Системы автоматического кормления для КРС. Часть 1

Растущее поголовье дойных коров и КРС на откорме в сельскохозяйственных предприятиях ведут к увеличению затрат рабочего времени. Чтобы быть способным выполнять цели касательно сокращения рабочего времени и его гибкости, облегчения труда и обеспечения потребностей каждого животного в стаде, растущие предприятия выбирают автоматизацию рабочих процессов. Примером является автоматическое доение, которое за последние 20 лет приобрело большое значение, особенно в регионах со средним поголовьем коров. Но и автоматизация кормления посредством автоматических кормовых систем находит все большее распространение. По оценкам, в данный момент по всей Европе уже используется около 1000 установок (Бонсельс и др., 2013). Баварские предприятия тоже все больше и больше инвестируют в это оборудование. До конца 2014 года количество автоматических систем кормления в этом регионе должно превысить 100, хотя по данным фирм весной 2011 года в этом регионе работало только 22 кормовых центра.

Как показал опрос Института с.-х. техники и животноводства Баварской службы сельского хозяйства, проведённый весной 2011 года,мотивация при выборе автоматических кормовых систем у 21-го опрошенного фермера была разной. В то время как большинство руководителей предприятий с точки зрения бизнеса особенно хотели достичь снижения физических нагрузок на раздачу кормов, снижения затрат рабочего времени и гибкости в рабочем распорядке, целью также была экономия затрат на строительство и механизацию. Кроме этих экономических и технологических аспектов для животноводов были важны преимущества для их животных. Большинство положительно оценивает возможность многоразовой раздачи свежесмешанного рациона и надеется, что благодаря этому в кормушках будет меньше остатков. За счет возможности кормления по группам продуктивности руководители предприятий стремятся получить лучшую конверсию полносмешанного рациона. Около половины опрошенных фермеров помимо кормления автоматизировали также доение. Некоторые руководители хотели бы благодаря более частой раздаче кормов получить повышение активности стада и, как следствие, более высокую и равномерную нагрузку их автоматической доильной системы в течение дня (Обершацл, 2012, Зифер, 2012).

Но какие же технические возможности есть на данный момент, чтобы удовлетворить ожидания фермеров? И какие аспекты нужно учитывать при планировании автоматической кормовой системы? Ответы на эти вопросы будут даны в этой памятке.

Автоматические кормовые системы

На данный момент на рынке представлены различные системы автоматического кормления. Их можно комбинировать и устанавливать в соответствии с индивидуальными запросами предприятия. Различают три ступени автоматизации:

1. Ступень автоматизации І подразумевает, что стационарный кормосмеситель должен заполняться с помощью мобильной техники из силосной траншеи. Преимущество этого варианта в том, что разные продуктивные группы животных могут получать корм автоматически, но заполнение кормового миксера всё так же требует затрат времени.
2. Ступень ІІ отличается возможностью многоразового кормления всех продуктивных групп на протяжении дня, то есть фермер больше не привязан по времени к загрузке кормов в миксер. Но ёмкости для хранения запаса кормов – это важный пункт затрат.
3. Полностью автоматизированное кормление ступени ІІІ до настоящего времени реализуемо только в соединении с силосной башней или ямой, которые в строительстве и с точки зрения энергозатрат являются сравнительно дорогими. Рис. 1 даёт обзор различных технологий в производственной цепочке для реализации различных ступеней автоматизации.

Обзор систем

Для автоматического кормления крупного рогатого скота были разработаны различные технические решения (рис. 2). Хотя для кормления в соответствии с индивидуальными потребностями животного разработан прототип в форме считывающей станции (система Atlantis фирмы Lely), он перестал поддерживаться, поэтому в данное время применяются исключительно системы, нацеленные на групповое кормление, когда группа однотипных животных получает одинаковый рацион на кормовой стол много раз в день.

Системы для группового кормления разделяют на стационарные и мобильные. Значительное различие между этими системами заключается в наличии ёмкостей для предварительного хранения и в системе смешивания, которая может быть такой же, как и в традиционных миксерах (горизонтальной, вертикальной, миксер свободного падения). Следующие критерии различия – способы выгрузки кормовой смеси (кормовая лента, кормораздатчик на рельсах, самоходный кормораздатчик или смеситель-кормораздатчик) и системы привода (кабель, электрорельсы, батареи, двигатель внутреннего сгорания).

Стационарные системы привязаны к месту. Здесь корм передаётся из стационарного миксера без того, что сам миксер движется к целевому месту. К таким причисляют разработанные в 60-х годах и применяемые ранее в крупных предприятиях Восточной Германии кормовые ленты. Их монтируют над кормушками. Корм с помощью транспортера перемещается над кормовым столом и сбрасывается оттуда подвижным толкателем (рис. 3). Например, такие системы предлагаются фирмой GEA. Также применяется раздача кормовой смеси рельсовым кормораздатчиком. Если стационарный миксер должен наполняться фермером механически, количество рационов будет ограниченным (ступень І). Часто на практике производится 2-3 смеси, из которых последняя для высокопродуктивных коров раздаётся несколько раз в день. Но если наполнение миксера происходит автоматически и без необходимости присутствия обслуживающего персонала (ступени ІІ + ІІІ), в зависимости от технических возможностей может замешиваться и раздаваться больше разновидностей рационов для разных групп продуктивности.

Широкое распространение на практике нашли стационарные системы с кормораздатчиками или миксерами-кормораздатчиками на рельсах. Они применяются прежде всего в скандинавских странах. Система на рельсах состоит из кормораздатчика (с или без функции смесителя) и емкостей для хранения или смешивания (рис. 4). Посредством рельса, выключателей и контактных позиций определяются необходимые отрезки пути. Тележка автоматически наполняется отдельными компонентами из бункеров для хранения или бункеров миксера. В заключении рацион предлагается соответствующей группе животных.

В зависимости от технического оснащения ёмкости для хранения или смешивания могут наполняться механически с помощью тракторов или автоматически из вертикальных или подземных силосных башен. Таким же способом возможно производство и раздача многих рационов в день (ступень ІІ). Различные производители интенсивно занимаются дальнейшей разработкой этой системы.

Мобильные системы отличаются. Здесь можно различить два варианта: передвигающийся мобильно кормораздатчик с предварительно установленным стационарным миксером и передвигающийся мобильно кормосмеситель. Как пример для первого можно назвать Multifeeder V4 Cormall-CCCRobot. Здесь речь идет об автономно передвигающемся кормораздатчике, который ездит самостоятельно. Устройство управляется посредством индукционных лент в земле и сенсоров. Эта машина может по данным производителя обслуживать до 800 коров. Работает Multifeeder V4 на дизельном моторе. Этот вариант может также управляться фермером вручную (рис 5). Также система Inovado от Schuitemaker работает по подобному принципу. Устройство может самостоятельно наполнять свой бункер из силосной траншеи.

Производитель Lely также презентовал весной 2012 года автономную систему (Vector) (рис. 6). Этот самоходный кормосмеситель на батареях наполняется в кормовом складе с помощью грейфера, смешивает компоненты, включенный в электрическую цепь. Потом едет на заряде батареи по металлическим лентам в почве в коровник, с помощью ультразвуковых датчиков передвигается вдоль кормового стола и распределяет по нему рацион. Особенность Vector от Lely в его способности оценивать благодаря сенсорам остатки кормов на кормовом столе и насыпать новый корм, учитывая остатки. А далее этот прибор пододвигает корм на кормовом столе.

Техника

Процедурные звенья производственной цепи

Рассмотрим подробнее отдельные звенья возможных производственных цепей автоматических кормовых систем из рис. 1.

Выемка и транспортировка

Для быстрой выемки и бесперебойной транспортировки компонентов необходимо учитывать следующие моменты:

• Приборы для выемки с высокой способностью к удерживанию (ковши с челюстным захватом, ковши-резаки, ковши с режущей кромкой àоборудование, которое закрепляется спереди или сзади на трактор или погрузчик)
• Короткие пути от кормового склада к области предварительного хранения или смешивания
• Твёрдое покрытие дорожек

Промежуточное хранение

Промежуточное хранение компонентов может осуществляться в отдельных ёмкостях или под навесом с загрузкой с помощью крана. Последний концепт представлен фирмой Lely. Для такого способа хранения компонентов рекомендуется по возможности просторный зал, который может быть оборудован тремя различными вариантами кранов с грейферами (кран на рельсе, мостовой кран, портальный кран). Чаще всего, всё же, корма хранят в предварительных бункерах. Их строение различно у разных производителей. Таблица 1 даёт обзор различных производителей.

Хранение силосов в бункерах может осуществляться насыпью или, в зависимости от производителя, в рулонах или блоках. Но всё-таки рекомендуется хранить силос в блоках или рулонах, чтобы доступ воздуха и,тем самым, микробиальные изменения в них были минимальными. Размеры бункеров для предварительного хранения рассчитываются для отдельных кормовых компонентов в рационе. В этом может помочь следующая формула:

ОБ = П * КК * (1/ρ) * (1/n) * (1/Vпол) * 100, где
ОБ – объём бункера,
П – поголовье животных,
КК – количество компонента на голову в день (кг/гол/день)
ρ – плотность компонента (кг/м3)
n – частота наполнения бункера в день
Vпол – полезный объём бункера (%)

В таблице 2 представлен необходимый объём для хранения травяного и кукурузного силоса (выемка с помощью грейфера) в зависимости от различного поголовья. Травяной силос здесь имеется ввиду, заготовленный в прицеп (не рулон), а кукурузный – измельченный (не рулон).

Смешивание

Смешивание рационов может осуществляться в зависимости от системы кормления с помощью стационарных миксеров, кормосмесителей на рельсах или мобильных миксеров. Они работают по тем же принципам, что известны в традиционных кормосмесителях (вертикальные, горизонтальные, свободного падения). В соответствии с устройством кормовой системы миксер может наполняться кормами по транспортерной ленте из бункеров предварительного хранения. Под транспортёрами могут собираться остатки кормов – особенно от очень мелкого сырья, например, сена люцерны – и вести к остановке работы оборудования. Чтобы снизить неточности дозировки компонентов в миксере, транспортёры могут быть оборудованы весами, у которых тоже есть свои слабые места.

Выбор системы смешивания должен осуществляться в зависимости от имеющихся и применяемых компонентов (учитывать длину соломы, сена, травяного силоса!). Для хорошего качества смешивания рационов рекомендуется длина стеблей кормового сырья в 3-4 см. Поскольку же при заготовке длина стеблей часто составляет около 15 см, необходимо измельчение компонентов. Чтобы иметь возможность выполнить это требование, нужна установка дополнительного измельчающего оборудования на кормовую технику, а в миксере можно использовать только исключительно измельченный материал. Благодаря этому достигают наименьшего износа техники. Произвольные настройки числа оборотов могут обеспечить лучшие способности к опорожнению бункера смесителя при выгрузке рациона, а значит снизить количество остатков. Многие системы способны выравнивать отклонения кормовых компонентов в рационе при следующем замесе.

Транспортировка и распределение

Применяются следующие устройства для транспортировки и распределения (см. рис.1):

• Транспортерная лента
• Стационарный кормораздатчик
• Стационарный кормосмеситель и кормораздатчик
• Мобильный кормораздатчик
• Мобильный кормосмеситель и кормораздатчик.

В зависимости от выбранной системы (см. рис.2) существуют определённые требования к ширине кормового стола (таблица 3). Здесь идёт речь о функциональных размерах, которые себя оправдали. Но при этом нужно учитывать, что если кормовая система выйдет из строя, должна быть возможность подъезда к кормовому столу на погрузчике. Также, если кормовой стол слишком узкий, существует опасность смешивания рационов двух стоящих напротив разных групп продуктивности. Некоторые производители предлагают для узких кормовых столов возможность выгрузки с обеих сторон, для чего нужна только рельса, расположенная над кормовым столом по центру, и благодаря чему можно одновременно раздавать корм на два расположенные напротив ряда кормушек.

В зависимости от оборудования для раздачи корма необходима разная несущая конструкция со своими требованиями к статике. Передвигающийся по рельсам смеситель-кормораздатчик требует, например, усиленную несущую конструкцию в качестве исключительно устройства для раздачи корма. Рельсовая конструкция, по которой движется раздатчик, может кроме всего остального, быть гальванизированна, что в таком исполнении может привести к истиранию материала, который не должен попасть в корм. Поэтому должны быть продуманны соответствующие меры предосторожности.

Приводные системы для кормосмесителей и кормораздатчиков

В зависимости от ситуации на предприятии производители автоматических кормовых систем предлагают различные приводные системы для обеспечения энергией. Наибольший выбор есть для рельсовых кормовых систем. К приводам есть целый ряд требований, также как они обладают своими преимуществами и недостатками (таблица 4). Мобильные кормовые роботы могут работать на дизельном моторе или электромоторе на аккумуляторах. Также системы с транспортерными лентами работают на электромоторах от электрической сети.

*Таблицы прикреплены в комментариях 

Продолжение - ЧАСТЬ 2

Источник: soft-agro.com