автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Повышение продуктивности кур-несушек за счет установления рационального режима освещения в птицеводческом помещении

ВВЕДЕНИЕ.

1 ПРОБЛЕМЫ ОСВЕЩЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ ДЛЯ СОДЕРЖАНИЯ КУР-НЕСУШЕК

1.1 Необходимость управления микроклиматом в птичниках для содержания кур-несушек.

1.2 Необходимость и возможность облучения кур-несушек.

1.3 Обоснование выбора источников освещения кур-несушек

1.3.1 Естественное освещение.

1.3.2 Источники искусственного освещения. Воздействие излучения на птицу.

1.4 Существующие средства и системы управления осветительными (облучательными) установками.

1.5 Системы импульсно-фазового управления.

1.6 Выводы по главе и задачи исследования.

2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ

ПРОДУКТИВНОСТИ КУР-НЕСУШЕК

2.1 Гипотеза о виде математической модели.

2.2 План эксперимента и интервалы варьирования факторов.

2.3 Методика эксперимента

2.3.1 Экспериментальная установка.

2.3.2 Методика подготовки эксперимента.

2.3.3 Методика проведения эксперимента.

2.4 Методика обработки результатов эксперимента

2.4.1 Проверка воспроизводимости опытов.

2.4.2 Получение адекватной математической модели яйценоскости.

2.5 Оптимизация микроклимата и досвечивания птиц.

Актуальность темы. Увеличение продуктивности кур-несушек, снижение затрат на производство продукции и повышение ее качества требуют дальнейшего повышения эффективности производства продукции птицеводства. Интенсификация промышленного производства яиц обусловила и его высокую энергоемкость. В частности, одним из наиболее энергоемких технологических процессов является искуссвенное освещение птицы, на которое расходуется до 50 % всей потребляемой электрической энергии [79,87].

Режим освещения является частью более широкого понятия "режим микроклимата", который определяется требованиями, предъявляемыми к технологическому процессу. Режим микроклимата, включающий в себя режим освещенности, должен быть оптимальным, т.е. должен обеспечить максимум продуктивности, минимум энергоемкости или оптимум любого другого показателя, наилучшим образом характеризующего эффективность технологического процесса.

Чтобы выбрать оптимальные параметры микроклимата, необходимо иметь математическую модель оптимизируемой величины, а ее можно получить путем специального эксперимента, в котором требуется воссоздать по определенному плану необходимые факторы технологического процесса.

Чаще всего такой эксперимент проводят в специальных устройствах -зоотронах, снабженных необходимой высокоточной измерительной аппаратурой и средствами автоматизации, позволяющими поддерживать заданные параметры микроклимата. Для реализации такого эксперимента необходима специальная высокоточная аппаратура, удобная и надежная в эксплуатации. Создание такой аппаратуры и явилось одной из главных задач настоящей работы, актуальность которой будет заметно выше, если эта аппаратура будет пригодна не только для исследований, но и для работы в производственных условиях.

Цель работы

Повышение эффективности производства продукции птицеводства за счет установления рационального режима освещения в птичнике с использованием технических средств, разработанных на основе новейших достижений микроэлектронной техники.

Из поставленной цели вытекают следующие задачи исследования:

1. Разработать математическую модель продуктивности кур-несушек;

2. Разработать методику выявления оптимальных режимов микроклимата, включая параметры освещенности;

3. Разработать устройство для установления рациональных параметров освещения в птичнике для содержания кур-несушек;

4. Произвести технико-экономическую оценку эффективности работы данного устройства.

Методы исследования

В процессе исследования указанных задач были использованы: активный и пассивно-активный эксперимент для выявления математической модели продуктивности кур-несушек; методы выявления оптимума функции и оптимизации технологических процессов.

Объект исследования

Объектом исследования является продуктивность кур-несушек кроссов П-46 и «Родонит» на птицефабриках «Кулыпариповская» (Татарстан) и «Туймазинская» (Башкортостан), а также установленные на этих птицефабриках устройства управления освещением.

Предмет исследования

Предметом исследования являются закономерности, связывающие продуктивность птицы и энергоемкость микроклимата в птичниках с его параметрами, а также технические средства, обеспечивающие оптимальные значения этих параметров.

Научная новизна

Научная новизна исследования состоит в следующем: предложена методика формализации зависимости продуктивности кур-несушек от факторов микроклимата; получен алгоритм определения оптимальной освещенности в птичнике для выращивания молодняка кур и скорости ее изменения; предложены структурные схемы автоматической оптимизации светового режима и рациональный режим прерывистого освещения; предложен метод борьбы с каннибализмом птиц.

На защиту выносятся: обоснование необходимости управления параметрами микроклимата: освещенностью в птичниках, продолжительностью освещения и скоростью ее изменения; методика формализации зависимости продуктивности кур-несушек от факторов микроклимата; методика эксперимента по выявлению математической модели продуктивности кур-несушек; устройства для управления освещенностью в птичниках и установления рациональных режимов освещения; эффективные режимы досвечивания птицы.

Практическая ценность работы Реализация идей, предложенных в диссертационной работе, позволили повысить яйценоскость на среднюю несушку на 5,4%, снизить отход птицы за продуктивный период на 20,3%, снизить расход электрической энергии на освещение на 370 кВтхч в расчете на 1000 голов начальной несушки. Создана аппаратура, обеспечивающая в дальнейшем улучшение этих показателей. 7

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на кафедрах электрификации с.х. производства БГАУ(1997, 2000, 2002 г) и автоматизации с.х. производства ЧГАУ (2001 г), на заседании ВОИР птицефабрики «Туймазинская» (республики Башкортостан) и на заседании Совета трудового коллектива птицефабрики «Кулыиариповская» (республика Татарстан).

Внедрение. Разработанные устройства управления освещением внедрены на птицефабриках «Туймазинская» (республика Башкортостан) и «Кулыпариповская» (республика Татарстан). Аппаратура (устройство управления освещением) используется в учебном процессе БГАУ. Внедрение подтверждается соответствующими актами.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных работ, в том числе 2 патента на изобретение и 1 свидетельство на полезную модель.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

Таким образом, в результате проведенных исследований

1. Доказана необходимость создания оптимального микроклимата и оптимального светового режима в помещениях для содержания кур-несушек;

2. Доказано, что для оптимизации микроклимата и светового режима необходимо получить математическую модель яйценоскости, для выявления которой необходимо разработать программу и методику эксперимента;

3. Убедительно показано, что такой эксперимент требует создания специальной опытной установки, пригодной для использования ее в производственных условиях;

4. Выявлены факторы, в наибольшей степени влияющие на яйценоскость птицы (возраст, температура, влажность, скорость движения воздуха, содержание С02, длительность "рассвета", "заката" и светового дня, освещенность);

5. Выбраны планы эксперимента и разработаны опытные установки СУ О-1, СУ 0-1М и СУО-2 для такого эксперимента;

6. Разработаны методика подготовки и проведения эксперимента, а также обработки опытных данных;

7. Доказана целесообразность применения тиристорных регуляторов и импульсно-фазового управления ими для регулирования освещенности в птичниках;

8. Предложены методы борьбы с помехами в схемах тиристорного управления освещением;

9. Предложены некоторые эффективные режимы прерывистого освещения, что позволило:

- повысить яйценоскость на среднюю и начальную несушку соответственно на 5,4 % и 1,85 %;

- уменьшить расход корма на одну голову на 0,52 %, затраты корма на 1000 штук яиц на 5,58 %; уменьшить расход электроэнергии на освещение на 370 кВтхч в расчете на 1000 голов начальной несушки.

1. Авторское свидетельство СССР по заявке №1963374/07.

2. Авторское свидетельство №377753, кл. Н 02р 13/16; G05F3/00, 1970.

3. Авторское свидетельство №519831, кл. Н 02М 5/257// G 05F1/44, 1976.

4. Авторское свидетельство СССР №342268, кл. Н 02М 5/22, 1970.

5. Авторское свидетельство СССР №519831, кл. Н 02М 5/257, 1974

6. Авторское свидетельство СССР №734860, кл. Н02М 5/04; G 05F 1/44, 1980.

7. Авторское свидетельство СССР №690459, кл. Н05В 37/02; G05 F 1/44, 1979.

8. Автоматизация и Производство. Бесплатное информационное обозрение. М,: «ПО ОВЕН», -1998, -№15.-С.5-6.

9. Авторское свидетельство №818038, кл. Н 05В 37/02, 1981.

10. Авторское свидетельство СССР №851799, кл.Н 05В 39/04, 1979.

11. Авторское свидетельство СССР №1332657, кл.Н05В 39/02, 1987.

12. Абросимова Р.С. Влияние освещенности на газоэнергетический обмен и продуктивность крупного рогатого скота. Животноводство, 1976, №2, С. 87-88.

13. Аналоговые интегральные микросхемы для бытовой радиоаппаратуры: Справочник. 2-е изд.-М.: изд-во МЭИ, 1993.

14. Анхюмюк B.JL, Ильин О.П., Шейна Г.П., Михеев Н.Н. Одноканальная система управления выпрямителем с широким диапазоном регулирования зажигания // Электротехника.-1970.-№11.-С.27-30.

15. Айзенберг Ю.Б. Основы конструирования световых приборов: Учебное пособие для вузов.-М.: Энергоатомиздат, 1996.-704с.

16. Асрян М.А., Броерский А.В., Тагиев Т.С. Зоотехническая и физиологическая оценки различных световых режимов для кур-несушек промышленного стада//С.-х. биология.-1987.-Ш.-С.49-56.

17. Батищев Ю.А. Совершенствование механизированной технологии выращивания бройлеров, технических средств контроля и управления температурно-влажностным режимом среды обитания промышленного птичника,-Дис. . канд.техн.наук.-Ростов-на-Дону, 1985.

18. Брагинец Н.В., Палишкин Д.А. Курсовое и дипломное проектирование по механизации животноводства.-М.: Колос, 1978.

19. Булгаков А.А. Новая теория управляемых выпрямителей. М.: Наука, 1970.21. «Бытовое программное устройство БПУ» Руководство к эксплуатации 2.940.000 РЭ.

20. Валеев Ф.Н. Устройство для управления освещением.// Птицеводство. 1998. -№2. -С.26.

21. Влияние прерывистого режима освещения на яйценоскость и качество яиц кур / Турапина JI.M., Братских Б.Г.,

22. Дерлугян Э.И.//Тр./Кубан.гос.аграр.ун-т.-1996.-Вып.338.-С.30-35.

23. Временные рекомендации по работе с кроссом «Ломанн-Браун» (экспериментальным аутосексным кроссом «Родонит»), ГШ 13 «Свердловский», Кашино, 1994.

24. Вчерашний В.П., Баранова М.Г., Лукьянов Л.М. Одноканальные системы управления многофазными вентильными преобразователями. // Электротехническая промышленность. / сер. Преобразовательная техника. -1970,- Вып. 7.- С.10-14.

25. Газизов Г.М., Валеев Ф.Н., Сайфуллин Ф.М., Мухаметшин A.M. Станция управления освещением СУО-1М. // Птицеводство. 1997.-№3. -С.32-33.

26. Грабовецкий Г.В. Системы управления тиристорными преобразователями частоты с непосредственной связью и естественной коммутацией. // Электротехника. -1977.- №8. С.3-5.

27. Грабауров В.А. Основы теории моделирования объектов биологических систем в промышленных птичниках // Рукопись депонир. в ВНИИТЭИ Агропром.-1987.-№75.

28. Данилова А.К. и др. Гигиена в промышленном птицеводстве.-М.: Россельхозиздат, 1979.

29. Дмитренко Л.П. Тиристорные релейные и регулирующие устройства. М.: Энергоатомиздат, 1988.

30. Дубовский К.Н. Выращивание молодняка // Дубовский К.Н. Передовое птицеводческое объединение.- М., 1975.-С.36-59.

31. Жилинский Ю.М., Кумин В.Д. Электрическое освещение и облучение.-М. : Колос, 1982.-195с.

32. Заболотников А.А. Справочник птицевода.-М.: Моск. рабочий,1984.-255с.

33. Заявка Франции №2001051, кл.Н 05В 39/00, 1969.

34. Иванчук Б.И. и др. Схемы импульсного управления тиристорными усилителями, М., 1970. С.68.

35. Изаков Ф.Я., Быков Н.М., Леонтьев П.И. Механизация и электрификация птицеводства. -М.: Колос, 1982.

36. Изаков Ф.Я. Планирование эксперимента и обработка опытных данных: Учебное пособие. Челябинск, ЧГАУ. 2002.

37. Исаков Ю.А., Платонов А.П., Руденко B.C., Сенько В.И. и др.; Основы . промышленной электроники. // Техника. -1976.-544с.

38. Капаркалейс А.Е. Выращивание ремонтных молодок // Птицеводство. -1977. -N11.-С.30-31.

39. Карапетян С.К. Роль света в физиологической стимуляции животного организма.- Ереван: Изд-во АН Арм ССР, 1961.-132 с.20041.