1.3 Прогрессивные технологии как основа минимизации совокупных расходов энергии

Основным направлением уменьшения энергоемкости производства продуктов животноводства является минимизация совокупных расходов энергии на основе использования прогрессивных технологий.

Совершенствование традиционной технологии производства молока путем использования резервов энергосбережения (по данным В.В. Гришко) дает возможность уменьшить ее удельную энергоемкость на 36,3...73,1 гДж на голову за год, или на 37...55 %. Это позволяет повысить биоэнергетический коэффициент молока до 11... 15 % вместо 7,6 %.

Структура полной энергоемкости содержания коров в традиционных и комплексно механизированных (в дужках) фермах %:

•      кормы - 77,7(73,2);

•      здания и сооружения - 5,8 (8,4);

•      машины и оборудование - 4,2 (7,3);

•      транспорт - 7,6(8,3);

•      живой труд - 4,7 (2,8).

Полная энергоемкость содержания коровы на ферме традиционного типа составляет 30578,9, а на комплексно механизированной - 30492,2 мДж.

В совокупном энергетическом балансе производства молока прямые расходы энергии составляют 12 %, остальные непрямые расходы, которые включают 29,1 % энергозатрат на минеральное удобрение кормовых культур, 44,0 % - на концентрированные кормы (40 % этой величины тратится на выращивание кормов, 39 % - на сушение, 18 % - на транспортировку, 6 % - на измельчение и прессование), 2,1 % - на изготовление травяной муки, 1,4 % - на хранение кормов, 4 % - на технику и оборудование, 5,6 % - на тепло и освещение в помещениях, 1,8 % - на служебные потребности.

Среднегодовые прямые удельные расходы энергии на производство 1 кг молока составляют 0,95 мДж - в 7 раз больше. В условиях комплексной механизации производства молока энергоотдача составляет всего 13,6 %.

В совокупной энергоемкости производства молока удельный вес кормов составляет 60,4...61,4 %; энергии помещений, средств механизации, горюче-смазочных материалов и электроэнергии - 10,0... 11,2 %, тепловой энергии (обогрел помещений, подогрел воды для доильно-молочного блока) - 22,2.. .22,5 %.

В структуре энергопотребления животноводческих ферм частица прямых энергозатрат на создание и поддержание оптимального микроклимата в помещениях составляет 40.. .90 %. Учитывая это определенно основные направления, которые обеспечивают их снижение:

•      соответствующая конструкция зданий;

•      совершенствование оборудования, которое обеспечивает вентиляционный воздух.

В первом случае необходимо повышать теплозащиту зданий, оптимизировать термическое сопротивление конструкций, применять рациональные объемно планировочные решения, новые материалы. Однако потенциальные, возможности этого направления незначительны, потому что даже снижение в 2...З разы тепловых потерь через усовершенствование конструкций позволит уменьшить расчетный дефицит тепла помещения лишь на 10.. .20 %.

Возможности, которые предоставляет второе направление, значительно шире. Система вентиляции, которая используется в животноводстве, имеет существенные недостатки. Да, в структуре удельных расходов электрической энергии на содержание коровы наибольший удельный вес имеет електропривод вентиляторов (до 46,3 %).

Резервы снижения расходов энергии в применении вентиляторов с безступенчатым режимом переключения, которые работают с напряжением от 90 до 220 В и потребляют на 25.. .30 % меньше энергии, чем ступенчатые.

В то же время с вентилируемым воздухом удаляется значительное количество тепла, которое можно было бы утилизировать, использовав, например, для первичной обработки молока и нагревания воды и тому подобное. На выполнение этих процессов используется, соответственно 30,7 и 20,8 %, а на освещение - 20,2 % от всей электроэнергии, которая тратится на молочных фермах. Повышение уровня автоматизации тепловентиляционного оборудования; оптимизация управления этим оборудованием; применение эффективных способов распределения воздуха, что обеспечивают повышение ассимиляции вредных газов и влаги вентиляционным воздухом; использования децентрализующих вентиляционно отапливаемых установок обеспечивают уменьшение энергозатрат на создание оптимальных параметров микроклимата.

Целесообразное использование технических средств для утилизации тепла выкидного воздуха и покрытия дефицита тепла помещения. Дефицит тепла помещения со значительным внутренним выделением влаги (коровники, свинарники) прямо пропорциональный их воздухообмену.

С целью уменьшения энергоемкости микроклимата следует иметь установки, которые регенерируют тепло, что выделяется из животноводческих помещений. Целесообразно иметь тепловые утилизаторы, размещенные под крышей, которые позволяли бы подогревать свежий воздух за счет отработанного.

На действующих молочных фермах можно использовать без значительных капиталовложений 40 % конденсационного тепла, при проектировании новых ферм - 65...70 % и удовлетворить совокупную потребность ферм в теплой воде.

На ферме на 100 коров экономится на протяжении года 145 тыс. кВт/год. энергии. Капитальные вложения окупаются за 2...З годы.

Использование тепла молока, полученного от 70 дойных коров (производительность -5000 кг молока за год), позволяет ежедневно нагревать 200 л воды к температуре 55 °С. Среднегодовые расходы электроэнергии на ферме снижаются на 100 тыс. кВт-год.

Поэлементный анализ возможностей сбережения энергии на молочной ферме свидетельствует о наличии значительных резервов. В частности, благодаря рекуперации тепла, которое выделяется при охлаждении молока, и использовании его на нагревание воды экономится от 114 до 152 кВт/год. энергии.

Теплонасосная установка для приготовления технологической воды окупается за 6...7 лет при сроке службы 10... 12 лет. Использование поилок без подогрева воды уменьшает совокупные расходы энергии на 13.. .70 %.

Энергоемкость приготовления кормосмесей для крупного рогатого скота зависит от состава текущей линии, удельного энергопотребления, оборудования, режимов его работы, автоматизации процессов и колеблется от 3 до 10 кВт/год/т.

Ввиду того, что в технологических линиях используются машины с разными параметрами производительности, удельные энергозатраты кормоцехов на многих фермах более высоки нормативных.

Расходы совокупной энергии в расчете на 1000 т зерна при измельчении его на ДКМ-5 со следующим смешиванием на СЕК-0,5 составляют 1518,5 Гдж, при прокатке его на ПЗ-3 - 3860,5, а при изготовлении комбикормов с помощью КОРК-15 -5375,9 Гдж, то есть в 2,5.. .3,5 разы более высокие.

Существенно уменьшить удельные энергозатраты можно путем оптимального выбора комплекта оборудования кормоцеху, соблюдения нормативов дозирования компонентов, применения систем автоматической регуляции выдачи кормов. Учитывая, что процессы производства продукции отрасли животноводства преимущественно осуществляются в стационарных условиях, создаются благоприятные возможности использования электроэнергии. Применение электрифицированных машин в животноводстве дает возможность значительно повысить производительность труда. Расширение зоны использования электроэнергии в животноводстве целесообразно не только из позиции уменьшения расходов материальных ресурсов на энергию, но и с точки зрения сокращения расходов энергии на производственные потребности.

Оценивание технологий производства молока и мяса по биоэнергетическим показателям свидетельствует, что основные расходы энергии, связанные с использованием горюче-смазочных материалов (ПММ), приходятся на раздавание кормов (2,5...2,8 Гдж за год). Использование для этой цели мобильных кормораздатчиков с электроприводом вместо двигателей внутреннего сгорания понижает энергоемкость процесса почти в 8 раз.

Для снижения общей энергоемкости производства продуктов животноводства необходимо разрабатывать более эффективные электромобильные системы транспортировки и раздачи кормов, оборудованные надежными индивидуальными источниками электроэнергии (типа аккумуляторных батарей).

При этом энергоемкость транспортировки и раздавания кормов, получения горячей воды, обогрева помещений сокращается в 5,5.. .7,3 разы. В среднем 1 кВт/год. электроэнергии, использованной на производственные процессы в животноводстве, экономит 15 люд.-год. трудозатрат.

Применение электроэнергии при доении коров, стрижке овец экономит 50 % рабочей силы, на водоснабжении животноводческих ферм - 70 %, на силосовании кормов - 60 %. Использование электроэнергии для транспортировки и раздавания кормов, производства пары и горячей воды, нагревания помещений позволяет сократить их энергоемкость в 5,5...7,3 раза.

Позитивное влияние на организационно-технологические основы сельскохозяйственного производства за счет применения электроэнергии обусловливает уменьшение энергоемкости процессов; в частности, это:

•      холодная пастеризация молока ультрафиолетовым излучением;

•      ультразвуковой способ уничтожения бактериальной флоры в молоке;

•      аеронизация воздуха в животноводческих помещениях.

1.4 Основное направление сбережения электроэнергии

Основное направление сбережения электроэнергии - это ее высокопродуктивное расходование путем согласования мощности электрооборудования с конкретными потребностями; соблюдение графика работы электрооборудования, который делает невозможной холостую работу и неполную загрузку; поддержание электрооборудования в технически исправном состоянии, при котором устраняется отклонение от нормативного состояния.

Резервы уменьшения расходов электроэнергии на освещение дает замена ламп накаливания, которые превращают в свет лишь, - 5... 8 % употребленной энергии, люминесцентными лампами, полезная отдача которых, - 20.. .30 %.

Содержание молодняка ВРХ на больших фермах требует значительных расходов электроэнергии (64,2 % к общему количеству) на поддержание микроклимата. Здесь на освещение тратится в 7,7 раза энергии больше, чем на откормных площадках.

1.5 Структура энергоемкости производства в животноводстве

Таблица 1. Структура энергоемкости производства говядины при электрифицированных производственных процессах %

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5