Автоматизація технологічних процесів в тваринництві і птахівництві

    Скреперні установки типу УС призначені для прибирання гною ВРХ з відкритих проходів при безприв’язно-боксовому утриманні тварин, а також при утриманні свиней на щільовій підлозі.

   При утриманні тварин на щільовій підлозі та для видалення гною з каналів можливе використання гідравлічних систем. Пневматичні системи використовують для транспортування гною в гноєсховища.

    Скреперна установка (рис.14) складається з приводного механізму 4, поворотних пристроїв 1, скребків 3, 5, ланцюгового контуру 2 довжиною 170м, щита керування.

    Установка працює нормально при обмеженій кількості підстилкових матеріалів - торфу, подрібненої соломи, тирси - до 1кг на голову великої рогатої худоби на добу. Чистота прибирання залежить від якості бетонування гнойового каналу. Щоб скрепер міг прибирати крайні стійла, його робочі органи повинні виходити за межі стійла на 2,5-2,7м з таким розрахунком, щоб при робочому ході він відкривався перед стійлом. Щоб забезпечити повне скидання гною, скребок має доходити до поперечного каналу. Одночасно потрібно стежити за тим, щоб скребок не доходив до поворотного пристрою.

Рис.14. Скреперна установка типу УС-15: 1 – поворотний пристрій; 2 – ланцюговий; 3,5 – скребКи; 4 – мотор-редуктор привідного механізму.

    В тваринницьких комплексах для зменшення затрат праці створюють лінії прибирання гною в приміщенні з декількома скребковими транспортерами. При керуванні такими лініями передбачають необхідну послідовність включення електродвигунів транспортерів, щоб уникнути завалів непрацюючого вивантажувального транспортера. Керування періодичністю та тривалістю роботи ліній прибирання гною виконують за допомогою програмних пристроїв.

    Вибір того чи іншого способу прибирання посліду в пташниках залежить в основному від технології утримання, виду і віку птиці. Засоби механізації прибирання посліду можна класифікувати за мобільністю - на стаціонарні та пересувні. До стаціонарних належать механізми, які входять до комплектів технологічного обладнання пташників і змонтовані як усередині, так і за їхніми межами. Вони призначені для прибирання посліду з місць утримання птиці і транспортування його до пересувних транспортних засобів або безпосередньо до місця утилізації. До пересувних належать бульдозери, тракторні причепи та спеціальні автомобілі.

   Якщо птиця утримується в багатоярусних кліткових батареях, то послід прибирають з кожного ярусу канатно-скребковими установками і ними ж скидають на горизонтальні конвеєри.

   Головними робочими органами канатно-скребкових установок є скребки, що закладаються по одному або по кілька на один ярус у міжярусний простір. Скребки з'єднуються тросом у вигляді замкненого контуру і приводяться в рух від електропривода.

   Можливе прибирання посліду по ярусам кліткових батарей за допомогою стрічкових транспортерів, які розміщують між ярусами кліток. Для видалення посліду зі стрічки в кінці кліток встановлюють нерухомі скребки.

   При утриманні птахів на підлозі використовують канатно-скребкові конвеєри, що встановлюють в спеціальні послідні канали, які розміщені під настилом.

Для транспортування посліду за межі приміщень застосовують похилі конвеєри, скребкові гноєнавантажувачі та інші пристрої.

    Канатно-скребкові установки призначені для видалення посліду з каналів, розміщених вздовж пташника, при підлоговому утриманні птиці, а також при утриманні в одноярусних та каскадних кліткових батареях.

6. Автоматизація доїльних установок.

     В залежності від способу утримання корів в зимовий і літній періоди, а також від прийнятої системи організації машинного доїння застосовують різні доїльні установки, які можна розділити на три основних типи: стаціонарні для доїння в стійлах (доїльні апарати переміщають від корови до корови); стаціонарні для доїння на площадках (корови переміщаються до доїльних апаратів); універсальні пересувні для доїння на пасовищах (корови переміщаються до доїльних апаратів).

Як об’єкт автоматизації доїльні установки являють собою складні технологічні системи, на яких реалізуються цілий ряд взаємопов'язаних технологічних процесів і окремих операцій. Це підготовка вимені до доїння, стимуляція молоковіддачі, доїння, збір молока з попереднім очищенням та обліком, миття доїльної апаратури і ін.

      Головним і найбільш складним та відповідальним є процес доїння. Його складність пов’язана з біологічною основою. Враховуючи фізіологічні особливості тварин було досліджено, що в процесі доїння корови молоковіддача проходить нерівномірно. Спочатку молоковіддача проходить по зростанню, а через 40…45 с досягає максимального значення. Потім протягом 3…4хв проходить інтенсивна віддача, а подальше молоковіддача різко знижується.

Із машинних способів доїння в нинішній час використовують в основному спосіб відсмоктування молока при допомозі вакууму (можливий спосіб механічного вижимання).

    Будова та принцип дії доїльних апаратів інших типів мають незначні відмінності. Для механізації та автоматизації процесів доїння при утриманні корів на прив’язі використовують доїльні установки з доїнням у відра ДАС-2Б і АД-100Б, а також молокопровідні доїльні агрегати АДМ-8. Для обслуговування тварин при безприв’язному їх утриманні й доїнні в доїльних залах – доїльні установки, "Тандем-автомат" УДА-8А, "Ялинка-автомат" УДА-16А та "Карусель" УДА-100. Доїння в літніх таборах та на пасовищах здійснюється доїльними установками УДС-3Б і ін.

     Установка "Тандем-автомат" УДА-8А призначена для машинного доїння корів у доїльних станках ( на 8 місць) з індивідуальним впуском тварин, транспортування молока в молочне відділення, його фільтрації та охолодження.

Установка "Ялинка-автомат" УДА-16А призначена для машинного доїння корів у групових доїльних станках і первинної обробки молока. Складається вона з двох секцій, кожна на вісім корів.

    Установка "Карусель" УДА-100 призначена для машинного доїння корів на конвеєрі в індивідуальних станках, первинної обробки молока. Вона може обслуговувати до 800 голів. Пропускна здатність – 104 голови за год.

     Установка УДС-3Б являє собою доїльний майданчик зі станками паралельно-прохідного типу, яка забезпечує доїння корів, збір молока та його охолодження, а також підкормку тварин.

     Доїльні апарати установок машинного доїння корів уніфіковані. Як і в апараті АДУ управління змінним вакуумом в них здійснюється пульсатором (регулятор прямої дії). Підтримання параметрів вакууму вакуумнасосу виконується також регуляторами вакууму прямої дії. Отже при доїнні у відра принципи керування доїльною установкою зводиться до забезпечення прямого пуску асинхронного двигуна вакуумнасосу та його захисту.

    При доїнні в молокопровід та в індивідуальних і групових доїльних станках крім процесу доїння передбачають, збір молока з попереднім очищенням та обліком, миття доїльної апаратури, годівлю тварин і інші технологічні операції. Це вимагає впровадження принципів програмного керування послідовністю та тривалістю здійснення операції, проведення індивідуального та групового обліку молока, контролю проходження процесів

    Доїльний маніпулятор МД-Ф-1 призначений для підтримки доїльного апарату в неробочому положенні, полегшення надівання доїльних стаканів на вим'я корови, і пристосуванню підвісної частини апарату до різних розмірів та форм вимені корів, автоматичного контролю інтенсивності виведення молока з вимені, автоматичного виконання машинного додоювання, відключення апарата від джерела вакууму, зняття стаканів з дійок і виведення апарата з-під корови. Виконавчий механізм маніпулятора підтримує підвісну частину доїльної апаратури при надіванні доїльних стаканів на вим'я корови, а також автоматично виконує операції за командами апарата керування. Автомат керування контролює інтенсивність молоковіддачі і подає сигнали на пневмоциліндри виконавчого механізму маніпулятора.

    Основним функціональним вузлом автомата керування є пневмодатчик 4. Працює пневмодатчик так: вихідне положення, коли головка 5 знаходиться на скобі 6 і молоко надходить до його камери, а виливається через калібрований отвір 9. Із збільшенням інтенсивності молоковіддачі поплавок 8 спливає і звільнює скобу 6, яка під дією власної маси перекидається і починається автоматичний контроль процесу доїння. Основна маса молока витікає через обвідний канал у молокопровід. При зменшенні інтенсивності молоковіддачі до 400 г/хв. молоко виводиться лише через калібрований отвір 9, поплавок 8, з'єднана з ним головка опускається вниз, отвір каналу штуцера і головки з'єднується з постійним вакуумом циліндра додоювання, який через важіль маніпулятора відтягує доїльні стакани вниз, що забезпечує механічне додоювання. При інтенсивності молоковіддачі менше 200 г/хв., поплавок опускається ще нижче, клапан 7 відключає доїльні стакани від молокопроводу, у піддійкові камери через отвори в колекторі надходить атмосферний тиск, канал штуцера 6 головки підключає до циліндрів зняття і піднімання маніпулятора вакуумметричний тиск. Доїльні стакани знімаються і виводяться з-під корови. Кран 3 призначений для примусового включення підйому й підтримання доїльних стаканів при їх одіванні на вим'я. Встановлюється маніпулятор на вертикальному стояку станка або на додатково змонтованій опорі.

    Доїльний агрегат АДМ - 8А-1 призначений для машинного доїння корів в стійлах, транспортування видоєного молока в молочне відділення, групового обліку видоєного молока від 50 корів, фільтрації, охолодження і збору його в резервуар для зберігання. Для охолодження і зберігання молока рекомендується використовувати в комплекті з агрегатом: резервуари-охолоджувачі; холодильну установку. Для отримання гарячої води рекомендується використовувати електроводонагрівачі ємністю 400л.

    Загальний вигляд розміщення доїльного агрегату показано на рисунку 2.5.2. Доїльний агрегат складається з скляного молокопроводу і вакуумпроводу, встановлених над стійлами корівника. Доїльні апарати з’єднуються з молокопроводом та вакуумпроводом при допомозі молочно-вакуумних кранів. В приміщенні молочної змонтована система первинної обробки молока та система промивки агрегату.

   Робота доїльного агрегату складається з наступних етапів: підготовка доїльного агрегату до доїння; підготовка вимені корів до доїння і установка доїльних апаратів; доїння; замір молока, надоєного від кожної корови(при контрольному доїнні); транспортування молока в молочне відділення; замір видоєного молока від групи корів; фільтрація молока; охолодження молока; подача молока до резервуара для зберігання; промивка і дизинфікування доїльного агрегату. Підготовка доїльного агрегату до доїння включає в себе переддоїльне полоскання та переддоїльну сушку агрегату. Під час переддоїльного полоскання відбувається пуск холодної води в бак, регулювання рівня рідини, полоскання доїльних апаратів та молокопроводів. Вода при цьому проходить по шляху через нижній відсмоктувальний патрубок на доїльні апарати через молокопровід і при допомозі молочного насоса і крана циркуляційної промивки в каналізацію. Переддоїльна сушка агрегату здійснюється через перемикач шляхом введення в молокопровід губки, яка забезпечує видалення залишків води. Операції полоскання і сушки здійснюються під дією вакууму.Підготовка вимені корів до доїння і установка доїльних апаратів здійснюється оператором в такій послідовності: доїльні апарати під’єднують до молочно-вакуумних кранів; перевіряють роботу доїльних апаратів; проводять підготовку вимені; установлюють доїльний апарат на вим’я корови.

    Доїння корів здійснюється у відповідному режимі роботи доїльного агрегату. Доїння побудоване на принципі відсмоктування молока доїльним апаратом з цистерни соска корови під дією вакууму, створеного в системі трубопроводів вакуумними насосами. Молоко з доїльного апарата направляється в пристрій зоотехнічного обліку (при контрольному доїнні) чи безпосередньо в молокопровід. По молокопроводу воно транспортується в молочне відділення. Необхідне розрідження в системі забезпечується одним вакуумним насосом і вакуумним регулятором.

7. Автоматизація первинної обробки молока.

    Молоко, особливо свіжонадоєне (при температурі 35-36°С), є сприятливим середовищем для розвитку будь-яких шкідливих і корисних мікроорганізмів. Бактеріальне забруднення молока залежить від умов утримання тварин, способу доїння, чистоти приміщень, апаратури тощо. Кількість мікроорганізмів у молоці збільшується навіть при нетривалому його зберіганні. Щоб запобігти збільшенню кількості мікроорганізмів, особливо молочнокислих, слід швидко видалити молоко з корівника, очистити і охолодити його (до температури 4- 6 °С) і, зберігати при низькій температурі, а також впровадити додержання санітарно - гігієнічних правил утримання доїльних апаратів і доїння - в окремих випадках - теплову обробку (пастеризацію).

    Первинна обробка молока, яку проводять для поліпшення санітарно-гігієнічних властивостей молока, підвищення його стійкості при транспортуванні і зберіганні, полягає в очищенні молока від сторонніх домішок (фільтрування), охолодженні і пастеризації.

    Для очищення молока використовують фільтри та відцентрові молокоочисники. Пастеризація молока може бути тривалою, що проходить в спеціальних ваннах та швидкісною, що проходить в проточних пластинчастих апаратах. Для охолодження молока в молочних відділеннях тваринницьких ферм використовують водоохолоджувальні установки АВ-30, УВ-10, ТХУ-14, які працюють з резервуарами охолодниками молока та проточними пластинчастими охолоджувачами.

     Автоматизована пастеризаційна установка ОПФ-1 призначена для відцентрової очистки (видалення механічних і частково бактеріальних домішок), пастиризації (нагрів молока з метою стерилізації), витримки молока і його охолодження.

    В автоматизованній пластинчатій пастеризаційно-охолоджувальній установці (рис.15.) робочий процес проходить слідуючим чином. З молокозбірника молоко поступає в урівнювальний бак 1. Насосом 2 молоко подається в секцїю І пластинчатого апарата (секцію рекуперацію), де воно нагрівається за рахунок теплообміну з горячим молоком, що йде від секції пастеризації через витримувач 5. Нагріте до 37…40°С молоко направляється в молокоочисник 4, а звідки подається в ІІ секцію рекуперації, де проходить його донагрів пастеризованим молоком. З другої секції молоко переходить в секцію ІІІ пастеризації, де за рахунок теплообміну з горячою водою нагрівається до температури 76 Чи 90°С (в установці ОПФ-1-300).

    Після секції пастеризації молоко проходить через витримувач в І і ІІ секції рекуперації, де віддає частину тепла холодному молоку і його температура знижується до 20..25°С. Подальші це молоко послідовно проходить секції охолодження IV та V, де його температура знижується до 5…8°С в залежності від початкової температури охолоджуючої води.