DETERMINATION OF AIR EXCHANGE DYNAMICS DURING TURKEY FATTENING IN A TECHNOLOGICAL MODULE

Птицеводство играет ключевую роль в обеспечении продовольственной безопасности страны. Общее производство всех видов мяса птицы в 2023 году составило 5,3 млн. тонн в живом весе, что уступает аналогичному показателю 2022 года на 0,1% или 5,3 тыс. тонн. Сокращению производства способствовал ряд факторов, таких как ущерб приграничных областей зоны СВО на долю которых приходится значительная часть от общего объема производимой продукции, увеличение цены реализации мяса цыплят-бройлеров более чем на 50% ввиду высокой импортозависимости племенного материала, медикаментов, кормовых премиксов, а также оборудования и запчастей, ужесточение денежно-кредитной политики, а следовательно, лишение возможности кредитования для постройки новых и модернизации существующих предприятий, а также распространение эпидемии высокопатогенного гриппа птиц зафиксированного в 29 регионах страны

Минимизировать стагнацию общего производства мяса птицы позволило наращивание производства мяса индейки, объем которого в 2023 году составил в убойном весе 422 тыс. тонн, что на 1,8% превышает аналогичный показатель 2022 года

В общем объеме производства мяса птицы доля индюшатины также ежегодно растет и на конец 2023 года составляла 10,5%. Увеличению производственных объемов способствует минимальный седи всех видов мяса рост цен в 2023 году составивший 13,9%, рост популярности данного вида мяса на потребительском рынке благодаря его диетическим и гипоаллергенным свойствам, наращиванию экспорта с 0,35 до 25,6 тыс. тонн в период с 2015 по 2023 год, развитию производства отечественного инкубационного яйца количество которого на конец 2023 год составило 28,2 млн. штук

В структуре производства мяса индейки по категориям хозяйств лидирующие позиции занимают крупные сельскохозяйственные организации на долю которых приходится 92,6% или 390,8 тыс. тонн производимой продукции, объем производства мелкотоварных предприятий таких как личные подсобные, крестьянско-фермерские хозяйства и индивидуальные предприниматели составляет 7,4% или 31,2 тыс. тонн

Но, несмотря на значительное превосходство промышленных индейководческих предприятий, мелкотоварные производители ежегодно увеличивают долю в общем объеме производимой продукции которая в период с 2014 по 2023 год выроста на 6%.

Данный результат наблюдается вследствие переориентации части мелкотоварных животноводческих и птицеводческих предприятий на выращивание индейки ввиду увеличения потребительского спроса, большей рентабельности и малой конкуренции.

Для дальнейшего развития хозяйств данной категории объективной необходимостью является разработка современных технико-технологических решений, обеспечивающих повышение эффективности производства, полноценную реализацию генетического потенциала птиц, а также возможность конкуренции с крупными индейководческими предприятиями.

Проведенный анализ, реализованных в мелкотоварном производстве животноводческой и птицеводческой продукции, технико-технологических и планировочных решений, а также результатов экспериментальных исследований позволил сделать вывод о перспективности применения решений модульного типа

Исходя из вышеизложенного, в институте агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства – филиале ФГБНУ ФНАЦ ВИМ разработан проект модуля для содержания и откорма индеек (рис. 1)

Рисунок 1 - Схема технологического модуля для содержания и откорма индеек

Примечание: 1 – утепленный каркас; 2 – входная дверь; 3 – окно; 4 – лаз; 5 – выгульный вольер; 6 – щелевой пол; 7 – опорная лага; 8 – бункерная кормушка; 9 – ниппельная поилка; 10 – водонакопительный бак; 11 – водопроводная труба; 12 – диодный светильник; 13 – инфракрасный обогреватель; 14 – блок управления; 15 – скат для помета; 16 – ленточный транспортер; 17 – ящик для сбора помета; 18 – калитка; 19 – опорное колесо; 20 – приточное вентиляционное окно; 21 – вытяжные вентиляторы; 22 – пандус; 23 – основание ската; 24 – буртик

DOI:10.60797/IRJ.2024.150.25.1

Технологический модуль выполнен в виде мобильного утепленного блок-контейнера в котором предусмотрено размещение птицы на сплошном щелевом полу. Для кормления установлены бункерные кормушки, поение осуществляется из ниппельных поилок, соединенных водопроводом с водонакопительным баком, для удаления помета под щелевым полом расположен ленточный транспортёр и ящик для сбора помета, после заполнения которого осуществляется его выемка, опорожнение, дезинфекция и установка на место эксплуатации. Обогрев птиц осуществляется при помощи инфракрасных обогревателей, регулировка температуры которых производится в автоматическом режиме при помощи использования терморегулятора, расположенного в блоке управления, и датчиков температуры. Для вентиляции предусмотрены приточные окна и вытяжные вентиляторы, управление которыми осуществляется также через блок управления. Для моциона птиц оборудован вольер.

Внешние размеры технологического модуля составляют 2,4×2,4×6 метров, это позволяет изготавливать модуль в заводских условиях и транспортировать на стандартных транспортных средствах к месту установки.

Учитывая производственную площадь составляющую 12,76 м2 и согласно рекомендациям по технологическому проектированию птицеводческих предприятий (РД-АПК 1.10.05.04-13) единовременно в модуле может содержаться до 50 птиц.

Одной из проблем, ввиду высокой плотности посадки птиц и малого объема производственного помещения, составляющего 25,5 м3, при проектировании технологического модуля является расчет необходимого воздухообмена, изменяющегося на протяжении производственного цикла в зависимости от массы птиц, а также периода года.

В этой связи и целью исследования являлось определение необходимого воздухообмена технологического модуля на протяжении производственного цикла, с учетом изменения массы птиц и периода года.

Научная новизна исследований заключается в разработке математических моделей изменения живой массы индеек в зависимости от дня откорма с учетом значений среднесуточных привесов определенных для каждого временного промежутка цикла откорма, и изменения воздухообмена в технологическом модуле в зависимости от изменения живой массы индеек для каждого периода года.

В процессе проведения исследований использовались методы системного анализа и математического моделирования предусматривающие расчетно-конструктивный подход с учетом нормативных значений руководящих документов применяемых при проектировании птицеводческих предприятий. Оформление результатов исследований проводилось при помощи программных средств ПК, таких как MC Excel и MC Word.

Цикл откорма индеек в технологическом модуле составляет 150 дней с постановкой на откорм суточных индюшат и возможностью единовременного содержания до 50 голов

Расчет воздухообмена осуществлялся с учетом среднесуточного изменения живой массы птиц, определяемой исходя из нормативных показателей суточного потребления корма и коэффициента его конверсии – 2,87

Запишем выражение для определения среднесуточных привесов индеек с учетом приведенных показателей конверсии и среднесуточного потребления корма:

(1)

где:

– среднесуточный привес одной птицы, (кг/сут);

mн – нормативный показатель среднесуточного потребления корма, (кг/гол);

К – коэффициент конверсии корма.

Для задания целевой функции изменения живой массы одной индейки в течении откормочного цикла считаем, что масса птицы прямо пропорциональна количеству дней в каждом временном промежутке цикла, где коэффициентом пропорциональности является среднесуточный привес, определенный для данного промежутка. Целевая функция является кусочно-линейной функцией натурального аргумента и имеет вид:

(2)

Построим график приведенной целевой функции изменения живой массы индейки на откорме при учете живой массы суточного индюшонка равной 0,06 кг (рис. 2)

Рисунок 2 - График изменения живой массы индейки на протяжении цикла откорма в технологическом модуле

DOI:10.60797/IRJ.2024.150.25.2

Максимальная производственная мощность технологического модуля составляет 50 голов за цикл. При учете живой массы одной индейки при съеме на убой, составляющей 16,533 кг, общая масса всех птиц при съеме на убой составит 826,65 килограмм. Минимальный показатель живой массы птиц составит 3 килограмма и будет зафиксирован при постановке индеек на откорм.

Учитывая изменения значений живой массы одной индейки, а также рекомендованный объем воздухообмена для каждого периода года, запишем выражение для определения необходимого воздухообмена в каждый день откормочного цикла:

(3)

где:

V – необходимый воздухообмен, (м3/ч);

 vH – нормативный показатель воздухообмена в зависимости от периода года, (м3/ч);

n – количество птиц, (гол.).

Построим графики воздухообмена в зависимости от изменения массы птиц и нормативных значений воздухообмена, составляющих в холодный период года – 0,6м3/ч, в теплый период года 7 м3/ч на килограмм живой массы птиц (рис. 3)

Рисунок 3 - Графики воздухообмена в зависимости от изменения массы птиц в технологическом модуле с учетом периода года

DOI:10.60797/IRJ.2024.150.25.3

Согласно приведенным графикам минимальный воздухообмен приходится на холодный период года и составляет 1,8 м3/ч, значение максимального воздухообмена составляет 5786,55 м3/ч приходящееся на теплый период года.

Определенный диапазон значений воздухообмена от 1,8 до 5786,55 м3/ч может быть обеспечен при установке четырех осевых вентиляторов максимальной производительностью 1450 м3/ч с возможностью изменения данного значения с помощью регулятора оборотов. Для обеспечения возможности обслуживания вентиляторов, а также при необходимости их замены подбор оборудования должен осуществляться с производительностью на 30% больше расчетной.

Разработана математическая модель изменения живой массы индеек в зависимости от дня откорма с учетом значений среднесуточных привесов, определенных для каждого временного промежутка цикла откорма, и изменения воздухообмена в технологическом модуле в зависимости от изменения живой массы индеек для каждого периода года. 

В результате проведенных исследований определен диапазон значений воздухообмена технологического модуля, находящийся в диапазоне от 1,8 до 5786,55 м3/ч. Для достижения обозначенных значений необходима установка ряда осевых вентиляторов обслуживание и замена которых возможна при заложении производительности вентиляторов на 30% больше расчетной.