В октябре 2018 года в Республике Чувашия была запущена в эксплуатацию современная ферма компании «Чебомилк». Здесь внедрены технологии, позволяющие получать тепловую энергию для нужд комплекса от тепла, выделяемого животными, молока при его охлаждении, солнечной энергии. Реализована энергоэффективная система удаления навоза, его переработки и получения удобрений.

Из материала вы узнаете:

• - Каким образом устроена система отбора тепла от животных, сколько кВт электроэнергии выделяет одна корова.
• - Как на ферме «Чебомилк» была решена проблема хранения и разогревания патоки с помощью солнечного коллектора.
• - Оборудование, установленное на ферме и решаемые задачи: разгонные вентиляторы, автоматические щетки-чесалки и т.д.

Эффективное решение: использование тепла, выделяемого животными
На ферме имеется совершенно бесплатное тепло, которое не используется и просто теряется: каждая корова выделяет 0,94 кВт тепла в час. То есть, чем больше поголовье, тем большую выгоду получает фермер от простого пребывания коров в стойле. К тому же для комфортного содержания КРС нагретый влажный воздух необходимо в любом случае обновлять на свежий —система вентиляции в коровнике должна обеспечивать кратность воздухообмена в зимний период от 4 до 20 раз/час, в летний период для избежания теплового стресса у животных — от 40 до 60 раз/час. Для того, чтобы это тепло «работало», мы используем систему отбора тепла. Теплообменник со специальным эпоксидным покрытием, установленный в месте постоянного пребывания коров, превращает тепло, выделяемое телами животных, в ощутимый тепловой ресурс, который можно потратить на нагрев воды или отопление помещений. Таким образом, минимизируется использование «внешних» теплоносителей. Сама установка работает от электричества, но затратив 1кВт электроэнергии, можно получить 7–10 кВт тепловой энергии.

Решаемая проблема: высокая стоимость энергоносителей
Цены на энергоносители постоянно растут, и плата за потребленную энергию становится одной из главных статей расходов на ферме. Животноводческие фермы, особенно в холодное время года, испытывают повышенную потребность в горячей воде для отопления помещений и проведения необходимых санитарно-гигиенических процедур. Кроме того, требуется обеспечить комфортное содержание животных и условий труда животноводов.

Эффективное решение: использование теплообменников
С помощью специальных теплообменников можно не только добиваться необходимого охлаждения молока, но и использования отобранного тепла на обогрев помещений доильного зала, подогрев воды для системы промывки и хозяйственных нужд в доильном блоке.

Решаемая проблема: энергозатратный процесс охлаждения молока
Как правило, после дойки молоко необходимо быстро охладить с +37 до +4 °С. «Мгновенное» охлаждение молока сразу после дойки без контакта с воздухом обеспечивает наилучшее качество и сохранность молока. Промежуток времени между выдаиванием молока и началом его охлаждения не должен превышать 16–20 мин. Для охлаждения молока существуют различные системы, которые отличаются применяемыми хладагентами и хладоносителями (аммиак, R12 и R22, ледяная вода, рассол), способами охлаждения (в емкостях, потоке, с аккумуляцией холода и без нее), конструкцией компрессоров и их производительностью. Все они связаны с энергозатратами.

Эффективное решение: оптимальное устройство паточной
Цистерна для хранения патоки располагается в помещении, выполненном из СИП-панелей, которые обеспечивают идеальную теплоизоляцию зимой и защищают цистерну от нагрева солнечными лучами. Разогрев патоки осуществляется с помощью солнечного коллектора через специальную систему подогрева, что значительно экономит энергоресурсы. Конструктивные особенности солнечного коллектора не позволяют нагреть теплоноситель свыше +55 °C, соответственно и нагрев патоки не может превышать +55 °C —тем самым полностью исключается возможность возникновения реакции Майяра. Патока выгружается из цистерны в кормораздатчик с помощью шнековой системы с функцией реверса для избежания перемерзания патоки и оголовка шнека, находящихся вне помещения в зимний период.

Решаемая проблема: хранение и разогревание патоки
Патока (меласса) позитивно влияет на продуктивность коров, т. к. сахариды, содержащиеся в ней, усваиваются жвачными животными более чем на 90%. Патока повышает перевариваемость сухого вещества и органического вещества рациона, стимулирует микробиальную активность в рубце, позитивно влияет на потребление корма животными, улучшает вкус рациона, повышает содержание белка в молоке и надои.

Поскольку меласса имеет жидкую консистенцию, её использование и хранение усложнено. Хранение мелассы происходит в ёмкостях для жидкостей. Если сырье хранится в большой ёмкости, то на дне собираются более плотные частицы. Кроме того, в зимний период патока, которая хранится на улице, может потерять свойство текучести. Меласса не замерзает, но загустевает, поэтому необходимо оборудование, позволяющее нагревать бак с ней при необходимости. В летний период хранить ёмкости с мелассой нужно в тени, предпочтительно в помещении, так как при высоких температурах возникает опасность алкогольного брожения мелассы.

Часто патоку (мелассу) применяют при производстве комбикормов и премиксов из-за ее свойства связывать пыль, т. е. «склеивать» мелкие частицы. Чтобы избежать образования комков в комбикорме, очень густую мелассу нагревают, и к тёплой домешивают 10% воды. Для всех кормовых добавок, которые содержат мелассу и небелковые соединения азота необходимо избегать их нагревания выше 60 °C, потому что есть риск возникновения реакции Майяра (снижение перевариваемости, особенно протеина, и образование токсичных соединений, например, 4-метилимидазола).

ОПЫТ ВНЕДРЕНИЯ

Сергей Анучин, руководитель компании «Чебомилк»:

— Мы решили построить энергоэффективную, малозатратную ферму. Так, например, у нас внедрена система сепарации навоза: при помощи сепараторов навоз разделяется на твердую и жидкую фракции. Жидкая отстаивается в специальных лагунах, покрытых пленкой, которая не позволяет навозу попадать в почву и предотвращает испарение азота. Затем она может использоваться в качестве органического удобрения. Такие технологии давно применяют европейские фермеры и получают высокие урожаи зерновых культур без минеральных удобрений.

Мы исключили использование газа и минимизировали расходы на электроэнергию за счет альтернативных методов: тепло от коров, молока и энергия солнца. У нас внедрена система отбора тепла от коров, которая предполагает использование низкопотенциальной тепловой энергии, выделяемой животными в помещении, для нагрева воды, использования ее для хозяйственных нужд и отопления административных помещений. А также организация микроклимата в помещениях коровника и доильно-молочного блока, предусматривающая оптимальный температурный режим в летний/зимний периоды для животных и комфортной работы операторов. Подобного рода технологии еще не используются в России, а многие новшества разрабатываются и внедряются в жизнь специалистами компании New farm с учетом практического опыта специалистов хозяйства.

Также мы внедрили дополнительный способ сокращения затрат на производство племенного стада — технологию трансплантации эмбрионов от лучших по продуктивности доноров низкопродуктивным телкам-реципиентам. Это позволяет получить максимальный селекционный прогресс, увеличить племенное ядро. Ускоренное воспроизводство высокопродуктивного племенного скота с продуктивностью выше 8 тыс. кг молока позволит наращивать количество продуктивных коров со скоростью, в 10–15 раз превышающей естественное воспроизводство 1 теленка в год (прим. ред. — подробнее об этой технологии читайте в № 5 2019 журнала «Аграрная политика»).

Разгонные вентиляторыСоздают подвижность воздуха и обеспечивают равномерный направленный обдув животных, создавая оптимальный микроклимат, отводя излишки тепла и спасая КРС от перегрева.

Вентиляционные шахты c электроприводом заслонки
Обеспечивают циркуляцию воздуха и эффективное удаление влажного воздуха в коньке коровника по всей длине здания. Установлен электропривод, что автоматизирует процесс.

Вентиляционные шторы
Регулируют приток воздуха. Шторы обеспечивают прохладу в летний период и комфортную температуру в зимний. Улучшают освещенность в помещении.