Теоретические предпосылки создания нового устройства водоподготовки в помещениях содержания КРС»

THE USE OF COMPLEX MIXTURES FOR THE PRODUCTION OF SAUSAGES

© 2015

D. К. Nagarokova, the student of the second course of the faculty of redoing technologies D. S. Shkhalakhov, the student of the fifth course of the faculty of redoing technologies

Kuban state agrarian university, Krasnodar

Annotation. The article mentioned that the development of market relations entails an increase in the production of high quality gourmet meat products. The comparison of volumes of production of smoked sausages in 2010, 2013 and 2014. It is said that to ensure proper ripening process raw materials must be dry and the overall level of contamination should be as low as possible. Also lists the criteria that are decisive when choosing low fat of raw meat: processing is only allowed meat with guaranteed hygiene status; fresh meat not used, instead it allowed the cooled product; not used DFD-meat; the meat should be dry; when defrosting is necessary to give the meat to break free from meat juice. This article includes recommendations that should guide the choice of fatty raw materials.

The mixture for the ripening of raw sausages are a mixture of spices, ingredients and additives, which are used to control the ripening process and taste the product and also to achieve safe production. The article describes the criteria based on which the selection of the suitable of sugars, fats. Shows the comparison of the formation of lactic acid in dry sausage without sugar and with the addition of 1% of various sugars, respectively; pH reduction in dry sausage without sugar and with the addition of 1% of these sugars, respectively; the effect of different dosage of dextrose at a pH of dry sausages.

For the formation of taste in the recipe smoked sausage using spice. For example, pepper is for dry sausages the main spice. In many regions as such an additive is often used garlic. Paprika is mainly used in the Hungarian and Spanish varieties of dry sausages. In the technology of raw sausages is important is the use of starter cultures that make the production process faster, more economical and vosproizvodimoe and safer. The introduction to the recipe, smoked sausages specially selected mixes for the maturation contributes to the acceleration of technological process, quality improvement.

Keywords: fatty components, the quality of meat raw materials, complex mixes, sugar, smoked sausage, the formation of taste, fatty raw materials, adipose tissue, fat, meat products, starch charitycase, a mixture of smoked sausages.

УДК 662.99

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ НОВОГО УСТРОЙСТВА ВОДОПОДГОТОВКИ В ПОМЕЩЕНИЯХ СОДЕРЖАНИЯ КРС»

© 2015

В. Л. Осокин, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Электрификация и автоматизация» Ю. М. Макарова, аспирант

Нижегородский государственный инженерно-экономический университет, Княгинино

Аннотация. В настоящее время процесс поения животных считается одним их высокоавтоматизированных, а используемые технологии не обеспечивают соблюдение зоотехнических требований и не эффективны по эксплуатационным и энергетическим показателям. Было установлено по проведенным исследованиям ученых которые внесли в эту сферу большой вклад, что обеспечение животных в достаточном количестве хорошей, подготовленной и подогретой водой, позволяет увеличить производительность коров молочного направления.

В статье отмечено, что температура воды является одним из основных показателей ее качества. Приведены данные исследований И. Н. Нурминского и А. К. Скороходько о влиянии температуры воды на производительность коров молочного направления.

Подогрев воды в помещениях для содержания КРС осуществляется электронагревательными элементами или созданием постоянного протока в водопойном корыте. При таком способе наблюдается перегрев воды и прерывание процесса поения. Указано, что ручная регулировка подачи воды в проточных поилках способствует значительному непроизводственному ее расходу. Для устранения этого недостатка в статье предлагается к вниманию теплообменник комбинированного типа. На рисунках представлено технологическое размещение установки и участок теплообменника в разрезе. Рассмотрен принцип его действия и приведены основополагающие расчеты, которые подтверждают целесообразность применения устройства и то, что той мощности и того количества тепловой энергии, которую выделяют животные, достаточно для подогрева воды, необходимой для поения. В статье

описываются конструктивные особенности рассматриваемой установки: для увеличения площади нагрева труба оснащена оребрением, тем самым уменьшается время нагрева. В заключение был проведен анализ теоретических расчетов и сделаны соответствующие выводы.

Ключевые слова: водоподготовка, модернизация, корова, поение, поилка, эффективность, электронагревательные элементы, труба, оребрение, теплообменник комбинированного типа, установка, температура воды, тепловая энергия, подогретая вода, температура воздуха.

В настоящее время процесс поения животных считается одним их высокоавтоматизированных. Однако используемые технологии не обеспечивают соблюдение зоотехнических требований к процессу или не эффективны по эксплуатационным и энергетическим показателям, т. е. наблюдается рост потребления электрической энергии с.-х. предприятиями.

Исследованиями было установлено, что обеспечение без сбоев животных в достаточном количестве хорошей, подготовленной и подогретой водой позволяет увеличить производительность коров молочного направления на 10-15 %, уменьшить расход кормов на 3-5 %. Эти факты подтверждают важность и необходимость модернизации процессов во-доподготовки для животных и необходимость введения новых технических решений, которые направлены на повышение эффективности процесса водопод-готовки и, как следствие, снижение себестоимости производства молока [2, 3, 9, 16, 19]. Эти вопросам посвятили свои работы Мисинев В. С., Кашеков Л. Я, Радько В. А., Мамедов Э. С., Делягин В. Н.

Основным показателем качества питьевой воды для животных является ее температура. Поддержание необходимого оптимального значения в линиях автопоения осуществляется подогревом электронагревательными элементами или созданием постоянного протока в водопойном корыте. В поилках, которые оснащены электрическим подогревом, происходит частый выход из стоя температурного реле. Это приводит к перегреву воды и прерыванию процесса поения. Ручная регулировка подачи воды в проточных поилках способствует значительному непроизводственному ее расходу (2-3 м/сут.) [6, 11, 12, 13, 14, 15].

Для того чтобы устранить этот недостаток, предлагается в качестве устройства для подогрева воды использовать теплообменник комбинированного типа, который представляет собой трубу, оснащенную оребрением (рисунок 1). Для типового коровника на 200 голов размер устройства составит 55х5 м, с общей протяженностью 120 м. Для теплообменника предлагается использовать нержавеющую трубу AISI 304 (08Х18Н10) DIN 17455, 17457 диаметром 84 мм, толщиной стенок 2 мм. Вес трубы длиной 1 м составляет 4,11 кг.

Из всего этого общая масса трубы составит: Мт = Ьобщ • m = 120 • 4,11 = 493,2 кг.

Вместе с весом трубы необходимо учесть вес пластин, которыми выполнено оребрение. Для него предлагается использовать листы нержавеющей стали АШ 304 (08Х18Н10) размером 1500x3000 толщиной 1,5 мм. Из одного листа можно нарезать 24 полосы шириной 60 мм, общей длиной 1п = 72 м. Зная, что оребрение теплообменника выполнено двумя пластинами, а Ьобщ = 120 м, несложно подсчитать общую длину полосы Ьп.общ, которая составит 240 метров.

Количество листов нержавеющей стали для устройства (с учетом того, что при нарезке металла миллиметры будут скрадываться): ^тьобш. 240

Кл =

h

72

= 3,33 Si 4листа

Вес одного листа 54 кг, общий вес металлических пластин составит Мп = 216 кг.

Тогда масса устройства:

Му = Мт + Мп = 493,2 + 216 = 709,2 кг.

Объем воды, который вмещает устройство, составит 0,66 м3 или 655 594 см3 или 660 л. Ее вес -659 кг. Тогда масса установки с водой составит 1 368,2 кг. Вес устройства и с водой и без нее, не сконцентрирован в одной точке, а распределен равномерно по верхней части животноводческого помещения (это видно из рисунке 2), что говорит о том, что несущая конструкция помещения выдержит массу теплообменника и не нарушит её поддерживающих функций.

По данным профессора А. К. Скороходько, корова весом 400 кг с удоем 9 литров на нагрев 45 литров воды при температуре 0 градусов затрачивает 10,7 % тепла от общей теплопродукции или 15,6 % от энергии поддерживающего корма. На возмещение этих затрат животное должно дополнительно расходовать 445 г безазотных перевариваемых веществ, при этом необходимо иметь в виду, что холодная вода отнимает от тела животного больше тепла, чем холодный воздух этой же температуры. Им же установлено, что для лактирующих коров температура воды должна быть в пределах 8-12 °С, а для высокоудойных - 16 °С [5].

Выяснением влияния температуры питьевой воды на молочную продуктивность коров занимался И. Н. Нурминский. По его данным, поение коров опытной группы водой с температурой 0...2 °С и коров контрольной группы водой с температурой 8.12

°С снизило удой группы на 8,7 % по сравнению с контрольной группой [4].

Некоторую часть своей потребности в жидкости корова покрывает за счёт рациона.

В зависимости от содержания жидкости в корме корова дополнительно принимает значительное количество воды [1, 10]. Оно зависит, в свою очередь, от удоя и окружающей температуры. Коровы выпивают в среднем 5-8 л воды в минуту, при большой жажде - до 24 л/мин.

Одна корова в среднем в час выделяет 3 686 Дж тепловой энергии, это 0,88 ккал в час, тогда 200 голов в час выделяет 176 ккал, а в сутки они выделят 4 224 ккал, отсюда эти 200 голов в час выделяют 0,205 кВт энергии, а в сутки 4,92 кВт. Теплообменник вмещает в себя 660 литров воды. Из скважины летом подается вода температурой 10 °С. Из вышесказанного в среднем температура для поения должна составлять 14 °С. Отсюда понятно, что нам необходимо нагреть воду на 4 °С, тогда затрачиваемая энергия на подогрев:

1 ккал = 4,187 кДж = 4 187 Дж 660 кг • 4 °С = 2 640 ккал ^11 056 680 Дж = = 11053,68 кДж = 3,07 кВт-ч.

Подогрев воды для поения осуществляется, как правило, в отдельных баках, электрическими водонагревателями. В такой системе для того чтобы нагреть воду до нужной температуры за короткое время, необходимы мощные водонагреватели, около 4 кВт.

Требуемая мощность нагревателя зависит от производительности нагревательной линии и косвенно требуемого количества тепла [7, 8, 17, 18, 20]:

Р =  р - С - -

где W - производительность линии, м3/ч; р -средняя плотность воды в линии, кг/м3; с - удельная теплоёмкость воды, Вт/ кгс; 11 - температура подогретой воды, °С; 12 - температура охлажденной воды, °С.

Производительность линии может быть определена по формуле:

£ От.п. - суммарные теплопотери в циркуляционной линии, Вт/ч.

Теплопотери с поверхности распределительного трубопровода будут:

где Я - радиус трубопровода, м; 1р.т - протяженность трубопровода, м; Кр.тр - коэффициент теплопередачи трубопровода, Кр.тр = А/5;

Теплопотери водонагревательным блоком определяются по зависимости:

= Рн.б. • КнЛ • (¿н.б. - ¿м), где FH.fi - поверхность нагревательного блока, м2; tн.б. - температура нагревательного блока, °С; tн. - температура наружного воздуха, °С; Кн.б. - коэффициент теплопередачи корпуса водонагревательного блока. Корпус установки выполнен из нержавеющей стали, коэффициент теплопроводности этого материала составляет 16 Вт/(м°С) при 25 °С ). Коэффициент теплопередачи равен отношению коэффициента теплопроводности к толщине материала:

Особая конструкция рассматриваемого теплообменника (рисунок 1) и его размещение (рисунок 2) позволяют сократить время нагрева за счет увеличения площади нагрева.

Рисунок 1 - Теплообменник комбинированного типа

Количество тепла, которое должно воспроизводиться в нагревательном блоке, может быть определено по формуле:

О^н.в. Црас р с (бл ¿охл) + ^бл Кбл (бл ¿в),

где црас - циркуляционный расход воды в системе, м3/ч (Ярас = W - производительность системы; с - теплоемкость воды, Вт/ кг°С; ¿бл - температура воды в блоке; (охл - температура охлажденной воды, "С; Ебл - площадь поверхности корпуса блока, м2; Кбл - коэффициент теплопередачи корпуса блока, Вт/м2- °С; ¿в - температура воздуха в животноводческом помещении, °С.

р.т.

• 1„„ • К,

р.т.

р.тр

0вн

Рисунок 2 - Технологическое размещение устройства теплообменника

Для увеличения площади нагрева труба оснащена оребрением (рисунок 1), которое уменьшит время нагрева воды в устройстве. В рассматриваемом устройстве составит около 2-х часов, при мощности нагревателя (в нашем случает 200 голов коров) 0, 205 кВтч.

Анализ теоретических расчетов показывает, что животноводческое помещение для крупнорогатого скота удовлетворяет необходимым требованиям; производимой животными тепловой энергии достаточно для того, чтобы осуществить модернизацию системы водоподготовки. Для того чтобы обосновать теоретические предпосылки необходимо выполнить экспериментальные исследования.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кашелков Л. Я. Механизация водоснабжения животноводческих ферм. М. : Колос, 1976. 58 с.

2. Мисинев В. С., Мурашев С. И., Поляков С. И. Водоснабжение животноводческих ферм и пастбищ. М. : Колос, 1974. 335 с.

3. Радько В. А., Крашенникова Т. И. Влияние температуры (питьевой) воды на продуктивность животных // Науч.-техн.бюл. по электрификации сел. хоз-ва. 1979. №. 3. С. 19-22.

4. Нурминский И. Н. Применение подогрева и циркуляции воды в установках для поения скота посредством автопоилок: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Улан-уде, 1975.

5. Скороходько А. К. Гигиена сельскохозяйственных животных. М. : Сельхозгиз, 1950. 464 с.

6. Славин Р. М. Научные основы автоматизации производства в животноводстве и птицеводстве. М. : ВО «Агропромиздат», 1991. 396 с.

7. Курганов А. М., Федоров Н. Ф. Справочник по гидравлическим расчетам систем водоснабжения и канализации. Л. : Стройиздат, 1978. 423 с.

8. Веденяпин Г. В. Общая методика экспериментального исследования и обработка опытных данных. М. : Колос, 1973. 199 с.

9. Мамедов Э. С. Разработка методики оптимизации микроклимата в животноводческих и птицеводческих помещениях // Сборник известий. НАНА Гянджин-ский региональный научный центр. Гянджа : 2012. № 493. С. 65-69.

10. Мамедов Э. С. Тепловлажностный баланс животноводческих помещений // Материалы общереспубликанской конференции. Гянджа : АГАУ, 2013. С.138-140.

11. Тихомиров А. В. Энергоэффективные технические средства и оборудование в системах энергообеспечения объектов животноводства: Всероссийский научно-исследова-тельский институт механизации животноводства РАСХН, 2011. С. 43-49,

12. Хазанов Е. Е., Гордеев В. В., Хазанов В. Е. Модернизация молочных ферм. СПб. : ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии, 2008. 380 с.

13. Вторый В. Ф., Вторый С. В., Зайцев И. С. Мониторинг водопотребления - путь к снижению экологического ущерба при производстве молока. ГНУ Северо-Западный научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства Россельхозакадемии. Санкт-Петербург : 2011. С.104-109

14. Славин Р. М. Научные основы автоматизации производства в животноводстве и птицеводстве. М. : Колос, 1974. 455 с.

15. Цой Ю. А., Суюнгалиев Р. С., Мансуров А. А. Направления совершенствования энергосберегающих систем поения крупного рогатого скота при беспривязном содержании // Энергообеспечение и энергосбережение в с.-х. Всесоюзн. науч. исслед. ин-т электрификации сельского хозяйства. М. : 2006. Ч. 3. С. 132-136.

16. Мисинев В. С., Мурашев С. И., Поляков С. И., Поляков В. П., Барченков В. П., Карев В. В., Верещагин Ю. Д. Водоснабжение животноводческих ферм и пастбищ. М. : Колос, 1974. 299 с.

17. Поцелуев А. А. Ресурсосберегающие системы водообеспечения технологических процессов по обслуживанию крупного рогатого скота: диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Зерноград, 2011. 441 с.

18. Щербак Н. А. Обоснование параметров и режимов работы системы автопоения крупного рогатого скота при стойловом содержании: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Зерноград, 2005. 138 с.

19. Делягин В. Н. Обоснование рациональных температурно-влажностных режимов животноводческих помещений // Энергосбережение и энергоснабжение в сельском хозяйстве. Тр. 4-й Международной научно-технической конференции. М. : ГНУ ВИЭСХ, 2004. С. 250-255.

20. Скоркин В. К. Современные требования к управлению технологическими процессами на молочных фермах с целью повышения качества продукции // Вестник ВНИИМЖ. 2013. № 3. С. 4-13.

THEORETICAL BACKGROUND CREATE A NEW DEVICE WATER TREATMENT IN THE AREAS OF CATTLE BREEDING

© 2015

V. L. Osokin, the candidate of technical sciences, the associate professor, the head of the chair «Electrification and automatization» J. M. Makarova, the post-graduate student

Nizhniy Novgorod state engineering-economic university, Knyaginino

Annotation. Currently in the process of watering animals is considered to be one highly automated and the technology used does not allow compliance with zootechnical requirements and effective operational and energy performance. It was established by the research of scientists who have made this area a great contribution that the provision of animals in sufficient quantity, good prepared and heated water, allows to increase the productivity of dairy cattle.

The article noted that water temperature is one of the main indicators of its quality. The data from study I. N. Kur-minskogo and A. K. Skorokhod'ko on the influence of water temperature on performance of dairy cattle.

Hot water in the premises for cattle is carried out by electric heating elements or by creating a constant flow in a watering trough. With this method there is an overheating of the water and the interruption of the process of watering. Indicated that manual adjustment of water flow in a flow drinkers contributes to a significant non-production to its consumption. To eliminate this drawback is proposed in the article to the attention of the combined type heat exchanger. The figures represent technological install location and the area of the heat exchanger in cross section. The principle of its action and provides the underlying calculations which support the feasibility of use of the device and that the power and the amount of thermal energy that animals secrete, enough to heat the water needed for watering. This article describes the design features of the installation: to increase the area of the heat pipe equipped with fins, thereby reducing the heating time. In conclusion, an analysis was conducted of the theoretical calculations and conclusions are made.

Keywords: water treatment, upgrading, cow, watering, watering, efficiency, electric heating elements, pipe, flanges, heat exchanger combined type, installation, water temperature, thermal energy in the heated water, the temperature