механизированных технологий.
Задачей энергосбережения при производстве молока на пастбищах
является повышение коэффициента биоконверсии энергии, затраченной на
производство в энергию полученной продукции.
На этой основе определим критерий возврата энергии
7
K Рв .1эн . 
Эп Qсез
,
N
Э x
j 1
j
(1)
j
где Эп – энергосодержание единицы получаемой продукции, молока, МДж/кг;
Qсез – объем получаемой продукции, кг/сезон.; Эj - валовая энергия на
выполнение j-го процесса при производстве молока на пастбищах, МДж; х j наименование процесса в количественном выражении.
Рисунок 1 Структурная схема формирования технологии производства молока
на пастбищах
Необходимость учета потребления затраченных на производство
ресурсов не вызывает сомнения, так как выработка электроэнергии,
производство продуктов питания, энергосодержание которых идет на покрытие
энергетических затрат человека в процессе его труда, также связаны с расходом
материально-сырьевых ресурсов и соответственно дополнительной нагрузкой
на окружающую среду.
8
Значение Кр1в.эн показывает, сколько МДж энергии продукции получается
при затрате одного МДж валовой энергии производства молока на пастбищах.
Экономический эффект безотходных производств молока в летний
период определяется по критерию пастбищного производства молока
n
K рп .2пр 
 Э  (У
j 1
i
в
 У п  У воз )
зпол
,
(2)
n
где  Эi - сумма всех эффектов, достигаемых при внедрении элементов
j 1
безотходного производства на пастбищах, тыс.руб.; Ув – ущерб от загрязнения
водной среды; Уп – ущерб от загрязнения почв пастбища; Увоз – ущерб от
загрязнения воздушной среды; Зпол - полные затраты на осуществление
безотходного производства на пастбищах.
Таким образом, в общем случае технологический процесс является тем
более энергосберегающим, чем меньше в ходе его образуется неиспользуемых
отходов.
За основной критерий оценки технологий и комплексов машин принят
коэффициент энергетической эффективности Кр3э.эф , который характеризует
затраты энергии на выполнение производственного процесса получения
единицы продукции. При сравнительной оценке технологий удельные
энергозатраты определяют по новому (ЕН) и базовому (ЕБ ) вариантам.
Отношение удельных энергозатрат (в том числе дифференцированно по
их составляющим) по новой технологии к этим же затратам по базовой
технологии характеризует критерий их энергетической эффективности Кр3э.эф
K Рэ.3эф 
ЕН
.
ЕБ
(3)
При снижении удельных энергозатрат имеем Кр3э.эф<1, а при увеличении Кр3э.эф >1.
Для снижения энергоемкости производства необходимы комплексные
решения по рациональному использованию всех видов производственных
ресурсов, основанные на широком использовании вычислительной техники,
обеспечивающие получение требуемых видов продукции заданного количества
и качества при минимальных трудовых, материальных, энергетических
затратах и наименьшем негативном влиянии на природную среду.
Для достижения поставленной цели и её отдельных задач рационально
представить последовательность планируемых решений в виде алгоритма
(рисунок 2). Комплексное решение осуществляется на всех уровнях
энергосбережения от систематизации пастьбы до выбора режимов
функционирования отдельных машин.
Задачи энергосбережения на каждом этапе определяются таким образом,
чтобы выходные результаты каждого предшествующего этапа использовались в
качестве исходных данных для нижних уровней алгоритма. При этом
происходит сложение эффекта от энергосбережения всех этапов.
9
Входными
данными
для
первого
этапа
являются
:
производственные факторы Фn1;
число
видов
кормов
Nki,;
концентрация питательных веществ
Xki в единице массы каждого корма;
суточная потребность животных в
энергии,
питательных
и
биологически активных веществах
Уki в зависимости от планируемой
продуктивности. Критерием служит
оптимальный рацион, то есть
содержание в рационе необходимой
энергии для жизнедеятельности и
повышении удоя и качества молока.
Выходные
параметры,
а
именно качественные показатели
произведенного на пастбищном
комплексе
молока,
должны
соответствовать
ГОСТ-Р52054-03.
Они
характеризуют
результат,
получаемый
после
первичной
обработки молока, и оцениваемый
комплексным показателем качества.
Регулирующие параметры задаются
при конструировании оборудования
и во время его работы.
В связи с этим решение
Рисунок 2 Алгоритм достижения цели
возможно
лишь
на
основе
совершенствования технологических
системного подхода, при котором
процессов
исследование
целесообразно
проводить по соответствующим взаимосвязанным подсистемам. Основная
задача будет заключаться в обосновании подсистем с соответствующими
критериями, которые в комплексе обеспечивают энергосбережение. Данный
метод решения задач используем как на стадии разработки новых технологий,
так и непосредственно в производственных условиях.
Анализ функционально-технологической модели производства молока
свидетельствует, о том, что с позиции системного подхода эти процессы можно
разделить на следующие функционально-технологические линии: создание
облагораживаемого пастбищного загона, доильную, первичной обработки и
повышения качества молока, циркулирующего использования воды (рисунок
3). Технологическая линия оборотного использования технологической воды
включает рабочий процесс рекуперации тепла на технологические нужды.
Технологическая линия облагораживаемого пастбищного загона включает
10
подсев пастбищных трав, скашивание несъеденных остатков, разравнивание
навозных выделений, ограждение электроизгородью.
В модели входными воздействиями приняты переменные, определяющие
конструктивные особенности машин и оборудования xi, и режимы
эксплуатации машин xi (t).
На выходные переменные показатели удельные приведенные затраты Пi,
Пi (t), удельные энергозатраты Эi (t) и показатели качества работы машин Кi (t)
оказывают конструктивно – технические и настроечные параметры.
Внутри
системы
производства молока в летних
лагерях существуют связи
между блоками, когда выход
из предыдущего блока по
качеству его выполнения n(t )
является
входным
в
последующий
блок
и
определяет
качество
его
выполнения n(n(t ); t ) .
Однако
решение
алгоритма
этой
модели
требует большого количества
вычислений с использованием
программ для ПЭВМ.
Поэтому при исследовании из
Рисунок 3 Параметрическая
модель общей модели выделены по
производства высококачественного молока на этапам ряд частных моделей
которые позволят определить
пастбищах
влияние наиболее значимых
факторов на показатели работы технологических линий. При этом ряд
параметров должен быть определен экспериментальными исследованиями.
Необходимость создания летних лагерей в виде ПДЦ обусловлена
экономическим развитием сельскохозяйственного предприятия. В тоже время
создание ПДЦ, как координирующего звена в использовании пастбищ является
основным направлением интенсификации животноводства в летний период.
Нами разработана схема генерального плана ПДЦ на 200 голов для
условий Псковской области, приведенная на рисунке 4.
Для организации рациональной пастьбы нами предлагается наиболее
выгодный генеральный план на 200 голов с пастбищной площадкой из 15
загонов с каждой стороны с таким расчетом, чтобы на каждом загоне
выпасалось до 100 голов. Путь до загона и путь на дойку осуществляется вне
территории загонов, т.е. по определенным путепроводам – сбоку от загонов и
по центру между загонами.
Для ночного отдыха животных выделен загон по периметру преддоильно
– последоильной площадки с внешней стороны. В качестве источника вакуума
11
использованы водокольцевые насосы типа ВВН-6, обеспечивающие высокую
стабильность вакуума, надежность и бесшумность в работе. Водоснабжение
предусмотрено от ближайшего водоема или от водоподъемника и устройством
накопительного бака на территории ПДЦ. Навоз из преддоильных и
последоильных площадок, проходов с бетонным покрытием производится
трактором с бульдозерной навеской на близлежащие площадки для
последующего вывоза в полевые хранилища.
Рисунок 4 Разработанная схема генерального плана ПДЦ на 200 голов
1 – навес для доильной установки типа УДС-3Б; 2 – преддоильные и последоильные
площадки; 3 – площадка для кратковременного хранения навоза; 4 – галерея; 5 – навес для
вакуум-силового оборудования; 6 – молочное отделение; 7 – склад концентрированных
кормов; 8 – лаборатория искусственного осеменения; 9 – ветеринарный участок; 10 – склад
инвентаря; 11 – туалет; 12 – комната отдыха персонала; 13 – навесы для ночного отдыха
животных; 14 – площадка для хранения техники; 15 – склад ГСМ; 16 – загоны; 17 – душевая;
18 – профилакторий; 19 – родильное отделение
уклон участка i=0,02%
При содержании коров на окультуренных пастбищах в ОАО «Красное
знамя» Новосокольнического района среднесуточные надои в летний период
достигают 18…20 кг молока без дополнительного скармливания концентратов
и других кормов. Объясняется это тем, что пастбищная трава является
высокопитательной и, при правильном удобрении, полноценной в кормовом
отношении. В 1 кг сухого вещества травы культурных пастбищ содержится
0,8…0,9, тогда как в хорошем сене 0,5…0,6 кормовой единицы.
12
Окультуренные пастбища при хорошем уходе и использовании
отличаются высокой продуктивностью. При естественном увлажнении они
дают до 10…11 тыс.к.е./сезон, тогда как средняя продуктивность естественных
выпасов в большинстве случаев не превышает 500…700 кормовых единиц с 1
га. При этом себестоимость кормовой единицы травы окультуренных пастбищ
составляет, как правило, всего 1,5…2 руб. Себестоимость 1 ц молока за
пастбищный период в хозяйствах 12…14 руб. при среднегодовой
себестоимости 18…22 руб. и выше.
На рисунке 5 изображена технологическая схема содержания крупного
рогатого скота по разработанной технологии.
Рисунок
5
Технология
механизированного пастбищного
содержания крупного рогатого
скота
1,2 - преддоильные и последоильные
площадки;
3
переходные
путепроводы; 4 - доильные станки; 5 –
молокопровод; 6 – вакуумпровод; 7 молокоприемник-воздухоразделитель;
8 – фильтр; 9 - резервуар для
термизации молока; 10 - солнечноветровая энергетическая установка; 11
- насос вакуумный водокольцевой; 12 экологически
чистая
энергосберегающая
установка
естественного холода; 13 - мобильное
устройство для охлаждения при
транспортировки молока; 14 - датчик
вакуумметрического давления; 15 водокольцевой вакуумный насос;
16 – муфта; 17 - векторный преобразователь частоты; 18 - трехфазный асинхронный
электродвигатель; 19 - дизельная станция 19; 20 - облагораживаемые пастбищные загоны; 21 передвижной навес для защиты от солнечной радиации; 22- чаши для соли-лизунца.
Рассматривая технологию содержания коров на пастбищах как систему,
представляющую упорядоченную совокупность объектов, можно выделить
следующие подсистемы: создание вакуума; доение; первичная обработка
молока; создание благоприятных условий для животных.
Животные перегоняются попеременно из одного облагораживаемого
пастбищного загона в другой. В установленное распорядком дня время коровы
переходят к месту дойки, производимой с помощью установки пастбищного
доения УДС-3Б с включенной дизельной станцией, создающей вакуум
водокольцевым вакуум-насосом с векторным преобразователем частоты.
Молоко поступает по молокопроводу оптимального диаметра через
молокоприемник и фильтр для очистки проточным средством для фильтрации
молока с очисткой от бактериальной загрязненности, в резервуар для его
термизации. Подогрев молока осуществляется через систему подогрева
теплоносителя. После термизации производится охлаждение молока в
13
экологически чистой энергосберегающей установке естественного холода.
Затем оно подается насосом в мобильное устройство для транспортировки
молока.
Для реализации предлагаемого новой технологии производства молока на
пастбищах были разработаны технические средства, повышающие
эффективность производства в летний период (рисунок 6).
Рисунок 6 Технологическая линия доения и первичной обработки молока
Разработанная линия предполагает транспортировку молока по
молокопроводу диаметром и уклоном определенным в зависимости от свойств
продукта с целью снижения затрат энергии на преодоления сопротивления
движению и образования молочных пробок; очистку молока от механических и
бактериальных примесей фильтром; повышение сортности молока
термизатором на 52..55%; охлаждение молока естественным холодом до 14ºС;
непосредственное доохлаждение до 4ºС и хранение в резервуаре-охладителе.
Повышение качества молока получаем при выпасе коров в летний
период, а также в соблюдении санитарно-гигиенических требований к линии
доения и первичной обработке молока, в систематическом контроле его
качества. В настоящее время в хозяйствах имеет место снижение качества
реализуемого молока бактериальной обсеменности, полученной в результате
сложной экологической обстановки и из-за задержки охлаждением.
На рисунке 7 схематично изображено устройство для термизации молока
в условиях пастбищ с целью увеличения продолжительности его хранения и
повышения сортности за счет снижения кислотности и бактериальной
обсеменности.
Для охлаждения молока разработана установка, приведенная на рисунке
8. Преимущество разработанной установки для использования естественного
холода – охлаждение молока, за счет охлаждения распыливаемой в камере в
потоке воздуха и воды, что позволяет использовать данную установку и в
летний период. Совершенствование установки для охлаждения молока
естественным холодом ведется в направлении снижения энергозатрат и
14
трудозатрат на охлаждение молока, снижения материалоемкости конструкции и
расхода воды, повышения термического КПД и надежности в работе.
Рисунок 7 Резервуар для термизации Рисунок 8 Установка для охлаждения
молока
молока естественным холодом
Система управления водокольцевым вакуумным насосом изображена на
рисунке 9.
При
открытии
определенного
количества
вакуумных
кранов
с
подключенными
доильными
аппаратами,
включается
водокольцевой вакуумный насос,
который стимулирует движение
молока из вымени в емкость для
сбора.
Вакуумметрическое
давление
регистрировалось
датчиком
реле-давления,
и
Рисунок 9 Схема управления вакуумным информация
поступала
в
насосом
систему. Установка работала в
автоматическом режиме, т.е. при изменении количества одновременно
подключенных доильных аппаратов, изменялось давление в вакуум-проводе, на
которое реагировал датчик вакуумметрического давления и изменял сигнал
управления сети регулирования частоты.
Также в главе приведено теоретическое описание процессов производства
молока в летний период и полученные аналитические зависимости влияния
конструктивно-режимных параметров усовершенствованных технических
средств на процесс производства молока в летний период с позиций
энергосбережения.
В третьей главе «Теоретическое обоснование энергосберегающей
технологии и технических средств для ПДЦ» приведены математические
модели процесса движения молочно-воздушной смеси в молокопроводе
15
доильной установки, процесса охлаждения молока естественным холодом,
процесса охлаждения оборотной воды, рабочий процесс водокольцевого
вакуумного насоса с изменяемой подачей, носящие прикладной характер.
В настоящее время существует методика проектирования доильных
установок, основанная на модели молока как вязкой ньютоновской жидкости.
На самом деле молоко не является чистой ньютоновской жидкостью. В
нем имеются частицы жира и белка, связанные между собой силами
притяжения. При течении молока эти связи разрушаются. Для относительного
сдвига слоев молока необходима определенная сила сдвига и, следовательно,
определенное предельное напряжение сдвига.
Жидкость, течение которой в шланге зависит не только от вязкости, но и
от предельного напряжения сдвига, называют вязко-пластичной. Полагаем, что
дальнейшее совершенствование доильной техники возможно на основе теории,
рассматривающей, в определенной мере, молоко как вязко-пластичную
жидкость. Текущее молоко может полностью перекрывать сечение шланга при
вертикальном его расположении (рисунок 10). Однако принимаем условие, что
шланг расположен в максимально возможном в практике использования
наклонном положении.
Рисунок 10 Возникновение молочной Рисунок 11 Схема сил, действующих
пробки
при
вертикальном на
движущийся
элементарный
расположении шланга
цилиндрический
объем
вязкопластичной жидкости
Тогда элементарный цилиндрический объем вязко-пластичной жидкости
радиуса r и длиной dl движется под действием сил перепада вакуумного
давления dРв. В этом случае движущая осевая сила πr2dPв преодолевает силы,
мешающие движению. При наиболее загруженном варианте – движении вверх
– к ним относятся сила тяжести, сила инерции и силы сопротивления (рисунок
11). Поэтому r 2 dPв  g sin   a dm  2rdl ,
(4)
где g – ускорение свободного падения; φ – угол наклона оси элемента к
горизонту; a – ускорение элемента молока, dm – масса элемента; τ – напряжение
сил сопротивления на боковые поверхности цилиндра.
Из условия ( d / dy )  0 и равенства (6) определим расстояние уп от
внутренней поверхности шланга до пластичной цилиндрической молочной
пробки, движущейся с некоторой скоростью vр (рисунок 12)
16
уп  R  rп ,
(5)
2 0
dP
– радиус пробки; G 
– осевой градиент падения давления.
G
dl
Теоретические исследования течения молока в
молочных шлангах и молокопроводе установили,
что существует четыре вида течений, которые при
удалении от оси шланга сменяют друг друга в
следующей последовательности: центральное
пластичное течение, тонкий слой ламинарнотурбулентного
течения,
слой
развитой
турбулентности и, наконец, тонкий пограничный
слой ламинарного течения у внутренней
Рисунок 12 Образование поверхности шланга. Теоретически получен
пластичной
молочной градиент падения давления в молочных шлангах и
пробки в сечении шланга
молокопроводе, который является достаточно
хорошей оценкой падения давления разрежения на единичной длине шланга
или трубы
где rп 


1

1
Gдав  2 м Qм / R 4   0 / R  2 м Qм / R 4  3 0 / R 2 2 м Qм / R 4   0 / R 2 , (6)
где Qм – объемная скорость течения молочновоздушной смеси; ρв – плотность
воздуха; ηв – вязкость воздуха; τ0 – начальное напряжение сдвига молока; χ =
0,4 – постоянная Кармана; ρм – плотность молока.
Для экспериментального определения пластичности с учетом
представленной выше теории течения вязко-пластичных жидкостей в шлангах
и патрубках был разработан способ и установка для измерения начального
сдвига молока с небольшим его количеством.
Согласно
проведенным
экспериментальным
исследованиям,
проведенным, коэффициент начального сдвига τ0, учитывающий пластичность
молока, изменяется в зависимости от жирности молока и его плотности,
соответственно, полученные данные приведены в таблице 1.
Таблица 1 Полученные в результате эксперимента значения
Жирность молока, % Плотность
молока, Коэффициент начального сдвига
кг/м³
τ0, учитывающий пластичность
молока, кПа
3,2
1033
1,17
3,6
1031
1,34
4,0
1029
1,56
4,4
1027
1,71
4,8
1026
1,94
5,2
1025
2,18
Разработана тепловая схема, характеризующая взаимодействие
элементов, участвующих в термизации и последующем охлаждении молока в
условиях пастбищного животноводства представлена на рисунке 13. В
рекуператоре и термизаторе указаны температурные этапы нагрева и
17
охлаждения. В термизаторе продолжительность этапа нагрева до 50…55ºС 5 с;
этапа до 55…63ºС 5с; до 63…65 ºС 5с.
Рисунок 13 Тепловая схема взаимодействия элементов систем термизации и
охлаждения молока естественным холодом
После проведения термизации молока оно достигает температуры 40ºС,
после выхода из рекуператора, и его необходимо сразу же охлаждать. При этом,
нами установлено, что оперативный способ охлаждения – прокачивание молока
по охлаждаемой водой трубе. Была установлена связь температуры молока с
его
начальной
температурой,
температурой
охлаждающей
воды,
геометрическими размерами трубопровода и скоростью течения. Определен
поперечный
размер
трубопровода,
способствующий
эффективному
охлаждению.
Температурное поле внутри трубы при стационарном теплообмене
описывается дифференциальным уравнением в частных производных
дt / дx  (  /  мc( r )( д2t / дr 2  дt /( rд )  д2t / дx 2 ,
(7)
где t – температура, К; x – осевая координата, м; λ – коэффициент
теплопроводности молока, Вт/ (м·К); ρм – плотность молока, кг/м³; см –
удельная теплоемкость молока, Дж/(кг·К); υ (r) – скорость течения молока, м/с;
r – радиальная координата, м.
Уравнение (7) решим при граничных условиях
t (r ,0)  t 0 , ( дt / дr )r R   1 ( t  t1 )  0 ,
(8)
где t0 – начальная температура молока на входе в трубопровод, К; R – радиус
внутренней поверхности трубы, м; α1 – коэффициент теплоотдачи от молока к
внутренней поверхности трубы, Вт/(м²·К); t1= t1(R,x) – температура внутренней
поверхности.
Используем определение температуропроводности a, величины b12 и
средней скорости
(9)
ab12 / u  k( R  1 R 2 /  ) / cм  мVм ,
где k  1 /( 1 /  1  d / тр  1 /  2 ) .
A  k( R  1 R 2 /  ) / cм  м .
Обозначим
(10)
18
Величина А имеет размерность температуропроводности (м²/с) и
фактически является температуропроводностью трубопровода с молоком. Из
теоретических расчетов видно, что тем эффективнее будет снижаться
температура молока в трубопроводе, чем будет больше величина А.
Измеренные значения температур t=tL на выходе из трубопровода, tв и t0,
подставим в (10). Для А из (10) получим по экспериментальным данным
следующий результат
A  ( t0  t L )Vм /( t L  tв )Lзм .
(11)
Затем численное значение температуропроводности (11) можно
использовать для анализа снижения температуры молока другими
аналогичными трубопроводами. Полученные результаты можно применять в
практике проектирования трубчатых теплообменников для охлаждения молока.
Для выявления изменения температуры капли составим дифференциальное
уравнение
(12)
cmdT  qdm  cв dmT  dS  ( T  T0 )Sd ,
где св – удельная теплоемкость воды, Дж/(кг К); T0 – начальная температура
воды, К; Т – текущая температура воды, К; m – масса капли, кг; dT –
дифференциал абсолютной температуры капли, К; q – удельная теплота
испарения воды, Дж/кг;  – коэффициент поверхностного натяжения воды,
Дж/м²; S – текущая площадь поверхности капли, м²;  –время падения капли, с.
Обычно скорость падения капли υ примерно равна скорости  0 её выхода
из рассеивателя, тогда dυ/dτ = 0.
dm / d   jS  (  в dr / d )S  ( в dr / d )4r 2 .
(13)
0 dr / d 4r 2  (    в )g 4 / 3r 3  0 ,5C x  в ( 0   в )2 r 2  6 в ( 0   в )r .
Разделив в (14) переменные, получим
4 0 rdr
.
d  
1
4

2
2
 (  в   воз  gr  C x  воз ( 0   в ) r  6 в ( 0   в )
2
3

где

2 Ar0  BW 2 r0  6 вW
2 Arм  BW 2  D( W )
BW 2
 ln

ln
2 Arм  BW 2 rм  6 вW D( W ) 2 Arм  BW 2  D( W )
2 0 
и 

A 
2 Ar0  BW 2  D( W )


Ar0  BW 2  D( W )

1
4
A  (  в   воз )g , B  C x  воз , W  0  в ,
2
3


,




(14)
(15)
υ0` – скорость падения капли в неподвижном воздухе, м/с;
υ0 – скорость падения капли во встречном потоке воздуха, м/с.
(16)
D( W )  B 2W 4  24 A вW .
Поскольку r0  rм можно пользоваться простой, но достаточно точной
формулой
и 
2 0
Ar02  BW 2 r0  6 вW
ln
А
6 вW
.
(17)
Таким образом, при увеличении скорости капли относительно воздушного
потока время полного испарения уменьшится и асимптотически стремится к
19
нулю. Следовательно, это время можно изменять, меняя скорость встречного
потока воздуха. Радиус отверстий rотв примерно равен радиусу капли r0.
Для вычисления τи нужно знать скорость υ0 движения капли. При расчете
её можно принять равной скорости выхода капли из отверстия рассеивателя
0  Q / N A 4r02 ,
(18)
где Q - объемная скорость воды, поступающей в распылитель, м³/с.
Определив время τи, получим путь полного испарения капли
H И  0 И .
(19)
Для эффективного охлаждения змеевика уровень воды в установке должен
находиться на расстоянии от рассеивателя, не меньшим чем Ни. Данные
эксперимента подтверждают этот вывод. Эти данные целесообразно
использовать при проектировании воздушно-капельных систем теплообмена.
В водокольцевом вакуумном насосе лопастное колесо является основным
рабочим органом, обеспечивающим передачу подводимой к нему энергии от
двигателя жидкости и газу, протекающим через насос. Жидкость, как и газ,
поступает в рабочее колесо децентрализованно вдоль оси вращения, откуда и
перемещается в межлопастное пространство. Очевидно, траектории движения
струек совпадают с геометрическим профилем лопасти колеса.
На рисунке 14 приведена схема рабочего колеса в поперечном разрезе
насоса с соответствующими геометрическими параметрами. На лопастях
рабочего колеса указаны наиболее характерные точки (т.1) взаимодействия с
ним уплотнительной жидкости, газа, газо-жидкостной смеси. Их расположение
связано, прежде всего, с расположением отверстий, через которые поступает
уплотнительная жидкость, газ и удаляется газо-жидкостная смесь.
Рисунок 14 Схема взаимодействия Рисунок 15 Гидравлическая схема
жидкости и газо-жидкостной водокольцевого
вакуумного
насоса
смеси в рабочем колесе
экспериментальной доильной установки
Рассмотрим т.1, расположенную на окружности радиусом r1 и
находящуюся на лопасти в зоне всасывания жидкости. Кинематика её движения
в т.1 будет характеризоваться относительной скоростью W1, направленной по
20
касательной к поверхности лопасти в т.1 и переносной скоростью U1, т.е.
окружной скоростью в т.1 ( U 1  r1 ), проходящей по окружности радиусом r1.
Абсолютная скорость в т.1 С1 определяется относительной скоростью W1
и окружной U1, т.е. С1  W1  U 1 .
На рисунке показан параллелограмм скоростей в т.1 с углами  1 и  1 .
Угол  1 – угол между векторами абсолютной скорости С1 и окружности U 1 ,
угол  1 – угол между касательной относительно лопасти и окружности
радиусом r1 и характеризует изменение профиля лопасти по её длине.
Все процессы в т.1 возникают в результате взаимодействия лопатки с
уплотнительной жидкостью. В окружности радиусом r2 располагается
отверстие всасывания газа (т.2). В зоне данного отверстия лопасть перемещает
уплотнительную жидкость под действием центробежных сил на периферию, т.2
является исходной для образования аналогичной параллелограмма скоростей.
За счет центробежного перемещения жидкости образуется вакуумированное
пространство, под действием чего вакуумирование распространяется на
трубопровод системы подключения доильных аппаратов.
В окружности радиусом r3 располагается зона максимального удаления
уплотнительной жидкости от центра вращения рабочего колеса за счет
отбрасывания лопастями на периферию, в результате зона размещения
лопастей находится в вакуумированном пространстве. Т.3 является исходной
для построения параллелограмма скоростей.
В окружности радиусом R4 расположено отверстие для вывода газожидкостной смеси. Эта зона характерна приближением корпуса к лопастям
рабочего колеса. За счет этого сжимается уплотнительная жидкость, образуется
газо-жидкостная смесь и, вследствие развиваемого избыточного давления,
выводится в отверстие т.4. Т.4 является исходной для построения
параллелограммы скоростей.
Для водокольцевого вакуумного насоса примем, что напор представляет
собой разность удельных энергий перемещаемого материала на выходе из
насоса и на входе в насос. На выходе газо-жидкостная смесь с удельной
энергией выхода Егж4 (Нн4) и входа – уплотнительная жидкость с удельной
энергией входа Еж1 (Нв2) и газ (как результат процесса при образовании
вакуума в системе) с удельной энергией входа Ег2 (Нв2) (рисунок 15).
В
четвертой
главе
«Программа
и
методика
проведения
экспериментальных исследований разработанных средств механизации»
изложена
программа
экспериментальных
исследований,
описаны
экспериментальные установки, приведены методики проведения и обработки
результатов экспериментальных исследований. Целью исследования на данном
этапе
была
проверка
соответствия
теоретических
изысканий
экспериментальным данным.
На рисунке 16 приведен общий вид экспериментальной установки для
исследования режимов работы водокольцевого вакуумного насоса, в состав
которой введены необходимые элементы и узлы.
21
Рисунок 16 Общий вид экспериментальной установки
1 – анализатор качества электроэнергии UMG 96 S; 2 – трансформаторы тока; 3 –
автоматический выключатель; 4 – преобразователь частоты векторный; 5 – асинхронный
двигатель; 6 – водокольцевой вакуумный насос; 7 – вакуумпровод; вакуумные краны; 8 –
датчик-реле вакуумметрического давления ДРМ-Н-20; 9 – доильный аппарат; 10 – имитатор
вымени; 11 – вакуумный кран общий; 12 – вакуумные краны; 13 – емкость для рабочей
жидкости
В экспериментальной установке был осуществлен автоматизированный
привод водокольцевого вакуумного насоса посредством установки
преобразователя частоты векторного с целью энергосбережения при изменении
вакуумметрического давления.
Многофакторный регрессивный анализ по определению влияния таких
факторов, как количество подключенных доильных аппаратов, диаметр
вакуумпровода и температура рабочей жидкости на мощность, затрачиваемую
приводом насоса, позволил получить следующую математическую модель
2
2
Рпр  2,746  0 ,541nап  0 ,265 d вак  0 ,264 t рж  0 ,068nапd вак  0 ,229nап  0 ,047 d вак  0 ,05 t 2рж . (20)
При изучении полученных данных с помощью программы «Statgraphics
Plus» и построенных по полученной математической зависимости, следует
отметить, что наибольшее влияние на мощность, затрачиваемую
электродвигателем при работе водокольцевого насоса ( Рпр ) оказывают
количество одновременно подключенных доильных аппаратов и диаметр
вакуумпровода (рисунок 17).
Анализируя рисунки 17,18, можно сделать вывод: при изменении
количества одновременно подключенных доильных аппаратов от 6 до 2 –
мощность, затрачиваемой электродвигателем сокращается 3,3 до 2,1 кВт, при
этом следует учитывать, что температура изменяется от 45 до 15 ºС.
Установлено, что факторы tрж, nап, и dвак необходимо отнести как
влияющие на стабилизацию вакуумного режима и мощности, затрачиваемой
электродвигателем на привод насоса, однако к доминирующим необходимо
отнести nап, и dвак, как оказывающие наиболее существенное влияние на
22
снижение затрат электроэнергии при работе водокольцевого вакуумного
насоса; температурный уровень рабочей жидкости находится в пределах 20…25
ºС; рациональное значение диаметра вакуумпровода находится в пределах
0,0612м.
Рисунок 17 Зависимость требуемой Рисунок 18 Зависимость требуемой
мощности, при работе водокольцевого мощности,
при
работе
насоса от количества одновременно водокольцевого
насоса
от
подключенных доильных аппаратов и внутреннего диаметра вакуумпровода
внутреннего диаметра вакуумпровода
и температуры рабочей жидкости
Комплексное использование вышеуказанных параметров, а также работа
установки в автоматическом режиме позволяет регулировать расход мощности
при работе водокольцевого вакуумного насоса в зависимости от количества
одновременно подключенных аппаратов, тем самым получить снижение затрат
мощности на 25…30%.
Для проведения экспериментальных исследований процесса термизации
молока с последующим охлаждением нами была разработана установка,
приведенная на рисунке 19.
Рисунок 19 Общий вид
экспериментальной
установки для первичной
обработки молока
1 – установка для термизации
молока; 2 – рекуператор; 3 –
насос для холодной воды; 4 –
насос для имитатора молока; 5
– установка для охлаждения
молока
естественным
холодом;
6
микропроцессорные
измерители с датчиками; 7 –
емкость для имитатора молока
Многофакторный регрессивный анализ по определению влияния таких
факторов, как количество объемная скорость молока, объем теплоносителя и
23
площадь поверхности теплоносителя
осуществления процесса термизации,
математическую модель
на мощность, требуемую для
позволил получить следующую
Ртреб  9634  662,5Qм  468 ,8Vтерм  568 ,8 Sтерм  137 ,5QмVтерм  400Qм Sтерм  157 ,6 Qм2  289Vтерм  164 Sтерм
2
(21)
Изменение требуемой мощности для процесса термизации приведено на
рисунках 20, 21.
Pтерм, Вт
Pтерм, Вт
Sтерм, м2
³
Qм, м /ч
Qм, м³/ч
Vтерм, м³
Рисунок 20 Зависимость требуемой Рисунок 21 Зависимость требуемой
мощности для процесса термизации от мощности для процесса термизации от
объемной скорости течения молока и объема резервуара термизатора и
площади теплообменника
объемной скорости течения молока
После термизации исследовали процесс охлаждения молока в установке с
использованием естественного холода. Теоретические исследования и
поисковые опыты позволили сделать выбор факторов необходимых для
исследования работы установки: начальной температуры воды tвн, длины
змеевика Lзм, объёмной скорости молока Vм, диаметра отверстий распылителя
dр, давления воды pв, скорости воздушного потока υвоз.
Изменение конечной в результате охлаждения температуры молока tмк в
зависимости от начальной температуры воды, длины змеевикового
теплообменника, и объемной скорости молока
t мк  14 ,98  1,48 t вн  0 ,797 V м  0 ,62 Lзм  0 ,225 t вн  V м  0 ,27 t вн  Lзм  0 ,38V м  Lзм 
0 ,22t вн  1,3225 Vм  1,0275 Lзм .
2
2
2
(22)
Изменение температуры воды, полученной в результате воздушнокапельного распыления tвкр в зависимости от давления воды pв, диаметра
отверстий распылителя dр, скорости воздушного потока υвоз:
t вкр  11,08  0 ,932 pв  0 ,466 d p  0 ,181 воз  0 ,67 pв  d p  0 ,252d p  воз 
(23)
2
2
2
0 ,503 pв  0 ,79 d p  0 ,975 воз .
Понижение температуры воды ∆tв, полученное в результате воздушнокапельного распыления, в зависимости от давления воды pв, диаметра
отверстий распылителя dр, скорости воздушного потока υвоз:
t в  9 ,6133  1,282 pв  0 ,327 d p  0 ,525 воз  0 ,225 pв  d p  0 ,18 d p  воз  0 ,36 pв  воз 
0 ,634 pв  0 ,704 d p  1,039  воз .
2
2
2
. (24)
По уравнениям регрессии построены поверхности отклика (рисунки 22,23).
24
Рисунок 22 Зависимость конечной Рисунок 23 Зависимость конечной
температуры молока от длины температуры молока от начальной
теплообменника
и
объемной температуры воды
и объемной
скорости
скорости молока в молокопроводе
Совмещённый анализ всех зависимостей позволяет сделать следующий
определяющий вывод:
 факторы tвн, Lзм, и Vм необходимо отнести как однозначно (и положительно)
влияющие на состояние температурного уровня охлаждаемого продукта;
 оптимальное значение длины змеевикового теплообменника при заданной
объёмной скорости молока находится в пределах 10,8…11м;
 оптимальная объёмная скорость молока устанавливается в пределах
0,80…0,82 м³/ч.
Полученные зависимости позволяют определить значение рабочих
параметров, обеспечивающих уверенную минимизацию конечной температуры
воды при её охлаждении в процессе воздушно-капельного распыления как
хладагента в пределах диапазона температур от 10,4 до 10,9 º С.
Рациональными значениями рабочих параметров являются по давлению в
системе подачи воды 0,12 МПа; по скорости воздушного потока 0,56 м/с; по
диаметру отверстий распылителя 1,2 мм.
Нами исследована транспортирующая способность молочной аппаратуры
при доении в верхний молокопровод. Общий вид экспериментальной установки
приведен на рисунке 24.
Рисунок 24 Общий вид
экспериментальной
установки для исследования
процесса транспортирования
молока
от
коллектора
доильного
аппарата
до
молокосборника
1 – асинхронный двигатель; 2 –
преобразователь
частоты
векторный; 3 – водокольцевой
вакуумный
насос;
4
–
молокосборник;
5
–
молокопровод; 6 – датчик; 7 –
вакуумпровод
25
На основании проведенного трехфакторного эксперимента были получены
следующие зависимости (рисунок 25,26).
Рисунок 25 Зависимость падения Рисунок 25 Зависимость падения
давления в молокопроводе от давления в молокопроводе от диаметра
диаметра молокопровода и уклона
молокопровода и объемной скорости
Многофакторный регрессивный анализ по определению влияния таких
факторов, как диаметр молокопровода, уклон молокопровода и объемная
скорость движения молочновоздушной смеси на падение давления в
молокопроводе, позволил получить следующую математическую
Gдав  0 ,053  0 ,032 d мол  0 ,006 i  0 ,016 Qмв  0 ,001 d мол  i  0 ,016 d мол  Qмв  0 ,01d мол 
2
0 ,006 i 2  0 ,019 Qмв .
2
(25)
Исключение
пробкового
режима
при
скорости
течения
молочновоздушной смеси в молокопроводе 8,6 л/мин, при tм = 36ºС, Ж = 4,0 % ,
τ0 = 1,56 кПа уклон молокопровода должен составлять 0,4%, при диаметре
молокопровода 0,052м.
В пятой главе «Энергетическая, экологическая, технико-экономическая
оценка технологии и средств механизации при пастбищном содержании коров»
приведены условия, методика и результаты производственных испытаний
управляемого привода водокольцевого вакуумного насоса, процесса
термизации молока, охлаждения молока естественным холодом, доильномолочный аппаратуры, а также методика и результаты расчетов экономической
эффективности разработанного комплекса.
Разработанная и апробированная энерго- ресурсосберегающая технология
(рисунок 27) производства высококачественного молока обеспечивает
выполнение следующих работ: содержание коров на преддоильнопоследоильной площадке и подгон на доение; доение коров; поение животных;
термизацию, первичное охлаждение и хранение молока; кормление
концентратами во время доения; получение теплой воды; удаление навоза.
Технологическая линия доения и первичной обработки молока работает
следующим образом: выдоенное молоко по разработанной молочной линии
(патент № 2549537) через фильтр (патент №153451) направляется в установку
для термизации молока (патент 2536968, №166277), позволяющую снизить
количество вредных микроогранизмов до 190 тыс./мл. Откуда оно поступает на
первичное охлаждение (патент № 2486749; №2446679), где охлаждается до
26
температуры 14,0…14,1ºС, получение окончательной температуры хранения
молока 4…6 ºС обеспечивает резервуар-охладитель.
В качестве источника
вакуума
используется
системы
управления
водокольцевым вакуумным
насосом
ВВН-6
с
разработанным
приводом
(патент № 2624309). Она
обеспечивает
высокую
стабильность вакуума и
надежность в работе, а
также
снижение
затрат
энергии в зависимости от
расхода воздуха.
Внедрение разработанного
нами комплекса машин
проводили в СПК-колхоз
«Родина» и ОАО «Красное
знамя», ООО «СПК-колхоз
Маевский» (рисунки 28,29).
Рисунок 27 Разработанная схема экологичного
производства молока на ПДЦ
Рисунок 28 Установка для термизации Рисунок
29
Производственная
молока на ПДЦ ООО «СПК-колхоз проверка привода насоса в ООО
Маевский»
«СПК-колхоз Маевский»
1 – прибор для измерения температуры с 1 – вакуумный кран; 2 – вакуумпровод; 3 –
датчиками; 2 – установка для термизации преобразователь частоты векторный
молока
Проектирование технологий проходило в два этапа:
27
1. Определение рекомендуемых технологий, оценка их энергоэкономической эффективности и экологической безопасности, принятия одной
технологии для адаптации к условиям предприятия.
2. Определение возможных вариантов сочетания сооружений и
технических средств реализации технологий, расчет значений заданных
критериев и выбор наиболее эффективного решения.
Оба этапа выполнены по одной и той же схеме. Во избежание повторения
хода изложения рассуждений этапы выполнения исследований изложены
поочередно друг за другом, а повторяющиеся и не представляющие особой
важности моменты исследования упущены. В качестве объекта исследований
выбран ПДЦ.
Приведенные варианты комплексных составов технических средств,
участвующих в процессе на ПДЦ, рассчитывались для поголовья 100, 150 и 200
голов при продуктивности 3000, 4000 и 5000 кг молока в сезон.
При помощи разработанных алгоритмов были определены основные
технико-экономические
и
экологические
показатели
технологий,
представленные на рисунках 30, 31 в графическом виде показаны
сравнительные характеристики изученных технологий.
Рисунок 31 Удельные затраты по
технологиям
Анализ рассмотренных технологий выявил, что наилучшими показателями
удельных капитальных и эксплуатационных затрат производства молока на
пастбищах имеет технология №1, причем снижение энергозатрат
обеспечивается при увеличении поголовья до 200 при продуктивности 3750
кг/сезон на голову. На основе полученных показателей критериев оценки,
высоких капитальных затрат и результатов поиска Парето-оптимальных
решений принимается Технология 1.
На втором этапе формирования и выбора варианта технологии
производства молока на пастбищах по результатам полученных данных
проведены исследования выбранной технологии по составу технических
средств и сооружений, а так же приемов выполнения отдельных
технологических операций.
Анализ по критериям оценки представлен на рисунках 32…34.
Рисунок 30 Затраты по технологиям
28
Рисунок 32 Критериальная оценка Рисунок 33 Критериальная оценка
технологии 1
технологии 2
Чтобы определить влияние состава технических средств и сооружений,
приемов выполнения отдельных операций на эколого-экономические
показатели, спроектированы 9 вариантов выполнения технологии.
max
Кр3э.эф
Кр3э.эф <1
9
0,8225 0,09105 0,8275
руб/руб
8
0,8644 0,08176 0,7837
Кр2п.пр
0,8549 0,06799 0,7924
max
1,0113 0,08387 0,6730
МДж/М
Дж
2
1,0056 0,07602 0,6736
Кр1в.эн
1
Варианты Технологии 1
3
4
5
6
7
1,0228 0,06430 0,6623
Направление
экстремума
1,1864 0,06819 0,5737
Ед.
измер.
1,3083 0,06104 0,5178
Критерий
(К)
1,3206 0,05084 0,5130
Рисунок 34 Критериальная оценка технологии 3
Из данных таблицы 2 наглядно видно, что эффективными решениями,
обеспечивающими высокие экологические и экономические показатели, являются
варианты 6 и 9 технологии 1.
Таблица 2 Выбор Парето-оптимальных решений
29
Проведя ранжирование выбранных вариантов технологии производства
молока на ПДЦ
(таблица 3), получим максимально приближенные к
оптимальному варианту решения.
Таблица 3 Ранжирование Парето-оптимальных вариантов технологии 1
Выбранные
Критерий
варианты
Критерий
технологии
п.пр
Кр2
6
3
2
Кр2п.пр
Лучшее 9
Худшее
Кр3э.эф
значения 9
6
3
4
значения Кр3э.эф
критерия 9
критерия Кр1в.эн
Кр1в.эн
6
3
7
Итоговый
9
6
3
4
Итоговый
Лучший
Худший
рейтинг
рейтинг
вариант
вариант
вариантов
вариантов
Вариант 9 технологии 1 обеспечивает максимально лучшие показатели:
критерий пастбищного производства молока Кр2п.пр = 0,091 руб/руб, лучший
показатель критерия энергетической эффективности Кр3э.эф = 0,8225, критерий
возврата энергии Кр1в.эн = 0,8275 МДж/МДж.
Для определения экологичности выбранной технологии пастбищного
производства молока за счет учета суммарной нагрузку на природную среду,
включая качество и уникальность изымаемых ресурсов разработан критерий
экологичности производства молока на ПДЦ
n
К эк .паст 
F K
i 1
i
сi
( AK б 1 K б 2 K б 3 )
n
( F
i 1
i
0
1
(26)
)K см
где Fi - стоимость основных производственных средств, млн. руб; Kei условный коэффициент вредности предприятий соответствующих санитарных
классов; А - относительная экологичность типового процесса доения и
первичной обработки молока; Kб1 - коэффициент безотходности воздушной
среды; Kб2 - коэффициент безотходности водной среды; Kб3 - коэффициент
безотходности почвы; η0 - коэффициент полезного действия очистных
сооружений; n - количество источников загрязнений; Kсм - коэффициент
самоочищения природной среды.
Таким образом, для оценки экологичности технологий необходимо
учитывать суммарную нагрузку на природную среду, включая качество и
уникальность изымаемых ресурсов, и угрозу необеспеченности ресурсами.
Основными показателями оценки экономической эффективности
применения новой технологии приведены в таблице 4.
Таблица 4 Оценка эффективности перспективной технологии в ОАО «Красное
знамя»
Ед.
Базовая
Перспективная
Показатель
измерения технология
технология
1
2
3
4
Производство молока
т/сезон
680
750
Площадь, занятая под зеленый корм га
86,7
61,4
30
Продолжение таблицы 4
1
Капитальные вложения
Дополнительные капитальные
вложения
Амортизация, ТО зданий и
сооружений
Затраты труда
2
3
4
млн. руб.
11,75
16,8
млн. руб.
тыс.
руб/сезон
чел.-ч
тыс. руб.
чел.-ч /кг.
тыс. руб.
руб./кг.
тыс. руб.
тыс. руб.
-
5,05
446,2
7423,63
1440,2
10,91
3309,2
4,86
40,83
667,76
592,4
4991,08
998,05
6,59
2960,61
3,94
40,83
667,76
Эксплуатационные затраты
Затраты на семенной материал
Стоимость минеральных удобрений
Затраты на ветеринарное
обслуживание
тыс. руб.
152,36
118,42
Стоимость моющих средств
тыс. руб.
28,35
28,35
Затраты на реагент за сезон
тыс. руб.
21,04
Стоимость кормов
тыс. руб
3927,8
3447,33
Сезонные затраты всего
тыс. руб.
9904,7
8874,79
Удельные затраты энергии
МДж/кг
6,2
5,08
Себестоимость производства молока руб./кг
14,72
11,83
Сезонная экономическая
эффективность
тыс. руб.
1138
Срок окупаемости
лет
4,43
Используемая в ООО «СПК-колхоз Маевский», ОАО «Красное знамя»
стойлово-пастбищная система содержания имела относительно невысокие
эксплуатационные
затраты,
но
при
этом
имела
производство
высококачественного молока высшего сорта только 25…28% от общего
количества. По данным внедрения видно, что разработанная технология,
ориентированная на максимальное использование естественных угодий –
пастбищ с усовершенствованными технологическими средствами при
бесстрессовом содержании, более предпочтительна, чем типовая технология,
базирующаяся на частых перегонах скота на пастбище и обратно. Более
детальная проработка отдельных элементов технологии, в том числе
использования технических средств, дает существенный экономический эффект
в каждом конкретном случае.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
1. Увеличение интенсивности производства молока в летний период на
10…19% достигается использованием пастбищных доильных центров (ПДЦ),
за счет технологии, адаптированной к условиям использования. На основе
анализа литературных источников и результатов научных исследований
выявлены наиболее эффективные средства механизации производства
31
высококачественного молока при обеспечения 25…30-процентного уровня
энергосбережения.
2. Разработана технология производства молока на пастбищах (патент №
2614813), которая предусматривает выполнение комплекса технологических
процессов: облагораживания загонов, кормления и поения животных, доения и
первичной обработки молока, удаления навоза и стоков. Для каждого её
участка созданы новые технические средства:
доения коров – способ и устройство для измерения напряжения начального
сдвига в трубопроводе малого диаметра (патент РФ №2549537), система
управления водокольцевым вакуумным насосом (патент № 2624309);
первичной обработки молока – резервуар для термизации молока в условиях
пастбищ (патент РФ № 2536968), установка для использования естественного
холода (патенты РФ № 2446679, № 2486749), устройство для фильтрации
молока с очисткой от бактериальной загрязненности (патент РФ № 153451),
мобильное устройство для транспортировки молока (патент РФ № 95974).
3. Реализован алгоритм достижения поставленной цели совершенствования
ПДЦ и его отдельных технологических линий. Предложена параметрическая
модель функционирования ПДЦ.
Обоснованы критерии, позволяющие вести комплексную оценку энергоэкономической эффективности и экологической безопасности технологий
производства молока на пастбищах:
критерий возврата энергии Кр1в.эн, МДж/МДж
критерий пастбищного производства молока Кр2п.пр, руб/руб.
критерий энергетической эффективности Кр3э.эф.
4. Математически
смоделированы
рабочие
процессы
движения
молочновоздушной смеси, на основании которых определен градиент падения
давления в молокопроводе 2,5 кПа/м; экспериментально установлен
коэффициент поверхностного натяжения молока τ0: при жирности молока 4% –
1,56 кПа; осуществлено теоретическое обоснование с определением численных
значений температуропроводности, обеспечивающее снижение температуры
молока на 21,4…21,8 ºС от исходного, используемое при определении рабочих
параметров установки для охлаждения молока естественным холодом.
Конструктивные и технологические параметры и режимы работы охладителя
воды определены анализом физических свойств при удалении теплоты путем
испарения капельной массы в воздушном противотоке, определена
рациональная высота зоны распыливания в один метр.
Математически смоделирован рабочий процесс водокольцевого вакуумного
насоса с изменяемой подачей.
Разработана тепловая схема взаимодействия элементов систем термизации и
охлаждения
молока,
включающая:
этап
нагрева
до
50…55ºС
продолжительностью 5 с; до 55…63ºС – 5с; до 63…65 ºС – 5с и охлаждения
естественным холодом до 14,0…14,4 ºС.
5. Разработанная технологическая линия эвакуации молочновоздушной смеси
обеспечила исключение пробкового режима в доильной аппаратуре при
жирности молока 4% и объемной скорости его движения 0,5 м³/ч – уклон
32
молокопровода должен быть 4%, диаметр 52мм; при жирности молока 4,4% и
объемной скорости движения 0,58 м³/ч – уклон молокопровода – 4%, диаметр
55мм. Получено снижение затрат энергии на эвакуацию молочновоздушной
смеси 8... 10%.
Выявлены рациональные конструктивно-режимные параметры установки
для термизации молока с рекуператором: для производительности 0,5 м³/ч
требуется тепловая мощность 9,7 кВт, объем резервуара термизатора – 0,51м³, а
площадь поверхности змеевикового теплообменника 0,55м².
Установлено, что для интенсификации процесса первичного охлаждения
молока до температуры 14,0…14,4 ºС необходимы параметры и режимы работы
охладителя молока: длина теплообменника 11 м, температура воды в
аккумуляторе холода 10,2…10,4 ºС при кратности воды 2 и объемной скорости
молока 0,8 м³/ч. Для снижения температуры воды до 10,2…10,4 ºС в результате
воздушно-капельного теплообмена следует использовать следующие
рациональные конструктивные параметры теплообменной камеры: диаметр
отверстий распылителя 1,1…1,2 мм; скорость воздушного потока 0,56…0,58
м/с; давление воды в системе её распыления 0,126…0,129 МПа при
производительности 1,8 м³/ч. Разработанная система управления вакуумным
режимом доильной установки позволяет автоматически поддерживать
вакуумметрическое давление в системе в процессе дойки и регулировать
требуемую мощность в зависимости от количества одновременно выдаиваемых
коров, обеспечив тем самым снижение затрат на потребление энергии на 23%.
Разработаны программы и специальное оборудование для проведения
исследований.
6. Обоснован критерий, позволяющий определять экологичность технологии
пастбищного производства молока за счет учета степени загрязнения
воздушной, водной, почвенной среды обитания, суммарной нагрузки на
природную среду, включая качество и уникальность изымаемых ресурсов.
7. Результаты производственной проверки исследований показывают, что
внедрение адаптированных к условиям хозяйств технологии производства
молока на пастбищах на основе критериев экологической безопасности
позволяют достичь снижения удельных энергозатрат на производство
экологически чистого высококачественного молока до 5,08 МДж/кг. Внедрение
комплекса машин в ОАО «Красное знамя» позволило получить
дополнительную прибыль 1,138 млн. рублей, в ООО «СПК-колхоз Маевский»
Новосокольнического района – 920 тыс.руб, ЗАО «Великолукское»
Великолукского района Псковской области – 595 тыс.руб.
Перспективы дальнейшей разработки темы:
разработать и теоретически обосновать систему мониторинга стада для
пастбищного животноводства с целью повышения условий жизнедеятельности
животных, а также увеличения производства экологически чистого молока;
провести экспериментальные и производственные исследования передвижного
навеса для животных.
33
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:
В изданиях, рекомендованных ВАК
1.
Герасимова О.А. Организация пастбищных комплексов / О.А. Герасимова
// Сельский механизатор. – 2007 – № 9. – С.21-22.
2.
Герасимова О.А. , Шилин В.А. , Волошин Ю.И. Охлаждение молока при
стационарном течении по трубопроводу с охладителем // Техника в сельском
хозяйстве № 5, 2010. – С.11…13.
3.
Герасимова О.А., Шилин В.А. , Самарин Г.Н, Волошин Ю.И. Охлаждение
молока в установке с активным распылением хладогента // Техника в сельском
хозяйстве № 3, 2011. – С.15…17.
4.
Герасимова О.А. Охлаждение молока на пастбищах / О.А. Герасимова,
В.А. Шилин // Сельский механизатор. – 2011. – №5. - С. 27-28.
5.
Герасимова О.А. Установка для первичного охлаждения молока на
пастбищных комплексах / О.А. Герасимова, В.А. Шилин // Механизация и
электрификация сельского хозяйства. – 2012 – №2. – С. 8.
6.
Герасимова О.А. Установка для первичного охлаждения молока с
активным распылением хладагента / О.А. Герасимова, В.А. Шилин, Ю.И.
Волошин и др. // Известия Санкт-Петербургского аграрного университета. –
2012– № 27. – С. 287-292.
7.
Герасимова О.А., Шилин В.А. Совершенствование содержания животных
на пастбищном комплексе / О.А. Герасимова, В.А. Шилин //
Кормопроизводство – 2013.– № 1 – С. 43-44.
8.
Герасимова О.А. Исследование доильного аппарата с пульсатором
попарного действия / О.А. Герасимова, В.А. Шилин, Б.И. Вагин // Научный
журнал Российского НИИ проблем мелиорации. – №1. – 2013. – С. 92-109.
9.
Герасимова О.А К вопросу определения пластичности молока / О.А.
Герасимова, В.А. Шилин. Б.И. Вагин.// Научный журнал Российского НИИ
проблем мелиорации. – 2013 – №4. – С. 189-198.
10. Герасимова О.А. Экономическая модель функционирования пастбищных
комплексов / О.А. Герасимова // Экономика сельского хозяйства России. –
2013. – № 9. – С. 41-48.
11. Герасимова О.А Теоретические исследования работы водокольцевого
вакуумного насоса / О.А. Герасимова, В.А. Шилин. // Научный журнал
Российского НИИ проблем мелиорации. – 2015 – №1(17). – С. 17.
12. Герасимова О.А. Определение производительности водокольцевого
вакуумного насоса / О.А. Герасимова // Вестник Бурятской ГСХА №1, 2015.
13. Герасимова О.А. Экономическое обоснование производства молока на
пастбищах / О.А. Герасимова. // Экономика сельскохозяйственных и
перерабатывающих предприятий, №5, 2015. – С. 37-41.
14. Герасимова О.А. Первичная обработка молока на пастбищных
комплексах / О.А. Герасимова // Вестник Бурятской ГСХА №3,2015.–С.100-105.
15. Герасимова О.А. Экспериментальное исследование энергосберегающего
привода водокольцевого вакуумного насоса / О.А. Герасимова // Вестник
Алтайского государственного аграрного университета №7, 2015. – С. 129-134.
34
16. Герасимова О.А., Шилин Е.В. Обеспечение экологичной безопасности
пастбищ / О.А. Герасимова, Е.В. Шилин // Вестник Алтайского
государственного аграрного университета №8, 2015. – С. 76-81.
17. Герасимова О.А., Шилин В.А. Апробация передвижного навеса на
пастбищных комплексах / О.А. Герасимова, В.А. Шилин // Кормопроизводство
– 2015.– № 7. – С. 42-48.
18. Герасимова О.А., Карасева Т.Н., Радкевич Е.В. Теоретические
исследования работы водокольцевого вакуумного насоса / О.А. Герасимова,
Т.Н. Карасева, Е.В. Радкевич. // Научный журнал Российского НИИ проблем
мелиорации. – 2016 – №1(21). – С. 168-181.
19. Герасимова О.А. Производственная проверка линии первичной обработки
молока на пастбищах / О.А. Герасимова. // Вестник Алтайского
государственного аграрного университета №3, 2016. – С. 173-179.
20. Герасимова О.А. Теоретическое обоснование процесса термизации
молока / О.А. Герасимова, С.В. Соловьев, Е.А. Соловьева, А.С. Чесноков //
Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2017. № 1
(147). С. 137-145.
В монографиях
21. Герасимова О.А., Вагин Б.И., Шилин В.А. Ресурсосберегающие
технологии пастбищного содержания коров // Монография. – Изд-во ФГБОУ
ВО Великолукская ГСХА, 2014 – 200с.
22. Герасимова О.А. Экологичная технология производства молока на
пастбищах // Монография. – Изд-во ФГБОУ ВО Великолукская ГСХА, 2016 –
167с.
В описаниях к патентам
23. Мобильное устройство для транспортировки молока: патент на полезную
модель 95974 Рос. Федерация: A23C3/02 / В.А. Шилин, О.А. Герасимова, Р.Г.
Гусейнов; заявитель и патентообладатель Великолукская гос. с.-х. академия. –
№ 2010103302/22; заявл. 01.02.2010; опубл. 20.07.2010.
24. Передвижной навес для животных: патент на изобретение 2525922 Рос.
Федерация: А01К1/00 / В.А. Шилин, О.А. Герасимова; заявитель и
патентообладатель Великолукская гос. с.-х. академия. – № 2012107111/13;
заявл. 27.02.2012; опубл. 20.08.2014, Бюл. № 23.
25. Способ определения пластичности молока: решение о выдаче патента на
изобретение от 30.01.2015г. МПК G01L1/00 / Герасимова О.А., Волошин Ю.И.,
Игнатенков В.Г.; заявитель и патентообладатель Великолукская гос. с.-х.
академия. – № 2012153292/28; заявл. 10.12.2012.
26. Установка для использования естественного холода: патент на
изобретение 2446679 Рос. Федерация: А01J9/04 / В.А. Шилин, О.А. Герасимова;
заявитель и патентообладатель Великолукская гос. с.-х. академия. – №
2009149787/13; заявл. 31.12.2009; опубл. 10.04.2012.
27. Установка, использующая естественный холод: патент на изобретение
2486749 Рос. Федерация: А01J9/04 / О.А. Герасимова, А.В. Лобачев; заявитель
и патентообладатель Великолукская гос. с.-х. академия. – № 2011128513/13;
заявл. 08.07.2011; опубл. 10.07.2013.
35
28. Резервуар для термизации молока в условиях пастбищ: патент на
изобретение 2536968 Рос. Федерация: А23С3/02 / В.А. Шилин, О.А.
Герасимова; заявитель и патентообладатель Великолукская гос. с.-х. академия.
– № 2012119777/10; заявл. 14.05.2012; опубл. 27.12.2014.
29. Устройство для фильтрации молока с очисткой от бактериальной
загрязненности: патент на полезную модель 153451 Рос. Федерация: A01J11/06
/ В.А. Шилин, О.А. Герасимова, Е.В. Шилин, Новохатский Д.А.; заявитель и
патентообладатель Великолукская гос. с.-х. академия. – № 2014141403/10;
заявл. 14.10.2014; опубл. 20.07.2015.
30. Передвижной навес для пастбищ: патент на полезную модель 163480 Рос.
Федерация: A01K1/00 / В.А. Шилин, О.А. Герасимова, Д.В. Лифанов;
заявитель и патентообладатель Великолукская гос. с.-х. академия. – №
2015150129/13; заявл. 23.11.2015; опубл. 20.07.2016.
31. Резервуар для термизации молока в условиях пастбищ: патент на
полезную модель 166217 Рос. Федерация: A01K1/00 / В.А. Шилин, О.А.
Герасимова, А.С. Чесноков; заявитель и патентообладатель Великолукская гос.
с.-х. академия. – № 2015150129/13; заявл. 23.11.2015; опубл. 20.07.2016.
32. Способ механизированного пастбищного содержания крупного рогатого
скота: патент на изобретение 2614813 Рос. Федерация: A01K3/00 / О.А.
Герасимова; заявитель и патентообладатель Великолукская гос. с.-х. академия.
– № 2015117865; заявл. 12.05.2015; опубл. 29.03.2017.
33. Система управления водокольцевым вакуумным насосом: патент на
изобретение 2624309 Рос. Федерация: F04С7/00 / В.А. Шилин, О.А.
Герасимова; заявитель и патентообладатель Великолукская гос. с.-х. академия.
– № 2015106534; заявл. 25.02.2015; опубл. 03.07.2017.
В других изданиях научных трудов
34.
Герасимова О.А. Использование естественного холода для охлаждения
молока на пастбищах // Материалы Международной научно-практической
конференции «Сельское хозяйство: проблемы и перспективы», РИО ВГСХА,
2009г. – С. 214…217.
35. Герасимова О.А. Охлаждение молока на пастбищных комплексах с
использованием естественного холода // Материалы Международной научнопрактической конференции молодых ученых, РИО ВГСХА, 2010г. – С.
196…198.
36.
Герасимова О.А., Гусейнов Р.Г., Шилин В.А., Сукиасян С.М. Первичное
охлаждение молока при турбулентном течении // Материалы Междунар. науч.прак. конф. молодых ученых (Минск, 25-26 авг. 2010). – Минск: НПЦ НАН
Белоруссии по механизации сельского хозяйства, 2010. – С 214-216.
37. Герасимова О.А. Хладагенты, используемые в охлаждающих установках
// Шилин В.А., Лобачев А.В. РУП НПЦ НАН Беларуси, Минск, 2011 С. 113-117.
38. Герасимова О.А. Энергосберегающая система с частотно-регулируемым
приводом для пастбищных комплексов/ О.А. Герасимова, В.А. Шилин.//
Вестник ВНИИМЖ, ежеквартальный научный журнал.– №1. 2012. – С. 136-143.
36
39. Герасимова О.А. Использование естественного холода как охлаждающего
агента для молока / О.А. Герасимова, В.А. Шилин, А.В. Лобачев.// Вестник
ВНИИМЖ, ежеквартальный научный журнал. – №2. – 2012. – С. 195-201.
40. Герасимова О.А. Обоснование энергосберегающего привода вакуумного
насоса / О.А. Герасимова, Е.А. Мельник, Д.Б. Пяткин // Материалы
Международной научно-практической конференции молодых ученых, РИО
ВГСХА, 2012г. - С. 86-87.
41. Герасимова О.А. Первичная обработка и повышение качества молока на
пастбищных комплексах / О.А. Герасимова, В.А. Шилин Materiały VIII
Międzynarodowej naukowi-praktycznej konferencji «Nauka: teoria i praktyka 2012» Volume 9. Ekologia. Rolnictwo.Weterynaria.: Przemyśl. Nauka i studia, 2012.
- С. 47-52.
42. Герасимова О.А. Экспериментальная установка для исследования работы
водокольцевого вакуумного насоса с преобразователем частоты / О.А.
Герасимова, В.А. Шилин // Вестник ВНИИМЖ, ежеквартальный научный
журнал. – 2013 – №3. – С. 99-104.
43. Герасимова О.А. Использование термизации для повышения качества
молока на пастбищных комплексах / О.А. Герасимова, В.А. Шилин // Вестник
ВНИИМЖ, ежеквартальный научный журнал. – 2013 – №3. – С. 110-115.
44. Герасимова О.А. Вагин Б.И. Режимы движения молока в молочных
шлангах / О.А. Герасимова, Б.И. Вагин // В сборнике: Научное обеспечение
развития АПК в условиях реформирования Сборник научных трудов по
материалам Международной научно-практической конференции профессорскопреподавательского состава. Министерство сельского хозяйства Российской
Федерации, Санкт-Петербургский государственный аграрный университет.
2014. С. 295-297.
45. Герасимова О.А. Теоретическое обоснование параметров и режимов
работы водокольцевого вакуумного насоса/ О.А. Герасимова, В.А. Шилин //
Вестник ВНИИМЖ, ежеквартальный научный журнал. – 2014 – №4. – С. 70-76.
46. Герасимова О.А. Экологичная продуктивность пастбищ / О.А.
Герасимова, В.А. Шилин // Международный научно-исследовательский
журнал, 2014. № 10-2 (29). С. 10-12.
47. Герасимова О.А. Передвижной навес для пастбищных комплексов / О.А.
Герасимова, С.И. Иванов, С.В. Соловьев // Известия Великолукской ГСХА –
2014 – №4. – С. 30-35.
48. Герасимова О.А. Передвижной навес для пастбищных комплексов / О.А.
Герасимова, Б.И. Вагин // В сборнике: Научное обеспечение развития АПК в
условиях реформирования материалы научно-практической конференции
профессорско-преподавательского состава. 2015. С. 451-455.
49. Герасимова О.А. Апробация средств механизации, обеспечивающих
биологическую защищенность КРС в условиях пастбищ // Аграрная наука как
основа продовольственной безопасности региона: Материалы 66-й
международной научно-практической конференции 14 мая 2015 года. – Рязань:
Издательство
Рязанского
государственного
агротехнологического
университета, 2015. – Часть 2. – С. 83-88.
37
50. Герасимова О.А. Экологические инновации – пастбищам / О.А.
Герасимова, В.А. Шилин // Вестник ВНИИМЖ, ежеквартальный научный
журнал. – 2015 – №3. – С. 103-108.
51. Герасимова О.А. Внедрение передвижного навеса на пастбищах / О.А.
Герасимова, В.А. Шилин // Сборник статей международной научнопрактической конференции, 26-27 ноября Минск, 2015. с. 262-265.
52. Герасимова О.А. Внедрение инновационных средств механизации на
пастбище / О.А. Герасимова, В.А. Шилин // Сборник статей международной
научно-практической конференции, 26-27 ноября Минск, 2015. с. 265-268.
53. Герасимова О.А. Установка для термизации молока на пастбищах / О.А.
Герасимова, Б.И. Вагин. А.С. Чесноков // В сборнике: Научное обеспечение
развития АПК в условиях импортозамещения Сборник научных трудов
международной
научно-практической
конференции
профессорскопреподавательского состава. Министерство сельского хозяйства Российской
Федерации, Санкт-Петербургский государственный аграрный университет.
2016. С. 347-350.
54. Герасимова О.А. Производственная проверка способа механизированного
содержания коров на пастбищах / О.А. Герасимова, Б.И. Вагин, В.А. Шилин //
Вестник ВНИИМЖ, ежеквартальный научный журнал. – 2016 – №3. С. 126-133.
55. Герасимова О.А. Совершенствование первичной обработки молока на
пастбищах / О.А. Герасимова, В.А. Шилин // Известия Великолукской
государственной сельскохозяйственной академии. 2016. № 1. С. 19-26.
56. Герасимова
О.А.
Вопросы
экологической
безопасности
при
использовании технологий и средств механизации на пастбищах / О.А.
Герасимова, Т.Н. Карасева, Т.Е. Федорова-Семенова // В сборнике: Проблемы
рекультивации отходов быта, промышленного и сельскохозяйственного
производства сборник научных трудов по материалам V Международной
научной экологической конференции, посвященной 95-летию Кубанского ГАУ.
2017. С. 669-673.
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа