RU2423826C2 - Complex of waste-free poultry farming and swine breeding with own production of fodders and energy - Google Patents
Complex of waste-free poultry farming and swine breeding with own production of fodders and energy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2423826C2 RU2423826C2 RU2009100452/21A RU2009100452A RU2423826C2 RU 2423826 C2 RU2423826 C2 RU 2423826C2 RU 2009100452/21 A RU2009100452/21 A RU 2009100452/21A RU 2009100452 A RU2009100452 A RU 2009100452A RU 2423826 C2 RU2423826 C2 RU 2423826C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- manure
- fresh
- poultry
- droppings
- feed
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/20—Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses
Abstract
Description
Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для производства продукции птицеводства и свиноводства, переработки птичьего помета и свиного навоза, производства кормовых добавок, в отраслях промышленного птицеводства и животноводства.The invention relates to the field of agriculture and can be used for the production of poultry and pig farming, poultry manure and pig manure, the production of feed additives, in the industries of poultry and livestock.
Известен способ, включающий формирование запаса свежего помета, аэробное и анаэробное сбраживание его первой и второй частей, удаление избыточной влаги из оставшейся части свежего помета. При этом осуществляют пиролиз его третьей части, обеззараживание и сушку остатка помета, отделение от этого остатка в качестве сухого органического удобрения четвертой части помета, санитарно-ветеринарную обработку, витаминизирование, размельчение и перемешивание оставшейся пятой части помета в виде кормовой добавки с птичьим кормом для использования неизрасходованной биохимической энергии помета при кормлении птицы полученной кормовой смесью. Регулируют расход оставшейся части свежего помета при подаче его на удаление из оставшейся части помета избыточной влаги в зависимости от результата расчета технико-экономического показателя прироста прибыли технологических процессов аэробного и анаэробного сбраживания, пиролиза, получения сухого органического удобрения, получения кормовой добавки (см. патент РФ №2327675. Способ и устройство управления экономичной переработкой птичьего помета в промышленном птицеводстве. / А.В.Дубровин, В.Р.Краусп, В.Г.Чирков // БИ. 2008. №18).A known method, including the formation of a stock of fresh litter, aerobic and anaerobic digestion of its first and second parts, removing excess moisture from the remaining part of the fresh litter. In this case, the pyrolysis of its third part is carried out, the remainder of the litter is decontaminated and dried, the fourth part of the litter is removed from this residue as dry organic fertilizer, the sanitary and veterinary treatment, fortification, grinding and mixing of the remaining fifth part of the litter in the form of a feed additive with bird feed for use unspent biochemical energy of the litter when feeding the bird with the obtained feed mixture. The flow rate of the remaining part of fresh litter is regulated when applying it to remove excess moisture from the remaining part of the litter, depending on the result of calculating the technical and economic indicator of profit growth of technological processes of aerobic and anaerobic digestion, pyrolysis, obtaining dry organic fertilizer, and obtaining a feed additive (see RF patent No. 2327675. Method and device for the management of economical processing of poultry manure in industrial poultry farming. / AV Dubrovin, VR Krausp, VG Chirkov // BI. 2008. No. 18).
Недостатками указанного способа являются трудность и сложность его прямого использования для собственного производства кормовых смесей в птицеводстве и свиноводстве.The disadvantages of this method are the difficulty and complexity of its direct use for the own production of feed mixtures in poultry and pig farming.
Известен способ, включающий внесение навозного червя в компостосодержащий субстрат и последующее отделение червей от полученного биогумуса (см. патент РФ 2 255 077 C1, C05F 3/00, A01K 67/033. Способ получения биогумуса. / А.Б.Ручин, В.В.Ревин, А.Ю.Иванов // БИ. 2005. №18). Известен также способ, при котором дождевые (компостные) черви непрерывно мигрируют и работают в периодически добавляемом субстрате (см. патент РФ 2 255 078. C1 C05F 3/00, A01K 67/033. Способ получения биогумуса. / С.С.Конин, И.Н.Титов, В.В.Лавров // БИ. 2005. №18). Известен также способ производства биогумуса, содержащий добавление древесных опилок, стружек, мелкой щепы в субстрат куриного помета, последующее перемешивание и увлажнение (см. патент РФ 2205163, кл. C05F 3/00, 2003 г.).A known method, including the introduction of a dung worm into a compost-containing substrate and the subsequent separation of the worms from the obtained vermicompost (see
Недостатком указанных способов является использование, в частности, только куриного помета в качестве субстрата. Токсичные свойства помета и присутствующие в нем соли тяжелых металлов не позволяют получить экологически чистый биогумус, следовательно, и биологически чистую среду для размножения самих червей и их дальнейшего использования для производства кормовых и пищевых добавок.The disadvantage of these methods is the use, in particular, only chicken droppings as a substrate. The toxic properties of the litter and the salts of heavy metals present in it do not allow obtaining environmentally friendly vermicompost, therefore, a biologically clean environment for the propagation of the worms themselves and their further use for the production of feed and food additives.
Известен также способ производства биогумуса, содержащий отделение червей от увлажненного биогумуса (см. патент РФ 2 274 628. С2 C05F 3/00. Способ производства биогумуса. /Н.А.Баер, А.Д.Неклюдов, В.А.Зиборов, А.Ю.Леонов // БИ. 2006. №11). Используются красные калифорнийские черви Eisenia foetida. Приманка при отделении червей от увлажненного биогумуса - смесь из бумажной пыли, тонкоизмельченных древесных опилок, мочевина и крахмальный клейстер. Субстрат -техническая боенская кровь убойных животных, кости, шкуры, содержимое желудочно-кишечного тракта, например каныги. Добавлены органические рыхлители, например опилки древесные, бумага, остаточные пивные или пекарские дрожжи. Сажают 10…15 червей на 10 кг перерабатываемого компоста. Красный калифорнийский червь (ККЧ) - это новая порода дождевого червя. Относится к семейству Eisenia foetida. Получена в результате гибридизации двух пород дождевого червя в штате Калифорния в 1959 году. Червь в длину достигает 10 см, имеет диаметр 3…5 мм, массу тела около 1 г. Потомство двух червей может достигнуть 1,5 тыс.особей в год. Через 40 дней популяция удваивается. Живет 16 лет. Половая зрелость достигается на 90…120 сутки жизни. Работает наиболее активно при температуре субстрата 15…25°С. Среда обычного обитания - специальный субстрат, насыщенный органическими соединениями, но не почва. В сутки ККЧ съедает в 2 раза больше пищи, чем весит сам. Интенсивное размножение - при кислотности среды рН, равной 6,5…7,5. Плохо растет на белковом сырье. Требует обязательных источников азота для своего развития в достаточно большом количестве (не менее 12…16% от общего рациона). Мука, получаемая из выращенных ККЧ, напоминает по вкусу телятину и содержит 67% белка, 20% жира, 7…8% углеводов. После очистки ККЧ могут использоваться как добавка при получении колбасных и других изделий. ККЧ по способу 3 по п.1 формулы изобретения указанного способа после отделения от биогумуса используют вторично. По способу 4 по п.1 формулы изобретения указанного способа после отделения от биогумуса высушивают и используют в качестве кормовой добавки для животных или белковой добавки для производства мясных продуктов.There is also known a method of producing vermicompost, containing the separation of worms from moistened vermicompost (see RF patent 2,274,628.
Недостатком указанного способа является использование только боенского белкового субстрата, поскольку навозные черви плохо растут на белковом сырье.The disadvantage of this method is the use of only slaughter protein substrate, since dung worms grow poorly on protein raw materials.
Общим недостатком указанных четырех способов и некоторых других аналогичных технических решений является трудность прямого их использования в сельскохозяйственных технологиях производства кормовых смесей при собственно производстве продукции птицеводства и животноводства.A common drawback of these four methods and some other similar technical solutions is the difficulty of their direct use in agricultural technologies for the production of feed mixtures in the actual production of poultry and livestock products.
Причиной этого являются затруднения при автоматизации процессов подготовки субстратов на основе птичьего помета и свиного навоза, экологически чистой сушки выращенных навозных червей.The reason for this is the difficulty in automating the preparation of substrates based on bird droppings and pig manure, environmentally friendly drying of grown manure worms.
В настоящее время в сельскохозяйственное производство, в частности в птицеводство, внедряются достаточно известные способы и устройства экономически рационального автоматизированного управления технологическими процессами (см. патент РФ №2229155. Способ и устройство экономичного общего обогрева животноводческого помещения и локального обогрева сельскохозяйственных животных. / А.В.Дубровин, В.Р.Краусп // Б.И. 2004; №14; патент РФ 2296464. Способ управления экономичным обогревом в животноводстве и птицеводстве и устройство для его осуществления. / А.В.Дубровин, В.Р.Краусп, В.В.Шевцов, В.В.Борисов // БИ. 2007. №10; патент РФ №2297761. Способ экономичного обогрева сельскохозяйственных животных или птицы и устройство для его осуществления. / А.В.Дубровин, В.Р.Краусп, В.В.Борисов // Б.И. 2007. №12;Currently, in agricultural production, in particular in poultry farming, fairly well-known methods and devices of economically rational automated process control are being introduced (see RF patent No. 2229155. Method and device for economical general heating of livestock buildings and local heating of farm animals. / A.V. .Dubrovin, V.R. Krausp // B.I. 2004; No. 14; RF patent 2296464. A method for controlling economical heating in livestock and poultry farming and a device for its implementation. / A.V.Dubrovin, V.R. Krausp, V.V. Shevtsov, V.V. Borisov // BI. 2007. No. 10; RF patent No. 2297761. Method for economical heating of farm animals or poultry and device for its implementation / A.V. Dubrovin, V.R. Krausp, V.V. Borisov // B.I. 2007. No. 12;
патент РФ 2300194. Способ управления экономичной обогревательной технологией в животноводстве и птицеводстве и устройство для его осуществления. / А.В.Дубровин, В.Р.Краусп, В.В.Борисов, В.В.Шевцов // БИ. 2007. №.16; патент РФ 2301521. Способ и устройство экономичного обогрева и кормления животных и птицы. /А.В.Дубровин, В.Р.Краусп, В.В.Борисов // БИ. 2007. №18).RF patent 2300194. A method for controlling economical heating technology in animal husbandry and poultry farming and a device for its implementation. / A.V. Dubrovin, V.R. Krausp, V.V. Borisov, V.V. Shevtsov // BI. 2007. No.16; RF patent 2301521. Method and device for economical heating and feeding of animals and birds. / A.V. Dubrovin, V.R. Krausp, V.V. Borisov // BI. 2007. No. 18).
Они позволяют в любой момент времени хода технологического процесса обеспечивать его наивысшую технико-экономическую эффективность по выбранному показателю (критерию) прибыли, прироста прибыли, эксплуатационных затрат. Поэтому появляется возможность вмешательства в технологический процесс немедленно по автоматическом получении информации о нежелательном режиме, а не по традиционно принятому порядку. А он заключается в том, что по окончании технологического процесса проводится технико-экономический анализ уже прошедшего процесса, когда ничего уже нельзя поправить.They allow at any time the process to ensure its highest technical and economic efficiency for the selected indicator (criterion) of profit, profit growth, operating costs. Therefore, it becomes possible to intervene in the technological process immediately by automatically receiving information about the undesirable mode, and not according to the traditionally accepted order. And it consists in the fact that at the end of the technological process, a technical and economic analysis of the past process is carried out, when nothing can be corrected.
Задачей изобретения является создание комплекса безотходного птицеводства и свиноводства с собственным производством кормов и энергии с использованием собственных аграрных технологий, технологий переработки птичьего помета и свиного навоза, технологий выращивания навозных червей, технологий экономически оптимального управления сельскохозяйственными производственными процессами.The objective of the invention is the creation of a waste-free poultry and pig breeding complex with its own feed and energy production using its own agricultural technologies, poultry manure and pig manure processing technologies, manure worm cultivation technologies, and economically optimal management of agricultural production processes.
В результате использования предлагаемого изобретения достигается технический результат, заключающийся в возможности экономически оптимального управления расходом свежего птичьего помета и свиного навоза по критерию прироста прибыли для экологически чистой сушки птичьего помета при производстве первой кормовой добавки на основе сухого птичьего помета и для разведения и сушки навозных червей при производстве второй кормовой добавки из высушенных навозных червей.As a result of the use of the present invention, a technical result is achieved consisting in the possibility of economically optimal control of the consumption of fresh poultry manure and pig manure according to the profit growth criterion for environmentally friendly drying of poultry manure in the production of the first feed additive based on dry poultry manure and for breeding and drying of manure worms with the production of a second feed additive from dried dung worms.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что комплекс для безотходного птицеводства и свиноводства с собственным производством кормов и энергии, включающий птичники, свинарники, биогазовые и пиролизные установки, тепловую электрическую станцию, систему многопольных севооборотов для выращивания кормовых культур, при этом количество полей в системе многопольных севооборотов соответствует количеству выращиваемых видов кормовых культур для обеспечения кормового рациона птицы и кормового рациона свиней, траншеи для сбора птичьего помета птичников и свиного навоза, соединенные с цехом разведения и сушки навозных червей и цехом экологически чистой сушки птичьего помета, которые связаны с цехом приготовления кормов с использованием сухих червей при приготовлении кормов, причем тепловая электрическая станция связана с биогазовыми и пиролизными установками для подачи тепловой и электрической энергии в птичники, свинарники, цех приготовления кормов, цех экологически чистой сушки птичьего помета, цех разведения и сушки навозных червей, причем цех приготовления кормов содержит весоизмерители-дозаторы кормовых культур и весоизмерители-дозаторы сухих червей и сухого помета, при этом для обеспечения экономически оптимального управления комплексом и расходования энергоносителей любого вида комплекс включает систему автоматического управления, снабженную двумя блоками управления, вычислительным блоком, датчиками расхода свежего птичьего помета и свиного навоза, датчиками температуры и относительной влажности наружного воздуха, датчиками температуры и относительной влажности в помещениях цеха экологически чистой сушки птичьего помета, датчиками температуры и относительной влажности воздуха в помещениях цеха разведения и сушки навозных червей, двумя регуляторами расхода части свежего помета и части свежего навоза, блоком задатчиков значения сигналов сформированных величин расхода части свежего помета и части свежего навоза, наименьшего и наибольшего технологически допустимых значений сформированных сигналов расхода части свежего помета и части свежего навоза, при этом датчики расхода свежего птичьего помета и свиного навоза подключены к первому и второму входам вычислительного блока, а первый и второй выходы вычислительного блока соединены соответственно с входами первого и второго блоков управления, датчики температуры и относительной влажности в помещениях цеха экологически чистой сушки птичьего помета подключены к третьему и четвертому входам вычислительного блока, а датчики температуры и относительной влажности воздуха в помещениях цеха разведения и сушки навозных червей подключены соответственно к пятому и шестому входам вычислительного блока, причем первый и второй выходы вычислительного блока соединены соответственно с первым и вторым блоками управления, выход первого из которых соединен со вторым входом первого регулятора расхода, а выход второго блока управления соединен со вторым входом второго регулятора расхода, к выходу первого из которых подключен пометный насос, а к выходу второго подключен навозный насос, причем выход блока задатчиков значения сигналов сформированных величин расхода части свежего помета и части свежего навоза, наименьшего и наибольшего технологически допустимых значений сформированных сигналов расхода части свежего помета и части свежего навоза подключен к дополнительным входам вычислительного блока.The above technical result is achieved by the fact that the complex for waste-free poultry and pig farming with its own production of feed and energy, including poultry houses, pigsties, biogas and pyrolysis plants, a thermal power station, a multi-field crop rotation system for growing feed crops, with the number of fields in the multi-field crop rotation system corresponds to the number of cultivated species of forage crops to ensure the feed ration of poultry and the feed ration of pigs, trenches for collection bird droppings of poultry houses and pig manure, connected to the workshop for the cultivation and drying of manure worms and the workshop for environmentally friendly drying of bird droppings, which are associated with the workshop for the preparation of feeds using dry worms in the preparation of feeds, and the thermal power station is connected with biogas and pyrolysis plants for supplying thermal and electric energy to poultry houses, pigsties, a feed preparation workshop, an environmentally friendly drying of bird droppings, a breeding and drying workshop for dung worms, the workshop being prepared The feed contains weighing meters for feed crops and weighing meters for dry worms and dry droppings, while to ensure economically optimal management of the complex and expend energy of any kind, the complex includes an automatic control system equipped with two control units, a computing unit, and flow sensors for fresh bird droppings and pig manure, temperature and relative humidity sensors of outdoor air, temperature and relative humidity sensors in the room environmentally friendly drying of poultry manure, temperature and relative humidity sensors in the premises of the manure breeding and drying workshop, two flow regulators for fresh manure and part for fresh manure, a set of signal values for the generated flow rates for part of fresh manure and part of fresh manure, the smallest and the highest technologically permissible values of the generated flow signals of part of the fresh manure and part of fresh manure, while the flow sensors of fresh bird droppings and pigs manure are connected to the first and second inputs of the computing unit, and the first and second outputs of the computing unit are connected respectively to the inputs of the first and second control units, temperature and relative humidity sensors in the premises of the environmentally friendly drying of bird droppings are connected to the third and fourth inputs of the computing unit, and temperature and relative humidity sensors in the premises of the manure breeding and drying workshop are connected to the fifth and sixth inputs respectively about the block, and the first and second outputs of the computing unit are connected respectively to the first and second control units, the output of the first of which is connected to the second input of the first flow controller, and the output of the second control unit is connected to the second input of the second flow controller, to the output of the first of which a litter pump, and a dung pump is connected to the output of the second, and the output of the set of adjusters of the signal values of the generated flow rates of a part of fresh manure and a part of fresh manure, the smallest and largest technologically permissible values of the generated flow signals of part of the fresh litter and part of the fresh manure are connected to additional inputs of the computing unit.
Таким образом, при работе комплекса осуществляются следующие технологические операции.Thus, during the operation of the complex, the following technological operations are carried out.
За счет использования предлагаемого комплекса осуществляются следующие технологические операции.Through the use of the proposed complex, the following technological operations are carried out.
1. Выращивание кормовых аграрных культур и подачу их в цех приготовления кормов для приготовления кормов и временного хранения.1. Growing feed agricultural crops and feeding them to the feed preparation workshop for preparing feed and temporary storage.
2. Приготовление кормов из выращенных кормовых аграрных культур и сухого птичьего помета для птицы и для свиней и подачу кормов соответственно в птичники и в свинарники.2. Preparation of feed from grown feed agricultural crops and dry bird droppings for poultry and for pigs and feed supply, respectively, to houses and pigsties.
3. Производство мяса птицы и пищевых яиц, а также использование птичьего помета:3. Production of poultry meat and food eggs, as well as the use of bird droppings:
- для производства энергоносителей (горючий биогаз, смесь горючих неорганических газов, низкооктановое дизельное топливо) с целью последующего производства механической, электрической и тепловой энергии и органических и неорганических удобрений при анаэробном сбраживании в метантенке и пиролизе в биогазовой (в метантенке) и в пиролизной установках;- for the production of energy carriers (combustible biogas, a mixture of combustible inorganic gases, low-octane diesel fuel) for the purpose of subsequent production of mechanical, electrical and thermal energy and organic and inorganic fertilizers during anaerobic digestion in a digester and pyrolysis in a biogas (digester) and pyrolysis plants;
- при экологически чистой сушке птичьего помета для производства первой кормовой добавки (для птицы и в основном для свиней) при приготовлении кормов.- in environmentally friendly drying of bird droppings for the production of the first feed additive (for poultry and mainly for pigs) in the preparation of feed.
4. Производство свинины, а также использование свиного навоза для разведения и сушки навозных червей в цехе разведения навозных червей при производстве гумуса для подкормки растений при выращивании кормовых аграрных культур и для производства энергоносителей с целью последующего производства механической, электрической и тепловой энергии и органических и неорганических удобрений при анаэробном сбраживании в метантенке и пиролизе в биогазовой (в метантенке) и в пиролизной установках.4. Production of pork, as well as the use of pig manure for breeding and drying manure worms in the manure breeding workshop in the production of humus for plant nutrition in the cultivation of agricultural feed crops and for the production of energy carriers for the subsequent production of mechanical, electrical and thermal energy and organic and inorganic fertilizers during anaerobic digestion in digester and pyrolysis in biogas (digester) and in pyrolysis plants.
5. Использование произведенных энергоносителей для получения механической, а также электрической и тепловой энергии посредством электрической станции.5. The use of energy produced to obtain mechanical, as well as electrical and thermal energy through an electric station.
6. Использование полученного после разведения и сушки навозных червей гумуса для производства энергоносителей и для подкормки растений при выращивании кормовых аграрных культур.6. The use of humus worms obtained after breeding and drying for the production of energy carriers and for feeding plants during the cultivation of feed agricultural crops.
7. Осуществление аэробного сбраживания птичьего помета и свиного навоза в пометных и навозных траншеях при производстве гумуса в компосте для подкормки растений.7. Aerobic digestion of poultry manure and pig manure in manure and manure trenches in the production of humus in compost for feeding plants.
8. Разведение навозных червей с последующей их сушкой и использованием для производства второй кормовой добавки (для птицы и преимущественно для свиней) при приготовлении кормов.8. Breeding of manure worms with their subsequent drying and use for the production of the second feed additive (for poultry and mainly for pigs) in the preparation of feed.
Кроме того, комплекс обеспечивает возможность осуществления следующих технологических операций:In addition, the complex provides the ability to carry out the following technological operations:
- измерение величин расхода свежего помета и навоза и их задание;- measurement of consumption rates of fresh manure and manure and their task;
- сравнение измеренных и заданных величин;- Comparison of measured and set values;
- регулирование режимов расхода по результатам сравнения;- regulation of flow rates according to the results of comparison;
- измерение величин соответственно температуры и относительной влажности наружного воздуха и воздуха в помещениях цеха экологически чистой сушки птичьего помета;- measurement of the values of respectively the temperature and relative humidity of the outdoor air and air in the premises of the environmentally friendly drying of bird droppings;
- определение стоимости сухого птичьего помета в зависимости от измеренных величин расхода свежего помета, при этом осуществляют:- determination of the cost of dry bird droppings, depending on the measured values of the consumption of fresh litter, while doing this:
- измерение температуры и относительной влажности воздуха в помещениях цеха разведения и сушки навозных червей;- measurement of temperature and relative humidity in the premises of the breeding and drying of dung worms;
- определение стоимости высушенных навозных червей в зависимости от измеренных величин расхода свежего помета и навоза;- determination of the value of dried manure worms depending on the measured consumption rates of fresh litter and manure;
- формирование сигналов величин расхода части свежего помета и части навоза;- the formation of signals of consumption values of a part of fresh manure and a part of manure;
- периодическое изменение сигналов сформированных величин расхода части свежего помета и части навоза в диапазоне между технологически допустимыми наименьшим и наибольшим их заданными значениями;- a periodic change in the signals generated by the flow rates of part of the fresh litter and part of the manure in the range between the technologically permissible minimum and maximum given values;
- определение стоимости сухого птичьего помета и высушенных навозных червей в зависимости от значений изменяемых сигналов сформированных величин расхода части свежего помета и части навоза, от температуры и относительной влажности внутреннего воздуха в помещениях цеха экологически чистой сушки птичьего помета и в помещениях цеха разведения и сушки навозных червей;- determination of the cost of dry bird droppings and dried manure worms depending on the values of the variable signals of the generated flow rates of part of the fresh manure and part of manure, on the temperature and relative humidity of the indoor air in the premises of the environmentally friendly drying of bird manure and in the premises of the breeding and drying of manure worms ;
- определение стоимости затрат энергии на обогрев помещений по их расчетному теплообмену в зависимости от температур и относительных влажностей наружного и внутреннего воздуха,- determination of the cost of energy costs for space heating by their calculated heat transfer depending on the temperatures and relative humidity of the external and internal air,
- вычисление первой разности между стоимостью продукции сухого птичьего помета и высушенных навозных червей и суммой стоимостей затрат энергии на обогрев помещений в качестве показателя прибыли в диапазоне между технологически допустимыми наименьшим и наибольшим заданными значениями сигналов сформированных величин расхода части свежего помета и части навоза,- calculation of the first difference between the cost of production of dry poultry manure and dried dung worms and the sum of the costs of energy costs for space heating as an indicator of profit in the range between the technologically acceptable minimum and highest given signal values of the generated flow rates of part of fresh manure and part of manure,
- определение наибольшего значения этой первой разности в качестве значения наивысшей прибыли и соответствующие ему сигналы сформированных величин расхода части свежего помета и части навоза,- determination of the largest value of this first difference as the value of the highest profit and the corresponding signals of the generated flow rates of part of fresh manure and part of manure,
- определение второго значения этой разности в качестве нормативной прибыли при нормативных значениях расхода части свежего помета и части навоза технологических режимов наивысшей производительности сухого помета и наивысшей продуктивности червей,- determination of the second value of this difference as the standard profit at the standard values of the consumption of part of the fresh litter and part of the manure of the technological regimes of the highest productivity of dry manure and the highest productivity of worms,
- вычитание из первой разности стоимостей ее второго значения и получение третьей разности стоимостей в виде показателя прироста прибыли,- subtracting the second value from the first cost difference and obtaining the third cost difference in the form of an indicator of profit growth,
- вычитание из наибольшего значения первой разности стоимостей ее второго значения и получение наибольшего значения третьей разности стоимостей в виде значения наивысшего прироста прибыли и соответствующих ему сигналов сформированных величин расхода части свежего помета и части навоза, причем соответствующие значениям наивысшей прибыли и наивысшего прироста прибыли сигналы сформированных величин расхода соответственно части свежего помета и части навоза равны между собой,- subtracting the second value from the highest value of the first difference in value and obtaining the highest value of the third difference in value in the form of the highest profit growth and the corresponding signals of the generated values of the consumption of part of the fresh manure and part of the manure, and the signals of the generated values corresponding to the highest profit and the highest profit growth flow rates, respectively, parts of fresh litter and parts of manure are equal to each other,
- сравнение соответствующих наибольшему значению первой или второй разности сигналов сформированных величин расхода соответственно части свежего помета и части навоза с измеренными величинами расхода соответственно части свежего помета и части навоза и корректировка по результатам сравнения режимов расхода части свежего помета и части навоза из птицеводческого и животноводческого помещений.- comparing the generated flow rates corresponding to the highest value of the first or second signal difference, respectively, of the fresh litter and part of the dung with the measured flow rates of the fresh litter and part of the dung, respectively, and adjusting the results of comparing the flow rates of the fresh litter and part of the dung from poultry and livestock buildings.
Известно, что до 40% и иногда даже больше химической энергии питательных веществ корма не усваивается организмом птицы, соответственно, не преобразуются в мясную или яичную продуктивность и выделяются из организма в виде птичьего помета. Между тем, затраты на кормление поголовья составляют не менее 70% себестоимости продукции птицеводства. Следовательно, имеется значительный резерв (в идеале до очевидного значения в 28%) повышения технико-экономической эффективности даже этой достаточно высоко автоматизированной отрасли сельского хозяйства. Однако по настоящее время этот теоретический ресурс в полной мере практически используется совершенно недостаточно, хотя в различных областях науки и техники появились и уже практически проверены ранее известные и новые методы энергетической оценки усвояемости биологическим объектом энергии корма, энергоэкономного избирательного обеззараживающего воздействия на патогенную микрофлору и изменения фазового состояния вещества. Среди этих методов, которые можно применить для совершенствования автоматизированных технологий безотходной переработки помета, выделяются низкотемпературный пиролиз, электротехнические нанотехнологии и управление по величине технико-экономического показателя, анализ энергетической эффективности новой технологии в целом. Поэтому вполне своевременным и уместным является добавление к существующим методам, способам и приемам дополнительного извлечения энергии из помета путем его частичного подмешивания к птичьему корму и путем сбраживания оставшегося помета в биогазовом метантенке действительно современных научно-технических методов и способов энергосбережения.It is known that up to 40% and sometimes even more chemical energy of nutrients of the feed is not absorbed by the body of the bird, respectively, it is not converted into meat or egg productivity and excreted from the body in the form of bird droppings. Meanwhile, the cost of feeding livestock is at least 70% of the cost of poultry products. Therefore, there is a significant reserve (ideally up to an obvious value of 28%) of increasing the technical and economic efficiency of even this rather highly automated agricultural sector. However, to date, this theoretical resource has been practically fully utilized to the full inadequate, although previously known and new methods of energy assessment of the digestibility of feed energy by a biological object, energy-saving selective disinfecting effect on pathogenic microflora, and phase changes have appeared and have been tested in various fields of science and technology. state of matter. Among these methods that can be used to improve automated technologies for waste-free processing of litter, low-temperature pyrolysis, electrotechnical nanotechnologies and the management of the technical and economic indicator, analysis of the energy efficiency of the new technology as a whole stand out. Therefore, it is quite timely and appropriate to add to the existing methods, methods and techniques for additional extraction of energy from the litter by partially mixing it to the bird feed and by fermenting the remaining litter in the biogas digester, really modern scientific and technical methods and energy saving methods.
При действующих технологиях кормления, например, цыплят-бройлеров при напольном содержании в некоторых случаях (аварии в системах тепло- или электроснабжения, микроклимата и т.п.) расход покупного корма и покупных энергоносителей может достигнуть таких значений, что разница между наивысшей ценой реализованной продукции Цр макс и очень высокой суммарной стоимостью израсходованного покупного корма Ск макс и покупных энергоносителей Сэ макс окажется совсем малой. Это означает, что прибыль в данном (старом) варианте управления по критерию максимальной продуктивности поголовья и при покупных корме и энергоносителях получена небольшая:With existing feeding technologies, for example, broiler chickens with floor keeping in some cases (accidents in heat or electricity supply systems, microclimate, etc.), the consumption of purchased feed and purchased energy carriers can reach such values that the difference between the highest price of sold products U p max and a very high total cost of the purchased feed consumed to C max and purchased energy e max C would be quite small. This means that the profit in this (old) version of management according to the criterion of maximum productivity of the livestock, and with purchased feed and energy carriers, is small:
В предложенном комплексе обеспечивается способ экономически оптимального (экономически наилучшего) управления, устройство автоматически выбирает такой режим минимального расхода и к тому же значительно более дешевой собственного производства кормовой смеси с пометом Скп отп и суммы покупных и собственных энергоносителей при переработке помета и навоза Сэп опт, при котором указанная экономически оптимальная разность Цр опт-Скп опт-Сэп опт всегда имеет наибольшее значение. Таким образом, при любых внешних условиях прибыль производства продукции в новом варианте управления по критерию максимума прибыли Попт всегда максимальна:In the proposed complex, a method of economically optimal (economically best) control is provided, the device automatically selects such a mode of minimum consumption and, moreover, significantly cheaper domestic production of the feed mixture with litter C cp ot and the amount of purchased and own energy carriers for processing litter and manure C ep opt at which the indicated economically optimal difference C r opt -C kp opt -C ep opt always has the greatest value. Thus, under any external conditions, the profit of production in the new version of management by the criterion of maximum profit P opt is always maximum:
Вычитая из второго значения разности ее первое значение, получаем прирост прибыли ΔП, образовавшийся в результате оптимального (наилучшего) автоматизированного управления раздачей собственного производства кормовой смеси с пометом и при более дешевых собственного производства энергоносителях:Subtracting its first value from the second value of the difference, we obtain a profit increase ΔP, resulting from the optimal (best) automated control of the distribution of the own production of the feed mixture with litter and with cheaper own production of energy carriers:
где:Where:
ΔЦмакс - расчетная потеря стоимости продукции животных и птицы в результате перехода от управления по критерию максимума их продуктивности при любых затратах корма и энергии к экономически оптимальному управлению по критерию максимума прироста прибыли при минимальных затратах корма собственного производства и энергии собственного производства;ΔС max - the estimated loss of the cost of animal and poultry production as a result of the transition from management by the criterion of maximum productivity at any feed and energy costs to economically optimal control by the criterion of maximum profit growth with minimal cost of feed of own production and energy of own production;
ΔСК макс - экономия затрат на корм за счет нового экономически оптимального управления технологией выращивания (содержания) и за счет экономии покупного корма при замене его на корм собственного производства из аграрной продукции собственного производства и подмешивании в него первой (пометной) и второй (черви) кормовых добавок;ΔС K max - saving feed costs due to the new economically optimal management of growing technology (content) and by saving purchased feed when replacing it with feed of own production from agricultural products of own production and mixing the first (marked) and second (worms) into it feed additives;
ΔСэ макс - экономия затрат на энергию за счет нового экономически оптимального управления технологией выращивания (содержания) и за счет снижения стоимости самой энергии при ее собственном производстве из анаэробных и пиролизных энергоносителей;ΔС e max - saving energy costs due to the new economically optimal control of the growing technology (content) and by reducing the cost of the energy itself in its own production from anaerobic and pyrolysis energy carriers;
ΔЦагр - стоимость дополнительной продукции собственного растениеводства за счет удобрения полей аграрной системы полученными органическими и неорганическими удобрениями, биогумусом и биогумусом в компосте.ΔC agr - the cost of additional products of own crop production due to fertilizing the fields of the agrarian system with organic and inorganic fertilizers, vermicompost and vermicompost in compost.
Поэтому величина прироста прибыли производства ΔП имеет весьма большое значение при подмешивании переработанного помета (см. патент РФ №2327675. Способ и устройство управления экономичной переработкой птичьего помета в промышленном птицеводстве. / А.В.Дубровин, В.Р.Краусп, В.Г.Чирков // БИ. 2008. №18) и червей (см. патент РФ 2 255 077 C1, C05F 3/00, A01K 67/033. Способ получения биогумуса. / А.Б.Ручин, В.В.Ревин, А.Ю.Иванов // БИ. 2005. №18, патент РФ 2 255 078. C1 C05F 3/00, A01K 67/033. Способ получения биогумуса. / С.С.Конин, И.Н.Титов, В.В.Лавров // БИ. 2005. №18, патент РФ 2205163, кл. C05F 3/00, 2003 г., патент РФ 2 274 628. С2 C05F 3/00. Способ производства биогумуса. /Н.А.Баер, А.Д.Неклюдов, В.А.Зиборов, А.Ю.Леонов // БИ. 2006. №11 и другие аналогичные по тематике авторские свидетельства и патенты на изобретения) в корм птице и особенно в корм свиньям и при использовании собственной электрической и тепловой энергии посредством тепловой электрической станции.Therefore, the value of the profit growth of production ΔP is very important when mixing the processed litter (see RF patent No. 2327675. Method and device for controlling the economical processing of bird droppings in industrial poultry farming. / A.V.Dubrovin, V.R. Krausp, V.G. . Chirkov // BI. 2008. No. 18) and worms (see RF patent 2,255,077 C1,
Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг.1-5.The essence of the invention is illustrated in figures 1-5.
На фиг.1 приведена обобщенная схема новой технологии по способу безотходного птицеводства и свиноводства с собственным производством кормов и энергии.Figure 1 shows a generalized diagram of a new technology for a method of waste-free poultry and pig farming with its own production of feed and energy.
Обозначения технологических операций, осуществляемых комплексом: 1 - выращивание кормовых аграрных культур; 2 - приготовление кормов; 3 - птица (конверсия корма в продукцию и в помет), или выращивание и содержание птицы; 4 - свиньи (конверсия корма в продукцию и в навоз), или выращивание и содержание свиней; 5 - производство электрической и тепловой энергии; 6 - экологически чистая сушка птичьего помета; 7 - разведение и сушка навозных червей; 8 - анаэробное сбраживание в метантенке и пиролиз; 9 - аэробное сбраживание птичьего и свиного навоза в пометных траншеях.Designations of technological operations carried out by the complex: 1 - cultivation of feed agricultural crops; 2 - preparation of feed; 3 - poultry (conversion of feed into products and litter), or poultry rearing and keeping; 4 - pigs (conversion of feed into products and manure), or raising and keeping pigs; 5 - production of electric and thermal energy; 6 - environmentally friendly drying of bird droppings; 7 - breeding and drying of dung worms; 8 - anaerobic digestion in a digester and pyrolysis; 9 - aerobic digestion of poultry and pig manure in manure trenches.
Таким образом, при использовании комплекса осуществляют следующие технологические операции.Thus, when using the complex, the following technological operations are carried out.
1. Осуществляют выращивание кормовых аграрных культур 1 и подачу их в цех приготовления кормов для приготовления кормов и временного хранения.1. Carry out the cultivation of feed
2. Осуществляют приготовление кормов 2 из выращенных кормовых аграрных культур и сухого птичьего помета для птицы 3 и для свиней 4 и подачу кормов соответственно в птичники и в свинарники.2. Prepare
3. Птица (конверсия корма в продукцию и в помет), или выращивание и содержание птицы 3 производят в птичнике с получением мяса птицы, пищевых яиц, а также птичьего помета, который используют:3. Poultry (conversion of feed into products and litter), or the cultivation and maintenance of
- для производства энергоносителей (горючий биогаз, смесь горючих неорганических газов, низкооктановое дизельное топливо) с целью последующего производства механической, электрической и тепловой энергии 5 и органических и неорганических удобрений при анаэробном сбраживании в метантенке и пиролизе 8 в биогазовой (в метантенке) и в пиролизной установках;- for the production of energy carriers (combustible biogas, a mixture of combustible inorganic gases, low-octane diesel fuel) for the purpose of subsequent production of mechanical, electrical and
- при экологически чистой сушке птичьего помета 6 для производства первой кормовой добавки (для птицы и в основном для свиней) при приготовлении кормов 2.- in the environmentally friendly drying of bird droppings 6 for the production of the first feed additive (for poultry and mainly for pigs) in the preparation of
4. Свиньи (конверсия корма в продукцию и в навоз) при их выращивании и содержании в свинарнике позволяют получить свинину, а также и свиной навоз, который используют для разведения и сушки навозных червей 7 в цехе разведения навозных червей при производстве гумуса для подкормки растений при выращивании кормовых аграрных культур 1 и для производства энергоносителей с целью последующего производства механической, электрической и тепловой энергии из органических и неорганических удобрений при анаэробном сбраживании в метантенке и пиролизе 8 в биогазовой (в метантенке) и в пиролизной установках.4. Pigs (conversion of feed into products and into manure) when grown and kept in a pigsty allow you to get pork, as well as pig manure, which is used for breeding and drying dung worms 7 in the breeding workshop of dung worms in the production of humus for feeding plants at the cultivation of feed
5. Произведенные энергоносители используют для получения механической, а также электрической и тепловой энергии 5 посредством электрической станции.5. The produced energy is used to produce mechanical, as well as electrical and
6. Полученный после разведения и сушки навозных червей 7 гумус используют для производства энергоносителей и для подкормки растений при выращивании кормовых аграрных культур 1.6. The humus obtained after breeding and drying of dung worms 7 is used for energy production and for feeding plants during the cultivation of feed
7. Навозных червей после разведения и сушки навозных червей 7 используют для производства второй кормовой добавки (для птицы и свиней) при приготовлении кормов 2.7. Dung worms after breeding and drying of dung worms 7 are used to produce a second feed additive (for poultry and pigs) in the preparation of
8. Аэробное сбраживание птичьего и свиного навоза в пометных траншеях 9 при производстве гумуса в компосте для подкормки растений.8. Aerobic fermentation of poultry and pig manure in manure trenches 9 in the production of humus in compost for feeding plants.
На фиг.2 приведена общая схема комплекса безотходного птицеводства и свиноводства с собственным производством кормов и энергии.Figure 2 shows the General scheme of the complex waste-free poultry and pig farming with its own production of feed and energy.
Обозначения: 10 - аграрная система с многопольным севооборотом кормовых культур; 11 - цех приготовления кормов; 12 - птичники; 13 - свинарники; 14 - тепловая электрическая станция; 15 - цех экологически чистой сушки птичьего помета; 16 - цех разведения и сушки навозных червей; 17 - биогазовые и пиролизные установки; 18 - пометные траншеи.Designations: 10 - agricultural system with multi-field crop rotation of forage crops; 11 - feed preparation workshop; 12 - poultry houses; 13 - pigsties; 14 - thermal power station; 15 - environmentally friendly drying of bird droppings; 16 - workshop for the cultivation and drying of dung worms; 17 - biogas and pyrolysis plants; 18 - marked trenches.
Комплекс безотходного птицеводства и свиноводства с собственным производством кормов и энергии включает в себя цех приготовления кормов 11, птичники 12, свинарники 13, цех экологически чистой сушки птичьего помета 15, биогазовые и пиролизные установки 17, пометные траншеи 18, причем в нее дополнительно введены аграрная система с многопольным севооборотом кормовых культур 10, цех разведения и сушки навозных червей 16, тепловая электрическая станция 14, при этом количество полей в аграрной системе с многопольным севооборотом кормовых культур 10 соответствует количеству выращиваемых видов растений, предназначенных для кормовых рационов птицы и свиней, выходы птичников 12 по птичьему помету и свинарников 13 по свиному навозу соединены с входами цеха разведения и сушки навозных червей 16, выход цеха разведения и сушки навозных червей 16 связан с дополнительным входом цеха приготовления кормов 11, входы тепловой электрической станции 14 связаны с соответствующими выходами энергоносителей биогазовых и пиролизных установок 17, выходы электрической и тепловой энергии тепловой электрической станции 14 соединены с соответствующими входами цеха приготовления кормов 11, птичников 12, свинарников 13, цеха экологически чистой сушки птичьего помета 15, биогазовых и пиролизных установок 17, цеха разведения и сушки навозных червей 16, пометных траншей 18.The non-waste poultry and pig breeding complex with its own production of feed and energy includes a feed preparation workshop 11, poultry houses 12, pigsties 13, an environmentally friendly drying of bird droppings 15, biogas and pyrolysis plants 17, litter trenches 18, with the addition of an agricultural system with multi-field crop rotation of forage crops 10, a breeding and drying workshop for dung worms 16, a thermal power station 14, while the number of fields in the agricultural system with a multi-field crop rotation of forage crops 10 s corresponds to the number of cultivated plant species intended for feed rations of poultry and pigs, the outputs of poultry houses 12 for poultry manure and pigsties 13 for pig manure are connected to the inputs of the manure breeding and drying workshop 16, the output of the manure breeding and drying workshop 16 is connected to the additional input of the workshop feed preparation 11, the inputs of the thermal power station 14 are connected with the corresponding outputs of energy carriers of biogas and pyrolysis plants 17, the outputs of electric and thermal energy are thermal electrically station 14 are connected to respective feed preparation plant inputs 11, 12 of poultry houses, pig houses 13 management clean drying bird droppings 15, biogas 17 and pyrolysis plants, plant breeding and drying dung worms 16, 18 of comet trenches.
Таким образом, в комплексе используют следующие связи.Thus, the following connections are used in the complex.
1. Аграрная система с многопольным севооборотом кормовых культур 10 связана с цехом приготовления кормов 11 для приготовления кормов и временного их хранения.1. The agricultural system with multi-field rotation of forage crops 10 is associated with the workshop for the preparation of feed 11 for the preparation of feed and temporary storage.
2. Цех приготовления кормов 11 из выращенных кормовых аграрных культур и сухого птичьего помета для птицы и для свиней обеспечивает подачу кормов соответственно в птичники и в свинарники, использование птичьего помета после его экологически чистой сушки для производства первой кормовой добавки и подмешивания ее в кормовые смеси для птицы и преимущественно для свиней.2. The feed preparation workshop 11 of the grown agricultural feed crops and dry poultry manure for poultry and pigs provides feed to the poultry houses and pigstries, respectively, the use of poultry manure after it is ecologically cleaned to produce the first feed additive and mix it into feed mixtures for birds and mainly for pigs.
3. Органические и неорганические удобрения используют в агросистеме 2 для подкормки растений, которые по их созревании поступают в цех приготовления кормов 11 вместе с птичьим пометом и с навозными червями. Количество полей в агросистеме 10 соответствует количеству выращиваемых видов растений, предназначенных для кормовых рационов птицы и свиней.3. Organic and inorganic fertilizers are used in the
4. Производимые в цехе приготовления кормов 11 корм птичий и корм свиной подаются соответственно в птичники 12 и в свинарники 13.4. The poultry feed and pork feed produced in the feed preparation workshop 11 are fed to the poultry houses 12 and to the pigsties 13, respectively.
5. Энергоносители (горючий биогаз, смесь горючих неорганических газов, низкооктановое дизельное топливо) используются в тепловой электрической станции для производства электрической и тепловой энергии, потребной в технологиях птицеводства и свиноводства в птичниках 12 и в свинарниках 13. Газовое моторное и низкооктановое дизельное топливо от биогазовых и пиролизных установок 17 используется в автотракторной технике при культивации полей аграрной системы с многопольным севооборотом кормовых культур 10, то есть для производства механической энергии.5. Energy sources (combustible biogas, a mixture of combustible inorganic gases, low-octane diesel fuel) are used in a thermal power station to produce the electric and thermal energy required in poultry and pig farming technologies in poultry houses 12 and in pigsties 13. Gas engine and low-octane diesel fuel from biogas and pyrolysis plants 17 is used in automotive machinery for cultivating the fields of the agricultural system with multi-field crop rotation of forage crops 10, that is, for the production of mechanical energy oh.
На фиг.3 приведена общая принципиальная схема устройства цеха приготовления кормов 11.Figure 3 shows a General schematic diagram of the device workshop preparation of feed 11.
Комплекс содержит весоизмерители - дозаторы 21, 22, 23 кормовых аграрных культур, своими выходами соединенные с входами смесителей-дозаторов 24 и 25 птичьего и свиного корма, которые являются входами цеха приготовления кормов 11, причем в него дополнительно введены весоизмерители - дозаторы 19 и 20 сухих червей и сухого помета, выходы которых связаны с соответствующими входами смесителей - дозаторов 24 и 25 птичьего и свиного корма, выходы которых являются выходами цеха приготовления кормов 11.The complex contains weighing meters -
На фиг.4 приведена схема комплекса с системой автоматического управления для обеспечения экономически оптимального управления цехом экологически чистой сушки птичьего помета и цехом разведения и сушки навозных червей.Figure 4 shows a diagram of a complex with an automatic control system to ensure economically optimal control of the environmentally friendly drying of bird droppings and the breeding and drying of manure worms.
Система содержит датчики расхода свежего птичьего помета 26 и свиного навоза 27, датчики соответственно температуры 28 и относительной влажности 29 наружного воздуха, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам вычислительного блока 35, датчики соответственно температуры 30 и относительной влажности 31 воздуха в помещениях цеха экологически чистой сушки птичьего помета 15, выходы которых подключены соответственно к третьему и четвертому входам вычислительного блока 35, своими первым и вторым выходами связанного соответственно с входом первого 36 и второго 37 блоков управления, выходы блоков управления соединены соответственно с неинвертирующими задающими вторыми входами первого 38 и второго 39 регуляторов расхода части свежего помета и части свежего навоза, к выходу которых подключены пометный 40 и навозный 41 насосы, причем в него дополнительно введены датчики температуры 32 и относительной влажности 33 воздуха в помещениях цеха разведения и сушки навозных червей 16, выходы которых подключены соответственно к пятому и шестому входам вычислительного блока 35, блок задатчиков значения сигналов сформированных величин расхода части свежего помета и части свежего навоза, наименьшего и наибольшего технологически допустимых значений сформированных сигналов расхода части свежего помета и части свежего навоза, констант 34, выход которого подключен к соответствующим дополнительным входам вычислительного блока 35.The system contains flow sensors for fresh poultry manure 26 and pig manure 27, sensors for temperature 28 and relative humidity 29 for outdoor air, the outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of computing unit 35, sensors for temperature 30 and relative humidity 31, respectively, in the environment of the workshop clean drying of bird droppings 15, the outputs of which are connected respectively to the third and fourth inputs of the computing unit 35, their first and second outputs connected respectively Actually, with the input of the first 36 and second 37 control units, the outputs of the control units are connected respectively to the non-inverting master second inputs of the first 38 and second 39 flow controllers of a part of fresh manure and a part of fresh manure, to the output of which are marked 40 and manure 41 pumps, and to it additionally introduced temperature sensors 32 and relative humidity 33 of air in the premises of the breeding and drying workshop of dung worms 16, the outputs of which are connected respectively to the fifth and sixth inputs of the computing unit 35, a set of adjusters for the signal values of the generated flow rates of part of the fresh manure and part of fresh manure, the smallest and largest technologically permissible values of the generated flow signals of the part of fresh manure and part of fresh manure, constants 34, the output of which is connected to the corresponding additional inputs of the computing unit 35.
На фиг.5 дана иллюстрация оценки технико-экономической эффективности технологии экологически чистой сушки птичьего помета и выращивания и сушки навозных червей по критерию прироста прибыли в результате суммирования стоимостей затрат энергоносителя на производство этих двух кормовых добавок в искусственно формируемом диапазоне изменения расхода свежего помета и навоза. Показаны: ΔПдобавок - прогнозируемый расчетный прирост прибыли в результате экономически оптимального управления; Рспн ОПТ - экономически оптимальное (наилучшее) значение суммарного расхода свежего помета и навоза Рспн при соответствующих условиях микроклимата технологических помещений здания птичника 12 или свинарника 13, цеха экологически чистой сушки птичьего помета 15, цеха разведения и сушки навозных червей 16; tn1<tn2<tn3 - возможное соотношение значений температур воздуха в технологических помещениях линии оборудования для экологически чистой сушки помета и производства сухих навозных червей; Рспн макс продукт - наивысшая производительность технологической линии экологически чистой сушки помета и производства сухих навозных червей.Figure 5 illustrates the assessment of the technical and economic efficiency of the technology of environmentally friendly drying of bird droppings and the cultivation and drying of manure worms according to the criterion of profit growth as a result of summing the cost of energy costs for the production of these two feed additives in an artificially generated range of changes in the consumption of fresh manure and manure. Shown: ΔP additives - the predicted estimated profit growth as a result of economically optimal management; R spn OPT - the economically optimal (best) value of the total consumption of fresh litter and manure R spn under appropriate microclimate conditions of technological premises of the building of the house 12 or pigsty 13, the workshop for environmentally friendly drying of bird droppings 15, the breeding and drying workshop for dung worms 16; t n1 <t n2 <t n3 - the possible ratio of air temperatures in the technological premises of the line of equipment for environmentally friendly drying of litter and the production of dry dung worms; R spn max product - the highest productivity of the production line of environmentally friendly drying of manure and the production of dry manure worms.
Система автоматического управления для экономически оптимального управления цехом экологически чистой сушки птичьего помета и цехом разведения и сушки навозных червей работает следующим образом.The automatic control system for economically optimal control of the environmentally friendly drying of bird droppings and the breeding and drying of manure worms works as follows.
Вычислительный блок 35 по данным измерений и задания параметров производства червей, помета и навоза, микроклимата, климата, оборудования и формирования искусственной величины управляемого параметра расхода свежего помета или навоза рассчитывает целевую функцию оптимизации для каждой из двух кормовых добавок ΔПдобавок 1,2 в выбранном диапазоне изменения Рспн 3 за цикл опроса системой автоматизации рассматриваемой биотехнической системы птичника или свинарника. Блоки управления 36 и 37 находят экстремальные (максимальные) ее значение и соответствующее ему экономически наилучшее (оптимальное) значение аргумента функции, то есть экономически оптимальное значение расчетного прироста прибыли от производства обеих кормовых добавок - червей и сухого помета. Затем эти значения подаются в качестве задающих сигналов на задающие входы регуляторов расхода части свежего помета 38 или навоза 39. Они соответствуют режиму максимального прироста прибыли производства дополнительной продукции - двух высококалорийных кормовых добавок в виде высушенных червей и экологически чистого сухого птичьего помета. В результате регулирования расхода посредством пометного 40 и навозного 41 насосов автоматически устанавливаются экономически оптимальные значения величин расхода части свежего помета и части свежего навоза (на фиг.5 показан оптимальный суммарный расход свежего помета и навоза Рспн 3 опт).
Например, совершенно очевидно, что при низкой температуре наружного воздуха затраты на сушку помета и на подогрев компоста с червями повышаются. Поэтому расчетное значение максимального прироста прибыли производства обеих кормовых добавок снижается, и экономически наилучшее значение расхода помета и навоза также следует уменьшить (см. фиг.5). При наличии адекватных и точных математических моделей для конкретных конструкций сушилок помета и червей и компостного хранилища для разведения червей указанные процедуры легко осуществляются посредством вычислительного блока 35.For example, it is obvious that at low outside temperatures the costs of drying the litter and heating the compost with worms increase. Therefore, the estimated value of the maximum gain in production of both feed additives is reduced, and the economically best value of the litter and manure consumption should also be reduced (see figure 5). If there are adequate and accurate mathematical models for specific designs of litter dryers and worms and compost storage for breeding worms, these procedures are easily carried out using
Технология комплексной переработки части птичьего помета и свиного навоза в две указанные кормовые добавки идет по экономически наилучшей траектории. Обеспечивается экономически наилучшее для технологий переработки части помета и навоза для предприятия в целом соотношение между получаемой новой дополнительной продукцией птицеводства (обеззараженный сухой помет, высушенные черви) и расходуемым на технологии переработки части помета и навоза энергоносителем любого вида.The technology of complex processing of a part of bird droppings and pig manure into the two indicated feed additives follows the economically best trajectory. The economically best ratio for the processing of part of the litter and manure for the enterprise as a whole is ensured between the new additional poultry products received (disinfected dry litter, dried worms) and the energy used for processing part of the litter and manure of any kind.
Комплекс безотходного птицеводства и свиноводства с собственным производством кормов и энергии обеспечивает существенную экономию покупных кормов и энергии и при определенных условиях даже полный отказ от них, точную экономическую оптимизацию технологического режима комплексной переработки помета и навоза, поскольку применяемые для управления полученные из результатов исследований рассматриваемых технологических процессов математические соотношения и используемые в них измеряемые и формируемые сигналы и константы несут в себе точную и полную информацию об управляемом процессе.A waste-free poultry and pig breeding complex with its own feed and energy production provides significant savings in purchased feed and energy and even completely eliminates them under certain conditions, accurate economic optimization of the technological regime for the integrated processing of litter and manure, since the control processes obtained from studies of the processes under consideration mathematical relationships and the measured and generated signals and constants used in them carry full-time and complete information about the controlled process.
Таким образом, предлагаемым комплексом осуществляется новая, технически и экономически высокоэффективная совокупность автоматизированных технологий совместного производства кормовых добавок, энергоносителей и удобрений из птичьего помета и свиного навоза. При этом одновременно полностью решаются становящиеся весьма актуальными для промышленного птицеводства и для промышленного свиноводства следующие задачи.Thus, the proposed complex implements a new, technically and economically highly effective combination of automated technologies for the joint production of feed additives, energy carriers and fertilizers from bird droppings and pig manure. At the same time, the following tasks, which become very relevant for industrial poultry farming and for industrial pig breeding, are completely solved at the same time.
1. По возможности более полное прекращение бессмысленного расходования предприятием недоиспользованной химической энергии корма птицей и животными в виде простого вывоза птичьего помета и свиного навоза с территории птицефабрики и свиноводческого комплекса.1. If possible, a more complete cessation of the senseless expenditure by the enterprise of underutilized chemical energy of feed for poultry and animals in the form of a simple removal of poultry manure and pig manure from the territory of the poultry farm and pig-breeding complex.
2. Дополнительное использование теплоты отработанного воздуха птичника для аэрационной технологии производства гумуса из одной части птичьего помета и свиного навоза путем его аэробного сбраживания.2. Additional use of the heat of exhaust air from the house for aeration technology for the production of humus from one part of bird droppings and pig manure by aerobic digestion.
3. Дополнительное энергосбережение на предприятии в результате извлечения из другой части помета и навоза биогенной энергии (органический газ метан) путем его анаэробного сбраживания.3. Additional energy saving at the enterprise as a result of extraction from another part of the litter and manure of biogenic energy (organic gas methane) by means of its anaerobic digestion.
4. Дополнительное энергосбережение на предприятии в результате извлечения техногенной энергии (смесь неорганических горючих газов, дизельное топливо) методом низкотемпературного пиролиза после удаления избыточной влаги из третьей части помета и навоза.4. Additional energy saving at the enterprise as a result of the extraction of technogenic energy (a mixture of inorganic combustible gases, diesel fuel) by the low-temperature pyrolysis method after removal of excess moisture from the third part of the litter and manure.
5. Производство коммерчески привлекательного для производителей растениеводческой сельскохозяйственной продукции экологически чистого органического удобрения путем низкотемпературной сушки четвертой части помета и навоза.5. The production of environmentally friendly organic fertilizers commercially attractive for crop producers by low-temperature drying of the fourth part of manure and manure.
6. Существенная экономия комбинированного корма, прежде всего для свиней, а также для птицы, за счет использования биоконверсной энергии из остальной части производимого птицей помета и подмешиваемого в основной комбикорм для птицы и свиней, а также за счет белковой энергетически ценной добавки на основе высушенных навозных червей.6. Significant savings in combined feed, especially for pigs, as well as for poultry, due to the use of bioconvertive energy from the rest of the litter produced by the bird and mixed into the main feed for poultry and pigs, as well as due to protein-based energy-valuable additives based on dried manure worms.
7. Очистка от вредной микрофлоры и от неприятных запахов воздушной среды вокруг каждого птичника и свинарника и в районе размещения птицефабрики и свинокомплекса.7. Cleaning from harmful microflora and from unpleasant odors of the air around each house and pigsty and in the area where the poultry farm and pig complex are located.
8. Окончательное устранение серьезной экологической проблемы современного промышленного птицеводства и свиноводства по отравлению сырым птичьим пометом и свиным навозом прилегающих к птицефабрике и свиноводческому комплексу земельных территорий.8. The final elimination of the serious environmental problems of modern industrial poultry and pig breeding due to poisoning with raw bird droppings and pig manure adjacent to the poultry farm and pig breeding complex of land territories.
Очевидно, что предлагаемая технология является системой отдельных автоматизированных технологий переработки птичьего помета и свиного навоза. Она естественным образом предполагает перераспределение их усилий в разное время года: летом - в основном действуют метантенки (в южных регионах страны) и аграрная система, осенью и весной - упор на производство биогумусных и сухих неорганических удобрений, зимой - производство кормовых добавок и комбинированных кормовых смесей (также и про запас) и пиролизных энергоносителей. Агрокомплекс действует весной и летом. Цех по производству навозных червей и кормоцех может работать круглогодично.It is obvious that the proposed technology is a system of separate automated technologies for processing poultry manure and pig manure. It naturally implies a redistribution of their efforts at different times of the year: in the summer - mainly digesters (in the southern regions of the country) and the agricultural system operate, in the fall and spring - emphasis on the production of biohumus and dry inorganic fertilizers, in the winter - the production of feed additives and combined feed mixtures (also in reserve) and pyrolysis energy. The agricultural complex operates in spring and summer. The workshop for the production of dung worms and the feed workshop can operate year-round.
В результате реализации описанной технологии на птицефабрике и на свиноферме сельскохозяйственное предприятие вместо тяжелых проблем с экологически опасным полужидким птичьим пометом и свиным навозом получает новые полезные и вполне товарные продукты, ориентированные прежде всего на собственное потребление при производстве кормов и энергии. Это - гумус в компосте, влажное органическое удобрение, сухое органическое удобрение, сухое неорганическое удобрение, горючий газ метан, смесь горючих газов и дизельное топливо, биологическая белковая добавка на основе сухих червей, высококалорийные комбикорма собственного производства для птицы и свиней.As a result of the implementation of the described technology at the poultry farm and at the pig farm, instead of severe problems with environmentally hazardous semi-liquid poultry manure and pig manure, it receives new useful and quite marketable products, oriented primarily to their own consumption in the production of feed and energy. These are humus in compost, wet organic fertilizer, dry organic fertilizer, dry inorganic fertilizer, combustible gas methane, a mixture of combustible gases and diesel fuel, a biological protein supplement based on dry worms, and high-calorie compound feeds for poultry and pigs.
Энергоносители преобразуются в тепловой электрической станции прежде всего в высокотехнологичную электрическую энергию и в неизбежно возникающую при этом преобразовании тепловую энергию. Первая может быть использована в любых технологических процессах: при электропитании систем компьютерной автоматизации, при электроосвещении, при электрическом инфракрасном локальном (местном) обогреве цыплят и поросят и т.п., вторая - в тепловых технологических процессах: при обеспечении микроклимата помещений и общего обогрева птичников и свинарников, при горячем водоснабжении и т.п.Energy carriers are converted in a thermal power plant primarily into high-tech electrical energy and into the thermal energy that inevitably arises from this transformation. The first can be used in any technological processes: for power supply of computer automation systems, for electric lighting, for electric infrared local (local) heating of chickens and piglets, etc., the second - in thermal technological processes: for ensuring the microclimate of rooms and general heating of poultry houses and pigsties, with hot water supply, etc.
Полностью решается проблема экологической, в большой степени кормовой и частично энергетической безопасности крупного сельскохозяйственного предприятия, существенно повышается его прибыльность за счет значительного снижения себестоимости кормов, энергетических эксплуатационных затрат. Возникает по-настоящему безотходное, культурное, энергетически и экономически высокоэффективное агропромышленное производство с практически замкнутым технологическим циклом и одними только выходами товарной продукции.The problem of environmental, to a large extent fodder and partly energy security of a large agricultural enterprise is completely solved, its profitability is significantly increased due to a significant reduction in the cost of feed, energy operating costs. A truly non-waste, cultural, energy and economically highly efficient agricultural production with almost a closed technological cycle and only outputs of marketable products.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009100452/21A RU2423826C2 (en) | 2009-01-13 | 2009-01-13 | Complex of waste-free poultry farming and swine breeding with own production of fodders and energy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009100452/21A RU2423826C2 (en) | 2009-01-13 | 2009-01-13 | Complex of waste-free poultry farming and swine breeding with own production of fodders and energy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009100452A RU2009100452A (en) | 2010-07-27 |
| RU2423826C2 true RU2423826C2 (en) | 2011-07-20 |
Family
ID=42697622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009100452/21A RU2423826C2 (en) | 2009-01-13 | 2009-01-13 | Complex of waste-free poultry farming and swine breeding with own production of fodders and energy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2423826C2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2490878C2 (en) * | 2011-09-30 | 2013-08-27 | Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) | Method and device for preparing economical feed for livestock and poultry |
| RU2501207C1 (en) * | 2012-04-04 | 2013-12-20 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) | Method of production of crop products in cultivation facilities and methane using bioenergy potential of liquid manure |
| RU2519853C2 (en) * | 2012-05-15 | 2014-06-20 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) | Method of waste disposal in complex of wasteless poultry and livestock husbandry with own fodder production |
| RU2536449C1 (en) * | 2013-07-18 | 2014-12-27 | Александр Адамович Лемешевский | Biocomplex |
| RU2542301C1 (en) * | 2013-07-18 | 2015-02-20 | Александр Адамович Лемешевский | Biocomplex |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2462864C2 (en) * | 2010-11-01 | 2012-10-10 | Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) | Device of formulation of economical feed ration and economical feeding animals and birds |
-
2009
- 2009-01-13 RU RU2009100452/21A patent/RU2423826C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2490878C2 (en) * | 2011-09-30 | 2013-08-27 | Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) | Method and device for preparing economical feed for livestock and poultry |
| RU2501207C1 (en) * | 2012-04-04 | 2013-12-20 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) | Method of production of crop products in cultivation facilities and methane using bioenergy potential of liquid manure |
| RU2519853C2 (en) * | 2012-05-15 | 2014-06-20 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) | Method of waste disposal in complex of wasteless poultry and livestock husbandry with own fodder production |
| RU2536449C1 (en) * | 2013-07-18 | 2014-12-27 | Александр Адамович Лемешевский | Biocomplex |
| RU2542301C1 (en) * | 2013-07-18 | 2015-02-20 | Александр Адамович Лемешевский | Biocomplex |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009100452A (en) | 2010-07-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Santonja et al. | Best available techniques (BAT) reference document for the intensive rearing of poultry or pigs | |
| Rotz | Management to reduce nitrogen losses in animal production | |
| Philippe et al. | Review on greenhouse gas emissions from pig houses: Production of carbon dioxide, methane and nitrous oxide by animals and manure | |
| Gerber et al. | Technical options for the mitigation of direct methane and nitrous oxide emissions from livestock: a review | |
| Cederberg | Greenhouse gas emissions from Swedish production of meat, milk and eggs 1990 and 2005 | |
| Novak et al. | Greenhouse gases and ammonia emissions from organic mixed crop-dairy systems: a critical review of mitigation options | |
| Sommer et al. | Algorithms determining ammonia emission from buildings housing cattle and pigs and from manure stores | |
| Oenema et al. | Gaseous nitrogen emissions from livestock farming systems | |
| Fontenot et al. | Alternative utilization of animal wastes | |
| RU2423826C2 (en) | Complex of waste-free poultry farming and swine breeding with own production of fodders and energy | |
| Tran et al. | Nitrogen turnover and loss during storage of slurry and composting of solid manure under typical Vietnamese farming conditions | |
| Vonk et al. | Methodology for estimating emissions from agriculture in the Netherlands.: Calculations of CH4, NH3, N2O, NOx, PM10, PM2. 5 and CO2 with the National Emission Model for Agriculture (NEMA) | |
| CN101928163B (en) | Controlled composting system for removing teracycline antibiotic residues from livestock manures | |
| Misselbrook et al. | Opportunities for reducing environmental emissions from forage-based dairy farms | |
| Sommer et al. | Greenhouse gas emissions from animal manures and technologies for their reduction | |
| Huaitalla et al. | Pig husbandry and solid manures in a commercial pig farm in Beijing, China | |
| Philippe et al. | Influence of permanent use of feeding stalls as living area on ammonia and greenhouse gas emissions for group-housed gestating sows kept on straw deep-litter | |
| RU2327675C1 (en) | Method and device for control of economic processing of poultry manure in industrial poultry farming | |
| Sarker et al. | Waste management of commercial poultry farms in Bangladesh | |
| Weiske | Survey of technical and management-based mitigation measures in agriculture | |
| Ndelekwute et al. | Potentials of earthworm and its by-products in animal agriculture and waste management-a review. | |
| Miles et al. | On-farm resources and renewable energy in broiler chicken production: Brinson farms case study | |
| Powers et al. | Quantifying greenhouse gas sources and sinks in animal production systems | |
| Bates et al. | Agriculture: methane and nitrous oxide | |
| Novak et al. | Greenhouse gases and ammonia emissions from organic mixed crop-dairy systems: A critical review of mitigation options |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120114 |