Агропрофи » Blog Archive » Грязное дело-под строгий контроль
Регистрация

��������� - �������� ��������� �������

Грязное дело-под строгий контроль

Дария Харитонова

Синхронизация процессов навозоудаления и полная автоматизация цепочки эвакуации навоза из помещений до лагуны имеют большое значение при уменьшении трудозатрат и экономии ресурсов на молочном комплексе. Без должного внимания к согласованности действий по навозоудалению хозяйство может увеличить трудозатраты на 15–20%.

В неразрывную цепь

Средний выход бесподстилочного навоза от одной коровы составляет 50–60 л/сутки. Из которых 30–35 л приходится на кал, 15–20 л на мочу и 5 л на технологические воды.

По расчетам профессора кафедры автоматизации и электрификации сельского хозяйства РГАУ МСХА им. К.А. Тимирязева, д. т. н. Георгия Дегтерева, максимально эта цифра может достигать 70–80 л, а со стоками из доильного зала это количество возрастает до 100–120 л в день. Таким образом, навозоудаление и уборка навоза из животноводческих помещений становятся одними из наиболее важных и трудоемких процессов на ферме.

Как поясняет Дегтерев, весь процесс навозоудаления в целом можно разделить на несколько этапов: эвакуация навоза из помещения до навозного приямка с помощью скреперов (в беспривязной системе) или транспортеров (в привязной системе содержания), последующая транспортировка навозной массы в поперечном канале (открытый бетонный или система трубопроводов «флаш флюм») до временного навозоприемника и затем перекачка его в основное навозохранилище. Далее навоз выстаивается, согласно нормам и правилам, перемешивается и вывозится на поля для внесения в качестве органических удобрений.

– Подход к навозоудалению должен быть системным, то есть оборудование на каждом этапе этой цепочки с того момента, как навоз упал на пол от коровы, до того, как он попал в землю, должно работать в единой связке, – уверен менеджер категории «Комфорт животных, оборудование для ферм» компании DeLaval Андрей Семин. – Но, к сожалению, в реальности мы видим обратное: отсутствие стабильного финансирования вынуждает животноводов решать вопросы навозоудаления не комплексно, а «лоскутно» – исходя из наличия денежных средств.

Расходы на оборудование для навозоудаления занимают, как правило, от 5 до 15% в стоимости проекта. И, по наблюдениям Андрея Семина, с целью снижения финансового бремени нередко на российских фермах в цикле навозоудаления участвует оборудование нескольких поставщиков-производителей. Этот фактор в совокупности с отсутствием понимания важности комплексного подхода делает синхронизацию работы всей цепочки еще сложнее.

Основное внимание, по мнению технического директора компании «Трансфэр-Агрохимия» Сергея Черногорова, следует уделить этапам эвакуации навоза из коровника во временное хранилище и оттуда в лагуну.

Операция эвакуация

– На первом этапе скреперы счищают навоз по всей длине коровника и сгоняют его в поперечный канал: бетонный или систему трубопроводов «флаш флюм», – рассказывает Сергей Черногоров. – Для того чтобы началась его эвакуация в предлагуну или другой временный накопитель, необходимо, чтобы навоз падал

в движущийся поток, а не в сухой канал. Кроме того, если навоз из поперечного канала вовремя не смыть в предварительный накопитель, есть большая вероятность его «расслоения», то есть жидкая фракция стечет по уклону, а оставшаяся твердая фракция присохнет к полу канала.

Еще сложнее, по словам Андрея Семина, эвакуировать навоз в холодное время года, так как при попадании навоза в сухой поперечный канал есть опасность его примерзания к стенкам и дну. Кроме того, если навоз попал в сухой канал, повышается вероятность его забивания и засорения присохшими остатками, которые сложно отчистить, что ведет к сбою всей системы навозоудаления и дополнительным трудозатратам.

Так, например, в одном из крупнейших животноводческих комплексов Подмосковья «Шеметово», где работа скреперов была не синхронизирована с включением насоса в поперечном канале, несколько лет назад навозный канал «вышел из берегов». Как рассказали на комплексе, несвоевременное включение насоса привело к тому, что канал переполнился, и навозная жижа хлынула обратно в коровник, образовав затопление помещения в радиусе 5 м. Это привело к дополнительным расходам на чистку канала и увеличило расход ГСМ.

– Особенно опасна такая ситуация при системе «флаш флюм», так как почистить бетонный канал хотя и трудозатратно, но возможно, а вот прочистить забившуюся трубу 600 мм в диаметре очень сложно, – обращает внимание Сергей Черногоров. – Для этого необходимо подать мощный поток воды, долго размывать, выкачивать и т.д. В это время в коровнике будет скапливаться навоз, животные будут в грязи, что отрицательно повлияет на здоровье копыт и вымени.

Как отмечает Андрей Семин, при прочистке продольных навозных аллей можно использовать трактор, но это сопряжено с дополнительным расходом ГСМ, опасностью замерзания крайних поилок в зимний период, постоянным дискомфортом животных и сложностью дальнейшей эвакуации навоза: после вывоза трактором за пределы коровника снова встает вопрос об утилизации.

– Чтобы обезопасить себя от такой ситуации, в канале постоянно должно присутствовать некоторое количество жидкости. Для этого в районе сброса навоза из поперечного канала в предварительный накопитель устраивают «зуб» для препятствия полного опустошения канала, – рассказывает Сергей Черногоров. – Но проще отладить систему так, чтобы за пять минут до сброса навоза скреперами в канале начинал работу рециркулирующий насос, которой нагнетает либо водяной поток, что опять же связано с расходом воды, либо пущенный вкруговую поток навоза из предварительного накопителя.

– Таким образом, на этапе эвакуации навоза из коровника в предварительный накопитель требуется обязательная синхронизация работы скрепера и нагнетающего поток насоса, – резюмирует руководитель проектов по навозоудалению ГК «АСК-Молоко» Максим Тужилов. – Включением насосов чаще всего в хозяйстве занимается человек, на которого возложена функция контроля и согласования всех действий по удалению навоза.

«Центром синхронизации», как правило, становится скотник или другой работник фермы, который стыкует процессы и связывает их в последовательной цепочке. Он вручную приводит в движение все приводы насосов, следит за состоянием каналов и т.д. Но в свете постоянного дефицита кадров и их качества Андрей Семин советует задуматься о максимальной автоматизации процесса, так как это напрямую влияет на надежность системы навозоудаления в целом.

– Обеспечением слаженной работы скреперов и насосов на ферме должна заниматься автоматика, – соглашается с ним Георгий Дегтерев. – На сегодняшний день современные мегакомплексы стараются синхронизировать процессы с помощью электронных контроллеров и механических приспособлений.

По времени

По словам Сергея Черногорова, один из самых распространенных способов автоматизировать и синхронизировать работу систем – установить временные датчики или таймеры включения омывающего насоса, согласованные с включением скреперных систем. Так, например, скреперы в коровнике начинают уборку в определенный час, например, в 9 утра. В зависимости от длины коровника можно рассчитать, в какое время скрепер, который двигается со скоростью 5 м в минуту, подойдет к поперечнику, и за 5 минут до этого запрограммировать включение насоса. И так на каждый цикл включения скрепера.

К примеру, компания «Трансфер-Агрохимия» использует для согласования действий скреперов голландской фирмы Joz котроллеры Siemens со встроенным таймером, который позволяет включать насос за 5 минут до подхода скреперов к поперечнику и выключать его через 10–15 минут.

– Существует вероятность, что не все скреперы придут к поперечному каналу в назначенное время: ведь если в проходе лежит животное, скрепер останавливается, выжидает определенное время и только спустя несколько минут продолжает попытку прочистить это место, – признается Сергей Черногоров. – Но задержка одного скрепера не окажет сильного влияния на процесс эвакуации всей массы навоза из коровника. К тому же можно сделать запас по времени (10–15 минут) в работе насоса.

Максим Тужилов утверждает, что установить контроллеры, регулирующие время срабатывания систем, и дополнить автоматикой синхронизации можно системы различных производителей, в том числе и российских.

По расстоянию

Срабатывание автоматической системы можно запрограммировать не только по времени, но и по расстоянию, что является более надежным.

К примеру, у компании GEA Farm Technologies в комплекте со скреперным оборудованием идет микровключатель на приводной станции скрепера.

– После монтажа приводной станции в ее механизме настраивается место срабатывания этого выключателя в зависимости от длины коровника. Когда скрепер будет на определенном расстоянии, допустим, 5 м от поперечника, микровыключатель подает сигнал на щит управления для запуска насоса, – поясняет специалист по системам навозоудаления, продукт-менеджер компании GEA Farm Technologies Андрей Бондаренко.

Аналогичные системы под названием «скрепер boss» поставляет и компания DeLaval. Как поясняет Андрей Семин, контроллер, основываясь на заданном расстоянии, всегда знает, в каком месте коровника располагается скрепер, и отслеживает его путь в процентном соотношении. Поэтому при прохождении определенного процента пути, к примеру, 92% от длины коровника, он подает сигнал для включения насоса на рециркуляцию навозной жижи.

– Установка микровключателя на приводной станции гораздо дешевле и надежнее, чем система, ориентированная на временной интервал, – замечает Андрей Бондаренко. – К тому же нет опасений, что промывающий трубу насос запустится раньше или позже момента сброса навоза скрепером. Подача питания на насос произойдет только тогда, когда трос или цепь приводной станции достигнет определенного места. GEA Farm Technologies при установке системы «флаш флюм» включает это оборудование в базовую комплектацию.

Естественно, что эта система доступна только в комплекте с приводной станцией и, соответственно, скреперами компании-производителя. И если в коровнике стоят скреперы других производителей, то дооснастить их такой опцией невозможно.

Из предлагуны в лагуну

Следующий этап эвакуации навоза – перекачка из предлагуны в лагуну.

Как объясняет Сергей Черногоров, для своевременной откачки в долговременное хранилище предварительный накопитель, где навоз может содержаться несколько дней, оборудуют датчиками уровня.

– Когда навозная масса доходит до верхнего датчика, должен автоматически включаться насос перекачки в лагуну, – поясняет Андрей Бондаренко. – И так же автоматически выключиться, чтобы оставить в предлагуне объем жидкого навоза, необходимый для работы системы «флаш флюм».

– Для этого этапа можно установить отдельную систему контроля и автоматики, отслеживающей уровень навоза в предлагуне, но удобнее интегрировать все процессы в один блок, к тому же это будет и дешевле, чем установка нескольких блоков для каждого процесса, – объясняет Андрей Семин. – В контексте комплексного подхода обычно используется один насос, который при работе скреперов нагнетает массу из временного хранилища в поперечный канал, он же по параллельному трубопроводу и откачивает ее в лагуну. Поэтому важно, чтобы предлагуна была оборудована еще и нижним датчиком уровня в целях сохранения несмываемого остатка, нужного для нагнетания потока в поперечном канале.

К примеру, в хозяйстве «Агрофирма Россия» (Краснодарский край) установлены цепно-скреперная система навозоудаления фирмы Joz и один насос Doda модели ME 120, включая шкаф управления с временным контроллером. За пять минут до подхода скреперов к навозному каналу он подает сигнал на насос, который в свою очередь начинает промывку канала. Затем, через 15 минут работы, тот же насос автоматически переключается трехходовым пневмоклапаном на откачивание навозной жижи из предлагуны в лагуну.

По мнению Максима Тужилова, датчики уровня, как и оборудование, могут быть от любых производителей и управляться одним контроллером.

Однако Андрей Семин с ним не согласен и считает, что подход к выбору оборудования должен быть максимально однороден. При этом предпочтение стоит отдавать одной фирме, что повышает надежность и слаженность всей цепочки процессов.

Будущее за автоматикой?

Более того, Андрей Семин убежден, что будущее за полной автоматизацией и единой системой управления всеми процессами на ферме. Так, на профессиональном конкурсе EuroTier-2012 компания DeLaval представила свою инновационную разработку Barn System Controller (BSC), позволяющую централизованно управлять оборудованием, отвечающим за микроклимат и всем, что связано с его обеспечением. Сюда входят и навозоудаление, и вентиляция, и освещение. С помощью всего одного контроллера, доступного к тому же через Интернет, всеми эти агрегатами можно управлять вручную или автоматически не только по временным тактам и временным планам, но и в зависимости от показателей различных сенсорных сигналов: погодных условий и климата в помещении, интенсивности освещения, нагрузки на двигатель и пр.

– Эта технология и была разработана для того, чтобы максимально нивелировать человеческий фактор, – отмечает Андрей Семин. – Сигналы с датчиков поступают на пульт, и происходит включение или выключение насоса, работающего на рециркуляцию или выкачку навозной массы. BSC-блок также способен измерить уровень накопления навоза в предварительной лагуне. И, конечно, эта же система взаимодействует с работой скреперов.

По подсчетам Максима Тужилова, оборудование системами контроля и синхронизации процессов уборки навоза обойдется хозяйству минимум в 700 евро.

Компания DeLaval предлагает блоки управления, обеспечивающие автоматическое и полуавтоматическое управление системами, предназначенными для уборки навоза по цене от 1500 евро. Цена же BSC-блока зависит от набора модулей, то есть от количества систем с электрическим приводом, где он будет использоваться: освещение, навозоудаление, климат и т.д.

По наблюдениям Сергея Черногорова, достаточно большое количество хозяйств идет на автоматизацию этапа предлагуна – лагуна, оснащая предварительные накопители датчиками уровня и блоками автоматического пуска элементов системы. И очень мало хозяйств задумываются о синхронизации предыдущего этапа: скрепер – насос.

Однако Максим Тужилов сомневается, что в России все процессы можно отдать на волю автоматики.

– Частые поломки в сети напряжения, привлечение не прошедших инструктаж и обучение рабочих – вот факторы, которые не дают пока фермеру полностью положиться на автоматизацию, – говорит он. – Для большей надежности контроль за работой систем со стороны квалифицированных работников фермы пока еще нужно оставить.

Не только беспривязная

– Синхронизировать работу всех систем уборки навоза можно не только при беспривязной системе содержания, но и при привязной, – настаивает Сергей Черногоров.

Андрей Бондаренко также не отрицает возможности синхронизации работы скребковых транспортеров навозоудаления для привязной системы содержания скота с помощью контроллеров. В том числе и по аналогии с беспривязным вариантом, основанном на остаточном расстоянии.

– К сожалению, стандартные системы ТСН отечественного производства имеют возможность включения исключительно в ручном режиме (на практике – только 2 раза в сутки), – отмечает Сергей Черногоров. – Но можно подключать импортные скребковые транспортеры, так как их основное преимущество состоит в том, что в отличие от стандартных ТСН эта система имеет возможность включения по запрограммированному графику. Следовательно, при знании времени включения системы и скорости движения скребков в контроллере программируется время включения или выключения любых других элементов схемы.

Однако хозяйства, которые держат коров на привязи, в большинстве случаев не могут себе позволить потратить лишние 1,5 тыс. евро на автоматизацию и синхронизацию навозоудаления.

Комментарии практиков

Агрофирма «Щапово-агротехно»

(Московская обл.)

Наталья Короткова,

заместитель управляющего:

– В нашем экспериментальном хозяйстве с дойным стадом 520 голов применяется комплексная система навозоудаления LJM (Дания). В коровнике 8 комбинированных скреперов с закругленными краями приводятся в движение двумя приводными станциями, каждая мощностью 650 Вт. Привод – тросовый, длина троса 120 м. При этом длина коровника составляет 140 м.

В каждом проходе по 2 скрепера, сбрасывающих навоз в поперечный канал, находящийся в центре зала. Коровник асимметричный, и центральный проход в нем, как и поперечный навозный канал, слегка смещен, из-за этого получается, что путь одного скрепера составляет 75 м, другого – 65 м.

Эта система предназначена для помещений с проходами различной длины и позволяет управлять каждым проходом с единого блока управления, имеющего программируемый логический контроллер. Поперечный канал в хозяйстве является и одновременно предлагуной, поэтому в нем всегда стоит жидкость, не позволяющая сбрасываемой скрепером фракции присохнуть.

Подстилка – опилочная, поэтому фракция убираемого навоза жидкая – до 97%. Из поперечного канала (ширина 4 м, длина 20 м, глубина 3 м) откачка в предлагуну осуществляется раз в сутки фекальным насосом мощностью 15 кВт. Он контролируется датчиками уровня. Далее другим насосом навоз выкачивается в прицепную тракторную бочку и развозится на поля.

«ИП Дмитрикова»

(Тверская обл.)

Надежда Дмитрикова,

генеральный директор:

– В нашем хозяйстве есть молочное (400 голов) и мясное (360 голов) направление. В коровнике установлена система навозоудаления от GEA Farm Technologies. Скреперы включаются каждые 30 минут. Как только остается несколько метров до приямка, включается насос CРS серии Magnum производства Bauer, который создает рециркулирующий поток, направленный из предлагуны.

В откормочнике, где бычки содержатся на привязи, установлен скребковый транспортер типа ТСН производства голландской компании Joz. Здесь также есть скреперные системы, запрограммированные на включение каждые полчаса. К слову сказать, эти системы были первыми в стране, которые Joz адаптировал для российских условий, поскольку навозные каналы при привязном содержании на европейских фермах имеют ширину 600 мм, а у нас – 300 мм.

Навоз из них также сгребается в поперечный канал, но в этом случае синхронизации с насосом не запланировано, так как система рециркуляции общая с коровником, и навоз в итоге не застаивается. Мы периодически вручную включаем насос.

Система синхронизации объединяет выкачку из одной предлагуны в другую (у нас их две). Объем приямка рассчитан на трое суток, после чего происходит откачка. Из второй предлагуны навоз поступает в сепаратор. Чтобы предотвратить его работу вхолостую, мы всегда оставляем в предлагуне запас. Для этих целей предусмотрена система датчиков, которые активируют автоматический запуск насоса при высоком уровне навоза и отключают его при низком.

В конструкции предлагуны заложен байпас (англ. bypass – обход), то есть «обходной путь» на случай поломки насоса и других форс-мажорных обстоятельств. То есть выше уровня датчика включения насоса находится переливная труба, и если что-то случится, навоз по ней самотеком будет поступать в свободную емкость.

_

Отправить ссылку другу
Оставить отзыв