Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Машины и средства механизации сельскохозяйственного производства

Диссертационная работа:

Куденко Вячеслав Борисович. Повышение эффективности технологии переработки навоза глубокой подстилки с обоснованием основных параметров аэратора : диссертация ... кандидата технических наук : 05.20.01 / Куденко Вячеслав Борисович; [Место защиты: Мичурин. гос. аграр. ун-т].- Мичуринск, 2009.- 185 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/2055

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СПОСОБОВ

КОМПОСТИРОВАНИЯ ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДСТВА 10

І.ІСостав навоза и его физико-механические свойства 10

  1. Физико-механические свойства навоза 17

  2. Содержание животных на глубокой подстилке 19

  3. Микробиологические основы компостирования отходов животноводства 27

  4. Технологии производства компостов 33

  5. Основные направления развития средств механизации компостирования отходов животноводства 50

  6. Выводы. Цель и задачи исследования 59

ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА В АЭРАТОРЕ 61

2.1 Исследование процесса распределения воздушного потока в
воздуходувных трубах биоферментатора 62

  1. Теоретические исследования процесса распределения воздушного потока в объеме биоферментатора 67

  2. Теоретические исследования воздушного потока 69

  3. Выводы. Задачи экспериментальных исследований 83

ГЛАВА 3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ 84

  1. Программа экспериментальных исследований 84

  2. Методика исследования физико-механических свойств компостируемых материалов 85

  3. Исследование процесса распределения воздуха в воздуходувных трубах 90

  1. Исследование процесса распределения содержания кислорода в камере биоферментации 104

  2. Исследование процесса биоферментации навоза глубокой подстилки на лабораторной экспериментальной установке 106

  3. Многофакторный эксперимент по определению удельных

энергозатрат 111

ГЛАВА 4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И
ИХ AHA ЛИЗ 115

  1. Результаты исследования процесса распределения воздушного потока в воздуховодных трубах биоферментатора 115

  2. Результаты экспериментальных исследований содержания кислорода в компостируемой массе камеры биоферментации 125

  3. Результаты многофакторного анализа энергоемкости процесса биоферментации 127

  4. Моделирование параметров аэратора на основе нейронных сетей.... 132

  5. Выводы 138

ГЛАВА 5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОМПОСТОВ

В БИОФЕРМЕНТАТОРЕ 140

  1. Производственная проверка и внедрение 140

  2. Экономическая оценка результатов исследований 143

  3. Выводы 156

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 157

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 158

ПРИЛОЖЕНИЯ 178

Введение к работе:

Основным направлением в механизации животноводства и основной

стратегией фундаментальных исследований инженерной науки является

разработка таких машин, таких технологий и новейших технологических

процессов, которые бы позволили товаропроизводителю получать более

дешевую и качественную продукцию. Исходя из отмеченного, разработка

новейших машинных технологий и современных технических средств -

главное стратегическое направление инженерной науки в начале нового века.

[1]

Получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур возможно

только при совместном использовании органических и минеральных

удобрений. Использование органических удобрений способствует

улучшению плодородия почв, что очень важно в районах с низким

содержанием перегноя. Практика показывает, что количество гумуса в почве

постепенно снижается, если применять только минеральные удобрения.

Кроме того, органические удобрения способствуют закреплению в' почве

таких вредных веществ для живого организма, как радиоактивный стронций

и тяжелые металлы. Это закрепление не дает возможности растениям

поглощать указанные вредные вещества. Органические удобрения также

способствуют очищению почвы от гербицидов и пестицидов. К

органическим удобрениям относятся навоз, торф, озерный и

канализационный ил, стебли и корневая система растений, солома, опилки и

др. [2] Наиболее распространенным органическим удобрением является

навоз. Внесение навоза в почву в исходном виде обеспечивает лишь гниение,

в результате которого образуются вещества с низкой устойчивостью, и

наносит вред окружающей среде, оцениваемый в 500-900 тыс. руб./т навоза.

Основными причинами этого являются:

1. Сложность существующих технологий уборки навоза из помещений и его утилизации, предусматривающих длительное, 6 и более месяцев хранение в естественном виде, что приводит к значительным затратам на

сооружение площадок или навозохранилищ, к потерям питательных элементов и органики (от 15 до 50%), к загрязнению окружающей среды вредными газами, подъемных вод-нитритами и нитратами. Применяемые способы механизации удаления навоза из помещений не обеспечивают чистку стойл, растил подстилки, которые выполняются ручным способом.

  1. Отсутствие эффективных технологий и технических средств для обеззараживания навоза от гельминтов, болезнетворных микроорганизмов и семян сорных растений, вследствие чего навоз используется в качестве удобрения без соблюдения требований к его подготовке.

  2. При внесении полужидкого, жидкого навоза, особенно навозных стоков, происходит фильтрация жидкой фракции, насыщенной нитритами, нитратами и другими вредными компонентами, в грунтовые воды, что является причиной ограниченного их использования в системах орошения.

4. Из-за низкой концентрации в навозе полезных компонентов
(питательных элементов) и органики, технологии его утилизации сопряжены
с выполнением больших объемов работ, приводящих особенно к росту
транспортных операций. Кроме этого при выполнении операции внесения
навоза в почву из-за применения большегрузных мобильных транспортных
средств происходит уплотнение почвы, разрушение ее структуры,
приводящее в конечном итоге к снижению не менее чем на 10% урожайности
культур.

5. При обосновании технологий и технических средств для уборки и подготовки навоза к использованию не в полной мере учитываются природно-климатические условия и качественные характеристики навоза. По этой причине неоправданно широкое применение получили гидравлические системы уборки навоза с последующей биологической его обработкой.

6. Выпускаемые технические средства для уборки и подготовки навоза к использованию имеют низкие технико-экономические и эксплуатационные показатели, а потребность в них удовлетворяется не более чем на 50%.[3]

7 Исходя из того, что навоз и навозные стоки в животноводстве являются отходами при производстве основной продукции, считать основной задачей утилизации полное возвращение продуктов переработки навоза в виде органических удобрений в окружающую среду с целью многостороннего положительного воздействия на все агрономические важные функции почвы и вовлечения в хозяйственно-биологический круговорот элементов минерального питания и органического вещества, отчуждаемых с урожаем, без нанесения ей какого-либо экологического ущерба.

Технологии утилизации навоза необходимо интенсифицировать по следующим направлениям:

- полная механизация всех операций от внесения подстилки, уборки
стойл и удаления навоза из животноводческих помещений до его
переработки и складирования;

блочная автоматизация (автоматизированные системы, роботы, машины «интеллектуального» действия для удаления навоза автоматизированные линии для его переработки и складирования);

ускоренная биоконверсия навоза по новейшим методикам на современном оборудовании.

При этом должна обеспечиваться экологическая чистота, как производства, таки самого продукта.[4,5]

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Совершенствование процесса распространения воздушного потока в воздуходувных трубах и обоснование основных параметров аэратора.

ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. Технологический процесс

приготовления органических удобрений и устройство подачи воздуха в компостную смесь.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ. В качестве основных методик использовались: методика системных исследований, логика научных исследований, теория планирования эксперимента, методы физического и математического моделирования, математического анализа, математическое

8 прогнозирование с использованием нейронных сетей. На этой основе были разработаны частные методики экспериментальных исследований аэратора компостной смеси.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА.

разработана и обоснована новая конструкция аэратора компостной смеси;

теоретически обоснованы размеры слоя компостной смеси и пара метры аэрирующего воздуха в биоферментаторе;

установлена оптимальная высота слоя компостной смеси в биоферментаторе;

- исследован процесс биоферментации, установлены закономерности
изменения интенсивности биотермических процессов от свойств и состава
компостных смесей;

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Практическую значимость имеют:

конструктивная схема устройства аэратора компостной смеси для производства органических удобрений;

обоснованные конструктивно-режимные параметры аэратора компостной смеси;

исходные технические требования на аэратор компостной смеси для технологического процесса производства органических удобрений;

решение о выдаче патента на изобретение. Заявка № 2007121245/12(023126);

- решение о выдаче патента на полезную модель. Заявка № 2008109394/11(010172).

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ. Результаты

исследований процесса биоферментации компостных смесей и предложенная

конструкция аэратора приняты к внедрению в СПХК «Маяк Ленина»

Сампурского района, Тамбовской обл.; методические материалы по анализу

процесса биоферментации компостных смесей используются в учебном

9 процессе кафедры «Механизация сельского хозяйства» Тамбовского государственного технического университета.

АІТРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на научно-методической конференции, посвященной 160-летию со дня рождения профессора П.А. Костычева г. Рязань, ФГОУ ВПО РГСХА, 2005 г., Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы развития аграрного сектора региона» г. Курск, КГСХА, 2006 г., международной научно-практической конференции «Мировой опыт и перспективы развития сельского хозяйства » г. Воронеж, ФГОУ ВПО ВГАУ, 2008 г, научно-практической конференции «Роль науки в повышении устойчивости функционирования АПК Тамбовской области» МичГАУ 17-18 ноября 2004 года., Наукоград РФ Мичуринск, 2004.; международной научно-практической конференции 15-16 ноября 2007 г. «Перспективные технологии и технические средства в АПК», Мичуринск - наукоград РФ, 2008.

ПУБЛШСАПИЯ. Материалы диссертации отражены в 13 печатных работах и 4 из них в центральной печати (ВАК). Общий объем публикаций составляет 2,26 п.л., из которых 1,12 п.л. принадлежит лично соискателю.

НА ЗАЩИТУ выносятся следующие НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ: Конструктивно-технологическая схема аэратора компостной смеси, Математическое обоснование распределения воздуха в трубах биоферментатора,

Результаты экспериментальных исследований основных параметров аэратора,

Технико-экономическая оценка предложенной технологии.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net