РОЗДІЛ 2
ЕНЕРГОЕФЕКТИВНІСТЬ ШВИДКІСНИХ РЕЖИМІВ ТЕХНОЛОГІЙ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКОГО ВИРОБНИЦТВА
2.1. Вихідні положення
Проблема реалізації швидкісних режимів сільськогосподарських машин і потокових ліній є багатопланова; успіх вирішення її залежить від вибору факторів, що мають вирішальний вплив на енергетику процесу та побудови на їх базі енергетичних моделей вибраних технологій.
Забезпечення потрібного мікроклімату є одним із найбільш енергомістких технологічних процесів. Його частка складає 40-70% енергоспоживання. Необхідно зазначити, що високопродуктивні тварини і птиця найбільш чутливі до несприятливих умов утримання, а їх молодняк особливо різко реагує навіть на незначні відхилення параметрів мікроклімату [117].
Вентиляторна система має забезпечувати необхідний повітрообмін приміщення. Повітрообмін, необхідний для видалення із приміщення шкідливих газів (аміаку, вуглекислоти, сірководню), а також надлишків вологи та тепла, мікроорганізмів; створення потрібного руху повітря для одержання розрахункових параметрів внутрішнього повітря при зміні параметрів клімату, тепло-, волого-, і газопродукції тварин, теплофізичних властивостей тощо [90,118,119].
Потрібний повітрообмін визначаємо як найбільше із значень, необхідних для видалення газу, вологи і тепла. Величину повітрообмінів знаходимо із рівнянь газового, вологісного і теплового балансів приміщення залежно від ситуації, що склалася в результаті зміни метеорологічних (температура і вологість зовнішнього повітря), зоотехнічних (кількість, вік і порода тварин) і зоогігієнічних (оптимальна температура, вологість і концентрація газу) факторів [46,65,92].
Необхідний повітрообмін в холодний, перехідний та теплий періоди року неоднаковий. Найбільше значення має літній повітрообмін. Він необхідний для видалення надлишків тепла. У зимовий період потрібно подавати найменшу кількість повітря, необхідного для видалення надлишкової вологи із тваринницьких приміщень або шкідливого газу із пташників. Норми повітрообміну в осінньо-весняний період мають середню величину. Через непостійність повітрообміну продуктивність вентиляційної системи (ВС) має керуватися від номінальної величини в літній період до мінімальної в зимовий.
Для птиці літня норма повітрообміну більша за зимову в 1,8-5,8 разу залежно від породи та віку, для свиней - у 3,3 разу, для корів - у 2,9 разу [66]. Відношення найбільшої маси живого організму до найменшої складає 1,4-16,5 у пташниках і 2,5-3 - у свинарниках. Необхідний діапазон регулювання продуктивності ВС визначається як добуток часток від ділення зимової норми повітрообміну на літню та найменшої маси тварин на найбілішу [120]. Найбільш жорсткі вимоги до діапазону регулювання ВС пред'являють приміщенням для молодняку. Необхідний діапазон регулювання ВС бройлерних ферм у середньому 1:72. Іншим є діапазон регулювання для кур-несучок, який складає в середньому 1:13,5. Ще менший діапазон регулювання ВС для дорослих тварин - 1:3.
Загальне заниження повітрообміну порівняно з нормативним призводить до підвищення температури, відносної вологості, концентрації шкідливих газів, пилової та бактеріальної забрудненості повітря понад допустимі значення по всьому приміщенні зі всіма негативами для здоров'я і продуктивності тварин наслідками, що випливають звідси [65,121]. Локальне заниження повітрообміну приводить до таких самих наслідків в окремих зонах приміщення.
Сучасні системи забезпечення мікроклімату в тваринницьких і птахівничих приміщеннях через високу енергоємність та недостатній діапазон регулювання швидкості вентиляторів не задовольняють сформульовані сьогодні зоотехнічні вимоги [64,90]. У зв'язку з цим виникає необхідність у дослідженні енергоефективності технології вирощування бройлерів, яка характерна найбільшою енергозатратністю та агресивністю середовища в приміщенні [50,122].
Енергоємність переробки зерна на вітчизняних підприємствах на 20-30% перевищує аналогічні показники розвинутих країн [95]. Особливо зросла енергоємність виробництва борошна після переходу на пневмотранспорт - із 65,4 до 88-94 кВт·год на тонну борошна. Основною причиною високої енергоємності пневмотранспорту є проблеми формування аеросумішей, енергообміну повітря і матеріалу, нерівномірність завантаження пневмоматеріалопроводів. Аналіз роботи борошномельних млинів свідчить, що пневмоустановки на 25-35% споживають більше енергії від реально необхідного рівня [95,123].
Інтенсифікація технологічних процесів є основною тенденцією розвитку сучасного обладнання харчових виробництв. Відомо, що підвищення інтенсивності протікання теплових процесів безпосередньо пов'язано із зростанням витрат механічної енергії ?124?.
Діючі системи теплообміну на вітчизняних виробництвах не завжди відповідають вимогам оптимальної конструкції та енергоємності і часто є проблемною ланкою технологій переробки сільськогосподарської продукції. Спроби вирішити вказану проблему традиційними методами (впровадження додаткових акумуляторів енергії, встановлення активаторів з механічним приводом) призводить до значних втрат теплової та електричної енергії [125]. Це спонукає дослідників до пошуку нових підходів з використання сучасних способів та технічних засобів, застосування яких дозволяє інтенсифікувати процес теплообміну [13].
Кормоприготування є одним з енергоємних процесів у тваринництві. На фермах ВРХ питома енергоємність приготування кормових сумішей коливається від 3 до 10 кВт·год(т)-1 і залежить від енергоємності машин і обладнання, режимів їхньої роботи, складу технологічних ланок, а також від ступеня автоматизації процесів. Більшість кормоцехів, які є в господарствах України, мають енергоємність вищу, ніж у серійних комплексів. Причиною цього є використання обладнання з різними діапазонами продуктивності у технологічно пов'язаних лініях. До того ж, завдяки високій нерівномірності дозування компонентів в кормових сумішах у багатьох кормоцехах виникає необхідність обмежувати робочу продук