Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время большая часть поголовья скота в Ставропольском крае содержится в малых фермерских (крестьянских) и личных подсобных хозяйствах. Однако численность скота в них может быть существенно увеличина при одновременном росте продуктивности.
Одной из причин, сдерживающих рост поголовья и повышение его продуктивности, является дефицит качественных кормов и несбалансированность кормовых рационов, особенно рационов зимнего периода содержания скота.
Наибольший выход кормовых единиц с гектара обеспечивает кукуруза, убираемая в фазе молочно-восковой и восковой спелости на зерно-стержневую кормосмесь (ЗСКС) с дозированным содержанием клетчатки. В 1 кг сухого вещества такой смеси, называемой в англоязычной литературе Corn Cob mix (ССМ), содержится до 13,3 МДж обменной энергии.
Однако дешевый и эффективный корм, каким является ЗСКС, не заготавливают и не применяют в хозяйствах с ограниченным поголовьем скота, поскольку известные технологии и существующие средства механизации ориентированы на заготовку больших объемов корма. В этой связи теоретические и экспериментальные исследования по созданию производительного и надежного в эксплуатации малогабаритного измельчителя початков, разработке эффективной технологии приготовления зерностержневои кормосмеси и доступных методов хранения ее в условиях крестьянских фермерских и личных подсобных хозяйств являются актуальными.
Исследования проводились по тематике НИР Ставропольского ГАУ в рамках государственной «Программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации на 2001—2007 гг.».
Целью исследования является разработка технологии и технических средств приготовления и хранения зерностержневои кормосмеси из початков молочно-восковой и восковой спелости в крестьянских фермерских и личных подсобных хозяйствах.
Объект исследования — технология, средства механизации и оборудование для приготовления и хранения зерностержневои кормосмеси из початков кукурузы.
Предмет исследования составили закономерности технологических процессов и конструктивно-режимные параметры технических средств и оборудования приусадебного приготовления зерностержневои кукурузной смеси с закладкой ее в малообъемные хранилища или гибкие упаковки (пакеты).
Научная новизна заключается в определении анизотропных свойств початков кукурузы молочно-восковой и восковой спелости как объекта измельчения; уточнении закономерностей измельчения початков дисковым ножевым измельчителем; разработке технологии скоростного приготовления зерностержневой кормосмеси; установлении типораз-мерного ряда малообъемных приусадебных хранилищ и составлении алгоритма расчета их объема и конструкции; проведении сравнительной оценки порционного хранения влажной кормосмеси в различных видах упаковок; расчете энергозатрат на приготовление ЗСКС.
Практическая значимость и реализация результатов работы представлена:
рекомендациями по скоростному приготовлению ЗСКС с закладкой и хранением ее в малогабаритных приусадебных хранилищах и гибких упаковках;
установлением конструктивно-режимных параметров одно- и двухступенчатых измельчителей початков молочно-восковой и восковой спелости (патент на полезную модель № 45226, патент на изобретение № 2272400);
энергосберегающей и экономически эффективной технологией приусадебного приготовления и хранения ЗСКС, нашедшей применение в крестьянских (фермерских) и личных подсобных хозяйствах Ставропольского края.
На защиту выносятся:
определение анизотропных свойств початков кукурузы молочно-восковой и восковой спелости как объекта измельчения, а именно: установление удельного сопротивления зерна и стержня початка резанию лезвием в зависимости от направления воздействия;
рациональные параметры конструкции и оптимальные режимы работы одно- и двухступенчатого дискового ножевого измельчителя початков кукурузы влажностью 35—45 %;
обоснование типоразмерного ряда и предложенный алгоритм расчета приусадебных хранилищ для ЗСКС;
динамика тепло- и влагопереноса в массиве кормосмеси при закладке и хранении ее в приусадебных хранилищах и гибких упаковках (пакетах);
технология скоростного приготовления и пути снижения энергозатрат на производство зерностержневой кормосмеси в условиях крестьянских (фермерских) и личных подсобных хозяйств.
Реализация результатов исследований. Предложена технология и составлены рекомендации по скоростному приготовлению зерностержневой кормосмеси с закладкой и хранением ее в малогабаритных приусадебных хранилищах или в гибких упаковках.
Подготовлена документация и изготовлены макеты действующих дисковых ножевых измельчителей початков. Технология приготовления и хранения ЗСКС с применением измельчителя предлагаемой конструкции прошла производственную проверку в крестьянских (фермерских) хозяйствах Петровского, Благодарненского, Грачевского районов Ставропольского края.
Стенд и методика определения анизотропных свойств початков кукурузы как объекта измельчения включены в программу лабораторных работ студентов Ставропольского ГАУ, обучающихся по специальности «Агроинженерия» (дисциплины СД.02 «Механизация и технология животноводства» и СД.01 «Технология и технические средства в сельском хозяйстве»).
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на II и IV Российских научно-практических конференциях «Физико-технические проблемы создания новых технологий в АПК» (г. Ставрополь, 2003, 2007); на 68 и 69-й научно-практических конференциях СтГАУ (Ставрополь, 2004 и 2005); на Международной научно-технической конференции (Ставрополь, 2005); на Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы и перспективы развития агропромышленного комплекса» (ДонГАУ, 2005); награжден дипломом II степени на 8-й Международной агропромышленной выставке «Агроуниверсал 2006»; диплом на международной выставке-конгрессе высокие технологии, инновации, инвестиции (г. Санкт-Петербург, 2006); дипломант Всероссийского смотра-конкурса на лучшую аспирантскую научную работу по направлению «Агроинженерия» (Москва, 2007); победитель программы «Участник Молодежного научно-инновационного конкурса» («УМНИК») (Ставрополь, 2007).
Публикация результатов исследований. По основным результатам диссертации опубликовано 9 печатных работ, в их числе патент на изобретение и патент на полезную модель.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы из 106 наименований и приложений. Работа изложена на 152 страницах, содержит 60 рисунков, 32 таблицы.
