Итоги научной деятельности гну ВНИИМЖ по механизации и автоматизации животноводства за 45 лет

УДК 631.171:636+001.891

ИТОГИ НАУЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ГНУ ВНИИМЖ ПО МЕХАНИЗАЦИИ И АВТОМАТИЗАЦИИ ЖИВОТНОВОДСТВА

ЗА 45 ЛЕТ

Г.К. Скоркин, канд. с.-х. наук, уч. секретарь

В статье дан анализ работы ГНУ ВНИИМЖ за 45 лет по разработке стратегий и концепций развития механизации и автоматизации животноводства, разработке и совершенствованию энергосберегающих машинных технологий и технических средств нового поколения для животноводства. Ключевые слова: стратегия, концепция, энергосберегающие машинные технологии, технические средства, кормопроизводство, производство молока, свинины и комбикормов, микроклимат, навоз и органические удобрения.

ГНУ ВНИИМЖ в настоящее время состоит из 20 подразделений, в том числе 14 научно-исследовательских и научно-технических. Исследования и разработки выполняют 90 человек, из них 10 докторов и 17 кандидатов наук, в том числе известные ученые страны: академики РАН, доктора наук, профессора, заслуженные деятели науки РФ Морозов Н.М. и Сыроватка В.И. (заслуженный изобретатель СССР); член-корреспондент РАСХН, доктор с.-х. наук, профессор Иванов Ю.А.; доктор с.-х. наук, профессор, заслуженный работник сельского хозяйства России и заслуженный деятель науки и техники Московской области Скоркин В.К.; доктор экономических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ Цой Л.М.; доктора технических наук Гриднев П.И. и Теку-чев И.К.

В состав института входит опытное про-ектно-конструкторское бюро с экспериментальным производственным предприятием (ОПКБ с ЭПП ВНИИМЖ).

Материально-техническая база института позволяет проводить исследования на высоком научно-техническом уровне и создавать

опытные образцы новой техники, осуществлять мелкосерийное производство технологического оборудования для животноводческих ферм. Институт располагает современными компьютерами, сканерами, плоттерами, настольными и большими копировальными аппаратами, автоматическим экспресс-анализатором «Комби Фосс 5200» определения качества молока, выходом в сеть Интернет и электронной почтой.

В ГНУ ВНИИМЖ большое внимание уделяется фундаментальным научным исследованиям, на проведение которых выделяются с 2014 года бюджетные средства в соответствии с госзаданием. В институте разработаны и опубликованы:

Федеральная система технологий и машин для животноводства на 1996-2005 гг., утвержденная в 1996 г. постановлением совместной коллегии Минсельхозпрода России, Миннауки России и Россельхозакадемии и рекомендованная к реализации с целью освоения новой технической политики и ресурсосберегающих, адаптированных к конкретным природным и экономическим условиям хозяйств, технологий;

Система машин и технологий на период до 2020 г. для комплексной механизации и автоматизации производства продукции животноводства товаропроизводителями различных форм собственности, позволяющая определять потребность в технике, разрабатывать региональные и федеральные программы механизации и автоматизации животноводства;

Концепция развития механизации, электрификации и автоматизации животноводства на период до 2000 года;

Концепции развития технологий и технических средств производства свинины, мо-

лока, говядины, продукции овцеводства, комбикормов в хозяйствах;

Стратегия машинно-технологического обеспечения производства сельскохозяйственной продукции России на период до 2010 года и в долгосрочной перспективе до 2020 года.

Разработаны высокоэффективные технологии для механизации процессов приготовления и хранения кормов, производства молока, говядины, свинины, уборки и утилизации навоза, создания оптимального микроклимата в животноводческих помещениях. Подготовлены и изданы ряд рекомендаций по основным вопросам механизации и электрификации животноводства, а также методических и нормативных материалов. Получено около 360 патентов на изобретения.

Разработана компьютерная программа по обоснованию рациональных параметров ти-поразмерного ряда молочно-товарных ферм при привязном содержании животных, позволяющая обеспечить возможность выбора наиболее рентабельных предприятий по производству молока для конкретных условий зоны расположения объекта; экономико-математическая модель свиноводческих предприятий на 6-24 тыс. голов при различных типах кормления животных, математическая модель энергетической оценки технологических процессов приготовления и раздачи кормов, программное обеспечение проектирования машинных технологий производства молока.

Одной из основных задач в работе института механизации животноводства с первых дней его основания является создание машинных технологий, разработка и изготовление экспериментальных и опытных образцов технических средств нового поколения. Однако в последние годы на проведение данной работы практически не выделяются бюджетные средства. Госзаданием на 20142016 годы предусматривается выделение бюджетных средств на проведение лишь фундаментальных исследований. В последнее время для обеспечения животноводства страны техническими средствами импортируются зарубежные машины и оборудование

в ущерб развитию отечественного сельхозмашиностроения. Однако для животноводства страны крайне необходимы современные отечественные машины, не только не уступающие, но и значительно превосходящие более дорогие зарубежные аналоги.

Институт является головным координатором НИОКР в стране по разработке системы машин для животноводства, созданию перспективных технологий и средств механизации для производства молока и говядины, свинины, подготовки комбикормов в хозяйствах, уборки навоза и подготовки его к использованию.

За 45 лет институтом разработаны и успешно внедрены около 500 технологий, технологических процессов и технических средств по механизации и автоматизации животноводства, свыше 70 наименований машин и оборудования поставлено на серийное производство.

Только в 2012 году разработано 4 наименования машин и оборудования, обеспечивающих повышение производительности труда до 2,5 раз, снижение энерго- и материалоемкости до 1,5-5,0 раз по сравнению с серийно выпускаемыми образцами отечественного и зарубежного производства: экспериментальная установка автоматизированной системы раздачи сухих кормов поросятам-отъемышам с использованием транспортера качающегося типа, опытные образцы многофункционального раздатчика кормов, штангового транспортера с гидравлическим приводом и установки порционной уборки навоза в поперечный канал.

Для молочных ферм созданы принципиально новые технологии (технология заготовки и хранения сена, позволяющая повысить качество сена и сократить длительность его сушки в 1,5-1,8 раза при экономии электроэнергии 30-40%; технология хранения силоса в полимерных «рукавах» и др.), машины и оборудование для производства кормов, получившие широкое применение в хозяйствах различных зон страны (комплекты оборудования цеха по производству гранул из травы и зернофуражных культур, технологическая линия заготовки силосованных

кормов из зеленых растений с соломой, комплект оборудования для досушки сена активным вентилированием).

Совместно с машиностроительными заводами (г. Новоград-Волынский и г. Коломна) разработаны и выпущены промышленная партия универсального кормоприготовитель-ного агрегата АПК-10А, и на его базе - кормоцех ЦПК-12. Разработан и изготовлен опытный образец многофункционального измельчителя-раздатчика кормов МИР-10, обеспечивающий по сравнению с зарубежными аналогами повышение производительности труда при смешивании кормов в 2,5 раза и снижение энергоемкости в 1,5 раза.

Для выдачи коровам индивидуальных доз концентрированных кормов создан экспериментальный образец электромобильного агрегата РИД-Ф-200 с микропроцессорной системой управления.

Изготовлены опытные образцы и проведены государственные приемочные испытания водокольцевых вакуумных установок УВВ-Ф-15, УВВ-Ф-22, УВВ-Ф-45, УВВ-Ф-60, УВВ-Ф-90, которые выпускают 22 промышленных предприятия России.

Созданы доильные установки УДПС-1 "Сухиничанка", УДВ-Ф-15 для личных подсобных и фермерских хозяйств.

Разработана принципиально новая доильная установка УДР-100 для коллективных хозяйств.

В институте разработаны проекты цехов переработки молока непосредственно в хозяйствах производительностью 1, 3, 5 и 10 т/смену. Данная работа признана лучшей завершенной работой 1997 года и награждена второй премией Россельхозакадемии.

Созданы совместно с ВИЭСХ и ГСКБ (г. Рига) стационарные установки для доения овец на 12 и 24 станкоместа (УДО-Ф-12 и УДО-Ф-24) и передвижная установка на 16 станкомест (УДОП-Ф-16), промышленная партия которой выпущена Челновершинским машзаводом.

Для производства свинины институтом разработаны новые технологии, созданы комплекты машин и поточных линий для приготовления и раздачи кормов (запарники-

смесители кормов, экспериментальные автоматизированные комплекты кормоцехов, типовые проекты кормоцехов, автоматизированная линия раздачи жидких кормов в кормушки, кормораздатчики-смесители КСМ-Ф-1,2, КС-1,5, КС-3,0, КСП-0,8А, КУС-Ф-2,0, КСС-2,0, КС-Ф-0,8, КС-Ф-2,0М), автоматизированный раздатчик кормов с микропроцессорным управлением. Для содержания животных изготовлены и освоены в производстве комплекты универсального станочного оборудования. Для осуществления транспортных процессов разработан типо-размерный ряд автокормовозов с вместимостью цистерны на 15-38 м , а также автокор-мовозы с пневматической и торцевой выгрузкой.

Разработаны и внедрены проекты свинокомплексов "Ефремовский" Тульской и "Кленово-Чегодаево" Московской областей на 25 тыс. голов каждый, экспериментальные проекты реконструкции и технического переоснащения свиноводческих ферм в хозяйствах Липецкой, Рязанской, Московской, Ростовской, Омской и Калужской областей, Башкирской АССР, проекты для свиноводческих ферм в фермерских хозяйствах.

Совместно с машиностроительными заводами разработано и поставлено на производство более 10 комплектов машин и оборудования для цехов по производству комбикормов непосредственно в хозяйствах производительностью от 1,0 до 10 т/ч. Среди них установка для экструдирования зерна КМЗ-2У, агрегат для приготовления хлопьев ПЗ-3А, многоступенчатая дробилка ДЦ-10, смеситель СМД-1, установка для производства кормолекарственных смесей УКС-1 и др. Подготовлены к производству комплекты оборудования цехов на 2, 4 и 8 т/ч, размольно-смесительный блок РСБ-4, дробилки на 2 и 4 т/ч, смесители СМД и СБД, дробилка минеральных добавок, комбикормовый агрегат АК-2, поточные линии для производства БВД на 0,5; 1.0; 2,0 и 4,0 т/ч.

Новым перспективным направлением по совершенствованию технологии и оборудования для производства комбикормов в хозяйствах являются разработанные техниче-

ские решения по применению СВЧ для тепловой обработки комбикормов, сои и рапса, позволяющие в псевдоожиженном слое повысить качество обработки кормов и снизить удельные затраты энергии в 1,5 раза. Разработаны способ и устройство для непрерывной СВЧ-обработки кормов, а также технические решения по созданию нового оборудования для приготовления вспученных кормов из фуражного зерна, имеющих большое значение при их использовании в кормлении животных.

По созданию техники и машинных технологий для удаления и переработки навоза разработана технология разделения навоза КРС на твердую и жидкую фракции методом центрифугирования. Центрифуга конструкции ВНИИМЖ внедрена в хозяйствах многих регионов России.

Разработаны и созданы типоразмерный ряд шнековых транспортеров для уборки навоза из помещений, самопогрузчик универсальный СУ-Ф-0,4, центрифуга фильтрующего типа для разделения навозных стоков на фракции, линия переработки навоза на базе центрифуги "У0Н-700", два типа насосов для перекачки навоза (погружной и плавающий), пластинчатый транспортер для раздельной уборки навоза из помещений.

Созданы и освоены в серийном производстве насос для транспортировки навоза НЦИ -Ф-100 и измельчитель навоза ИН-Ф-50, агрегаты для внутрипочвенного внесения жидкого навоза АВВ-Ф-2,0 и АВМ-Ф-2,8.

Разработана более надежная по сравнению с аналогами скреперная установка для уборки навоза из-под щелевых полов.

Разработаны и осуществлены экспериментальные проекты по переработке жидкого навоза и стоков и производству на их основе органических удобрений.

Разработано два типовых проекта цехов по производству компостных смесей и более 18 экспериментальных проектов цехов подготовки навоза к использованию.

Для гомогенизации с одновременным измельчением полужидкого навоза создана установка с использованием энергии вращающегося магнитного поля. Разработан экс-

периментальный образец и получены экспериментальные данные исследований технологического процесса уборки навоза модернизированной установкой порционного действия в поперечный канал, размещенный по центру коровника, материалоемкость которой в 5 раз меньше транспортера типа ТСН-160А.

ГНУ ВНИИМЖ много внимания уделяет проведению исследований по созданию необходимого микроклимата в животноводческих помещениях и автоматизации в животноводстве.

Для отопления, горячего водоснабжения и обеспечения микроклимата животноводческих ферм институтом разработана электроводогрейная котельная, опытные образцы которой, разработанные и изготовленные во ВНИИМЖе, эксплуатируются на фермах центральной России уже более 30 лет.

В 1973-1980 гг. в хозяйствах было построено более 400 электрокотельных, особенно эффективных для молочных ферм на 200-400 коров, удаленных от центральных усадеб хозяйств. В последующие годы была разработана электрокотельная КЭА-3Б.88 в блочно-модульном исполнении.

В 1993-1995 гг. во ВНИИМЖе создан электроводогрейный модуль полной заводской готовности БЭН-Ф-100, представляющий из себя практически готовую электрокотельную. За данную разработку институт награжден премией Министерства сельского хозяйства Российской Федерации.

Для использования теплоты вентиляционных выбросов при участии АО "ДоКон" (Домодедовский завод "Кондиционер") создано семейство тепловентиляционных установок "Агровент", "Агроклимат", "Комфорт", "Импульс" и "Тепловент-С".

В последние годы в институте разработаны методическое пособие по применению систем микроклимата аэрационного типа в животноводстве, позволяющие повысить продуктивность животных, снизить их заболеваемость и сократить энергозатраты, а также универсальная станция управления для установок навозоудаления с новым техническим решением на базе программируе-

мого контроллера, обеспечивающая повышение уровня автоматизации процессов в 2-3 раза, надежность работы оборудования и социальную привлекательность труда животноводов.

В ГНУ ВНИИМЖ ежегодно проводятся международные научно-практические конференции, на которых выступают с докладами сотрудники института, по итогам конференций публикуются сборники научных трудов, а с 2012 г. - журнал «Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства». Сотрудники института участвуют с докладами в российских и международных научно-практических конференциях, в том числе и за рубежом, экспонируют свои достижения на проводимых российских отраслевых и международных выставках. Так, представленные в последние годы на выставке «Золотая осень -2008, 2009 и 2013» инновационный проект молочной фермы на 200 коров привязного содержания, опытный образец скреперной установки для уборки навоза из животноводческих помещений при беспривязном содержании коров и кормораздатчик МИР-10 награждены дипломами, серебряной, бронзовой и золотой медалями соответственно.

В тематическом плане института на 20142016 гг. значительное внимание уделено разработке инновационных направлений в механизации и автоматизации выполнения технологических процессов при производстве продукции животноводства, выбору наиболее эффективных технологических и технических решений при определении рациональных параметров предприятий по производству молока с использованием компьютерных программ, разработке инновационных проектов модернизации модульной свиноводческой фермы, разработке компьютеризированной системы управления механизированными процессами обслуживания коров, совершенствованию энергоресурсосберегающих экологически безопасных машинных технологий, процессов смешивания и раздачи кормов крупному рогатому скоту, приготовлению вспученных кормов из зернофуража, разделению навоза на фракции.

ГНУ ВНИИМЖ, как головное научное учреждение по проблемам механизации и автоматизации Россельхозакадемии, осуществляет методическое руководство и координацию работ по основным направлениям научных исследований - система технологий и машин для животноводства; проблемы производства свинины и комбикормов; проблемы производства молока, говядины и продукции овцеводства; система микроклимата и автоматизации в животноводстве; уборка навоза и подготовка органических удобрений - на основе пятилетних межведомственных координационных программ.

Ход реализации пятилетних и годовых координационных программ обсуждается на координационных совещаниях и ежегодно проводимых во ВНИИМЖ научно-практических конференциях с публикацией докладов ученых и специалистов НИИ, ВУЗов, министерств и ведомств. На координационных совещаниях обсуждаются направления развития механизации и автоматизации (стратегии, концепции, нормативные и методические документы). Успешное выполнение Координационной программы в значительной степени зависит от уровня организационно-методической работы, финансового и материально-технического ее обеспечения. В последние годы предпринимаются попытки координации исследований на стадии составления тематических планов и годовых отчетов НИОКР институтов-соисполнителей.

Results of scientific activity GNU VNIIMZH on mechanization and automation livestock for 45 years

G.K. Skorkin

The article analyzes the GNU VNIIMZH work for 45 years to develop strategies and concepts for the development of mechanization and automation of livestock development and improvement of energy-saving technologies and machine tools for the new generation of livestock.

Keywords: strategy, concept, energy efficient machine technology, facilities, fodder, milk, pork and animal feed, climate, manure and organic fertilizers.