Процесс уборки и удаления навоза на фермах состоит из следующих операций: сбор навоза, уборка помещения, транспортирование его к месту хранения и переработки, хранение и утилизация (вывоз в поле в качестве удобрения).
Для большинства машин по механизации животноводческих ферм предъявляются зоотехнические требования, которые сводятся к следующему:
универсальность выполнения идентичных технологических процессов или операций;
высокая производительность; возможность регулирования производительности в соответствии с зоотехническими требованиями; компактность, т.е. машины не должны загромождать проходы и затемнять помещения, размеры машин должны допускать их использование в типовых животноводческих помещениях; удобство очистки от навоза, мойки и дезинфекции основных рабочих органов машин; надежность в работе и простота в управлении; взаимозаменяемость на случай выхода машин из строя;
возможность применения средств автоматизации; простота устройства и эксплуатации;
устойчивость рабочих органов машин против химических воздействий; выполнение технологического процесса или операции за время, установленное зоотехническими требованиями; минимальные энергозатраты; оптимальные технико-экономические показатели.
Поэтому система удаления и утилизации навоза должна обеспечивать:
своевременное удаление экскрементов из животноводческих помещений; создание оптимального микроклимата в помещении; прием и временное накопление навоза, а также его хранение на территории фермы (комплекса), когда невозможен въезд на поля из-за распутицы; получение сыпучих торфонавозных компостов; комплексную механизацию и максимально возможную автоматизацию процессов производственной линии при минимальных трудозатратах на их выполнение, бесперебойную работу оборудования технологической линии всего производственного процесса, а также безопасность для обслуживающего персонала и животных; обеспечивать постоянную и легко поддерживаемую чистоту станков, проходов и ограждений; по возможности не допускать образования и проникновения вредных газов в зону обитания животных; исключить проникновение заразных бактерий с навозом из одного производственного помещения в другое.
Определение суточного выхода навоза от одного животного по вышеприведенной формуле не всегда удобно и возможно, так как для этого надо точно знать рацион кормления животных и содержание сухого вещества в кормах и подстилке. Поэтому при расчетах пользуются нормами технологического проектирования, согласно которых значение среднесуточного выхода навоза (мочи и кала) от одного животного. Среднесуточное количество экскрементов от одного животного составляет 55 кг, так как у нас 200 голов, соответственно умножаем 55 на 200. И получается 11000 кг среднесуточного выхода навоза в комплексе крупнорогатого скота на 200 голов.
Подстилка оказывает значительное влияние на микроклимат в помещении, на количество и качество удобрений. Она впитывает свободную жидкость, содержащуюся в экскрементах и технологическую воду, поглощает влагу и вредные газы, выделяемые животными, улучшает условия содержания животных, так как создает более мягкое, теплое и сухое ложе, улучшает физико-механические и биологические свойства на- воза. Липкость навоза уменьшается, он становится рыхлым, что создает условия для интенсивного протекания биотермических процессов. Для подстилки используют различные материалы: солому, торф, мох, мякину, древесные листья и опилки. Так как основное назначение подстилки – связывание свободной жидкости, а влагопоглащающая способность разнообразных подстилочных материалов различна, норма внесения подстилки и потребное количество ее для фермы также будут неодинаковы. Это зависит не только от вида подстилки, общей массы и влажности получаемых экскрементов, но и от количества технологической воды, поступающей в систему навозоудаления. При расчетах потребного количества подстилочного мате- риала учитывают неизбежные поступления технологической воды в систему навозоудаления. В системах с отдельным отводом и сбором навозной жижи для получения твердого навоза необходимо ежесуточно расходовать на корову или свиноматку с поросятами 4…6 кг подстилочного материала. Но так как на современных механизированных животноводческих фермах жижу, как правило, отдельно не собирают, то потребное количество подстилки возрастает в 1,5…2 раза.
Для получения твердого навоза влажность его не должна превышать 80%. Подстилочный навоз влажностью 80% представляет собой сыпучий, хорошо буртующийся материал, из которого во время транспортировки не выделяется жидкость, так как находится в основном в связанном состоянии. При рыхлой укладке в нем интенсивно протекают биотермические процессы. Суточную потребность в подстилочном материале для фермы (объекта) рассчитывают по формуле:
П= Эх(W1-W2)+Bx(100-W2)/W2-W3
где Э- масса экскрементов за сутки, кг; W1-влажность экскрементов,%; W2-требуемая влажность подстилочного навоза. %; B-масса технологической воды за 1 сутки, кг; W3-влажность подстилочного материала (солома), %. Соответственно:
П= 11000х(88-80)+6200х(100-80)/(80-15)=3092 кг
Массу подстилки на одно животное в сутки определяют из соотношения:
Мп =П/m
где m – количество животных на ферме.
Мп =3092/200 = 15кг
Следовательно, необходимо иметь в виду, что при получении твердого подстилочного навоза его масса значительно увеличивается за счет добавления подстилки. Тогда суточный выход навоза для фермы (объекта) составит:
Н сут = Э+П, Н сут =11000+3092 = 14092
Для компостирования навоза применяют торф, солому, опилки. Наиболее широко используют торф. Удельную массу добавляемого в навоз компостирующего материала рассчитывают по формуле:
М уд = Wн- Wк / Wк- Wп
где Wн, Wк, Wп – относительная влажность соответственно навоза, компоста и компостирующего материала, %.
М уд = 0,44 %
Массу компостирующего материала, необходимо для переработки в компост суточного выхода навоза, находят из уравнения:
М сут = Э х (Wн- Wк / Wк- Wп)
где Э – масса экскрементов за 1 сут, кг. Суточный выход смеси без учета потерь при компостировании определяют из соотношения:
М сут = 4888
Суточный выход смеси без учета потерь при компостировании определяют из соотношения:
М см = Э х (Wн- Wп / Wк- Wп) М см = 15888
Для приготовления навозных компостов солому измельчают, чтобы лучше было смешать с навозом. Влажность соломы значительно ниже, чем торфа, поэтому ее для компостирования с навозом требуется меньше.
Производительность ПТЛ уборки и удаления навоза за один цикл включения механических транспортеров, определяют по формуле:
Qч= (Qсут + Мп) х m / Тц х Квк
где Qсут – суточный выход навоза или помета от одного животного, кг; Мп – масса подстилки на одно животное в сутки, кг; m – количество животных в данной группе (помещении); Тц – продолжительность цикла линии (участка), вытекающая из принятого распорядка дня на ферме, Тц = 25…30 мин.; Квк – количество циклов включения транспортера, Квк = 3…6.
Qч= 66,6
Подача скребкового транспортера: Q тр = b х h х v х γ х φ Q тр = 4,65
где b – длина скребка, м; h – высота скребка, м; v – средняя скорость скребка, м/с; γ – плотность навоза, кг/м3; φ - коэффициент заполнения межскребкового пространства, φ = 0,5…0,6.
Продолжительность работы транспортера в течение суток:
Т сут = Квк х Тц Т сут = 180 мин.
Если навоз сдвинуть скотниками в навозный канал до включения транспортера, то цепь транспортера должна совершить один оборот на полную свою длину L, чтобы освободить навозный канал. При этом продолжительность одного цикла удаления:
Тц = L / v Тц = 11
Количество включений транспортера в сутки зависит от суточного выхода навоза и вместимости навозного канала, которую определяют по формуле:
V н к = h ' х b 'х L х φ 'х γ V н к =121
где h ' – высота навозного канала, м; b ' – ширина навозного канала, м; L – длина навозного канала, м; φ ' – коэффициент заполнения навозного канала, φ ' = 0,5…0,6.
Количество включений транспортера в сутки:
К в.к. = (Qсут + Мп) х m / V н к К в.к. = 99 раз