Проект комплексной механизации молочно-товарной фермы привязного содержания с разработкой технологической схемы машинное доение коров в

где L - длина водопровода, берется из генерального плана в масштабе

а - геодезическая отметка. Для учебного проектирования а = 0. 

 Н_б= 10+0,3+0=10,3м 

     Определив Н_нас и зная Q_{max ч} , выбирают марку насоса и дают его техническую характеристику. 

     Для водоснабжения фермы используются  водонапорная башня типа БР-15 и насос марки 2К-9, с производительностью 8т/ч и мощностью 1,7 КВт. 

     Для устройства водопроводных сетей  выбирают трубы и определяют необходимый их диаметр по формуле: 

     

где V - скорость движения воды в трубах, м/с,

Q_c - секундный расход воды, м^э/с.

Для сельскохозяйственного  водоснабжения V = 0,9. . 1,1 м/с. 

D=2 =2*0,05=0,1 м  

     Затем выбирают материалы труб и марки  автопоилок.  

     Необходимое количество автопоилок находят по формуле: 

              

где m - поголовье животных пользующихся одинаковыми автопоилками,

z- коэффициент, учитывающий на какое поголовье предназначена одна автопоилка. 

n=400 / 2 =200 шт. 

Для поения животных выбрана  индивидуальная автопоилка марки АП-1. 

     На  фермах вода для тушения пожаров  в основном хранится в специальных пожарных резервуарах. Необходимое количество воды для тушения пожара определяется по формуле: 

Q_п=3600*g_пож*t   

где g_пож - секундный расход воды на тушение пожара.

Для ферм с поголовьем более 300 голов g_пож = 7,5 дм³/сек;

 t - время тушения пожара, t = 3 часа. 

Q_п=3600*7,5*3=81000 дм³ 

     Необходимый объем -закрытого резервуара определяют по формуле: 

_{Vрп=(54+0,53* Qп)*Z} 

где Z- коэффициент учета одновременно возникающих пожаров.

 При  учебном проектировании для фермы  на 200 голов можно принимать Z=l 

_{Vрп=(54+0,53*81000)*2=85968 м³}

     Для размещения пожарного водоема на генеральном плане фермы необходимо определить его размеры. Задавшись глубиной резервуара h = Зм, шириной а = 5 м, находим его длину l = V_pп/15 

     l =85968 / 1,5=57312м 
 

3.4. Проектирование технологических линий доения коров

  и первичная обработка молока

     На  фермах комплексах по производству молока наиболее ответственными и трудоемкими процессами являются доение коров, обработка молока, его хранение и транспортировка.

     Годовой выход молока на ферме:

Q_год = m*g             

где m - число коров в стаде;

g - средний годовой удой на корову, кг/год. 

Q_год=400*6500=2600000кг=2600т 

     Суточный  сбор молока определяется по формуле:

            

где - коэффициент суточной неравномерности, =1,2... 1,3  

Q_сут=2600000*1,2 / 365 = 8548 кг 

     Разовый удой на ферме зависит от кратности доения и можно определить, как

            

где - коэффициент, учитывающий кратность доения.

При двукратной дойке  = 0,5, при трехкратной = 0,33.  

Q_раз=8548 * 0,5 =4274 кг                    Q_раз=8548 *0,33 = 2820 кг 

    Зная  разовый  надой,   определяют часовую загрузку поточно-технологической линии:

             

где Т - время  доения стада коров, ч. 

Q_ч=2820 / 2 = 1410  

      Согласно зоотехнических требований это время для дойки коров на одном дворе не должно превышать Т = 2ч. 

     Количество  операторов машинного доения для  обслуживания доильной установки можно определить:

            

где - число дойных коров обслуживаемых одной установкой;

- затраты ручного труда на  доение одной коровы;

Т - время доения стада коров, час 

О=(300*1,2) / (60*2) = 3 

     Количество  доильных аппаратов N_a, которое может обслужить один оператор:

            

где t_M - машинное время доения одной коровы, t_M = 4... 6 мин. 

N_а=(5+1,2) / 1,2=5 
 

 Производительность  оператора, коров в час:

  

Q_оп=60/1,2=50 коров за 1час 

     Пропускная  способность доильной установки, коров  в час: 

              

     Q_у=60*5/5=60 коров в 1час 

  Необходимое количество принятых доильных установок можно определить:

            

где Q_yп - паспортная пропускная способность доильной установки, коров в час. 

П_у=60/65=1шт. 

3.4.1. Первичная обработка молока

     Первичная обработка молока предназначена  для улучшения его качества и продления времени стойкости молока. Она включает в себя очистку, охлаждение и пастеризацию.

     Для очистки молока от механических загрязнений применяют ,два способа: фильтрование и центробежную очистку. Для обработки молока фильтрованием необходимо выбрать фильтры и фильтрующий материал, а при центробежной очистке выбирают по часовой загрузке очиститель и определяют время непрерывной его работы по формуле: 

 

где Q_ч - потребная пропускная способность молокоочистителя;

К_г- коэффициент грязевого отложения, К_г = 0,002... 0,003; 

Т_н=0,1 / 1410*0,002= 0,04 ч 

 V_г.к. - необходимый объем грязевой камеры барабана молоко-очистителя будет равен: 

 

где  t  - длительность  непрерывной работы молокоочистителя,t =2...2,2 ч. 
 

V_г.к.=0,003*1410*2,2 / 100 =0,1 м³ 

    Для продления бактерицидной фазы, которой обладает свежевыдоенное молоко, его необходимо охладить до температуры 6... 10° С в зависимости от времени хранения на ферме.

     Количество  холода для охлаждения молока определяется по формуле: 

     Q_х=М*С*( Т_н-Т_к)*К_х 

где М - количество охлаждаемого молока, кг;

С - теплоемкость молока,⁰С = 3,8 * 10³ Дж/кг град;

Т_н - начальная температура молока, Т_н= 32.. 36 °С;

Т_к - конечная температура молока, Т_к = 6... 10 °С;

К_х - коэффициент потерь холода в окружающую среду, Кх = 1,15. 

Q_х=2820*3,8*10³*(34-7)*1,15 = 332*10³ 

     На  животноводческих фермах и комплексах для охлаждения молока в потоке применяют  пластинчатые охладители. Их рассчитывают по поверхности теплообмена по формуле Ньютона-Фурье:

где К_т - коэффициент теплоотдачи, К_т = 1110 Вт/м ⁰С;

  t_ср- средняя логарифмическая разность температур, определяется по уравнению: 

 

где     t_макс  - разность температур между молоком и охлаждающейжидкостью при входе в охладитель;

  t_мин  - разность температур между молоком и охлаждающей жидкостью при выходе из охладителя,   t_мин = 2... 3 °С. 

     t_ср=(28-2) / (2,3 * lg14) = 10     

      

А_охл=332*10³ / 1110*10 = 30 

Число пластин  в охладителе можно определить по формуле: 

 

где а_охл - площадь поверхности одной пластины, а_охл= 0,043 м².  

Z=30 / 0,043 = 697

Охлажденное молоко хранят в танках-охладителях.

На данной ферме  используется танк- охладитель марки ТОМ -2А,

с мощностью 10,8 КВт. 

3.5. Расчет и выбор  вентиляции

     Создание  в животноводческих помещениях оптимальной  воздушной среды имеет важное значение не только для здоровья животных, повышения их производительности, но и для продления срока службы основных производственных зданий, технологического оборудования, а также для улучшеня  условий труда обслуживающего персонала.

     Исходя  из этого студент должен уметь  рассчитать необходимый воздухообмен для одного из основных помещений, выбрать тип вентиляционно-отопительной системы, обеспечивающей создание в помещении уюта и оптимального микроклимата. 

Необходимый часовой  воздухообмен по содержанию углекислого  газа Lco2 определяют по формуле: 

  

где С - количество углекислого газа выделяемого одним животным, л/ч;

m - количество животных;

C₁ - допустимое количество углекислого газа в воздухе помещения, л/м³,

С₁ = 1,5...2,5 л/м³;

С₂ - содержание углекислого газа в приточном воздухе,

С₂ = 0,3...0,4 л/м³.   

L_CO² =(138*108) / (2,5-0,4) =7097 м³/ч

^{(сухостойные  коровы и нетели)}

L_CO² =(22*120) / (1,5-0,3)=2200 м³/ч

^{(телята  до 3 месяцев)}

L_CO²=(74*140) / (1,7-0,3)=7400 м³/ч

^{(молодняк  до 1 года)}

L_CO²=(37*120) / (2-0,35)=2690 м³/ч

^{(телята  от 3месяцев до 6месяцев)} 

Правильность  выбора системы вентиляции производят по максимальной кратности воздухообмена, которая определяется по формуле: 

 

где L co2 - часовой воздухообмен по углекислому газу или по влаге;

V_n - внутренний объем помещения, для которого выбирают вентиляцию, м³. 

=19387 / 4847 = 4 

При   < 3 - принимается естественная вентиляция,

          = 3 . . 5 - искусственная без подогрева воздуха,

            > 5 - искусственная с подогревом воздуха. 

На  данной молочно-товарной ферме используется искусственная  вентиляция без подогрева воздуха. 

3.6. Расчет технологической  линии уборки навоза

     В зависимости от системы содержания, вида животных и наличия подстилочных материалов на фермах получают навоз густым или жидким, который удаляют из помещений периодически или непрерывно. 

     Выбор способа и системы удаления навоза зависит от многих факторов и может осуществляться механическими или гидравлическими способами. Наибольшее распространение на фермах крупного рогатого скота имеет технология получения и уборки так называемого твердого навоза влажностью в пределах 76...80 % и технология получения бесподстилочного жидкого навоза влажность которого больше       80 %.  Для этих технологий применяется и своя система машин.