Моделирование приготовления комбикормов-концентратов при изменении состава машин и комбикормовых агрегатов

Vol. 34, no. 2. 2024              ENGINEERING TECHNOLOGIES AND SYSTEMS

Введение. Для ведения малых хозяйств актуальной является задача приспособления типовых комбикормовых агрегатов к местным кормам. Из семечек подсолнечника необходимо получать масло и жирный жмых для крупного рогатого скота. Универсальных прессов, которые подходили бы для этого, нет. Сложности вызывает и процесс измельчения жмыха. В связи с этим существует высокая необходимость в наборе специальных машин для данного вида операции.

Цель исследования . Разработка математической модели приготовления подсолнечного жмыха на участке и комбикормов-концентратов на комбикормовом агрегате, которая позволит определять оптимальный участок и агрегат с минимальными технико-экономическими показателями.

Материалы и методы. Разработанный алгоритм с учетом математической модели реализован в программе Microsoft Excel 2016. Результаты и расчеты по выбору рационального варианта машин для участка подготовки жмыха и комбикормового агрегата представлены в тексте статьи. Технико-экономические показатели и затраты на помещение цеха и его эксплуатацию рассчитаны согласно рекомендациям доктора технических наук, профессора В. В. Коновалова с учетом полученных выражений для технологического расчета.

Результаты исследования. В статье разработана математическая модель приготовления комбикормов-концентратов. Проведенные расчеты по выбору рационального варианта участка и комбикормового агрегата показали схемы машин, которые удовлетворяют поставленным задачам настоящего исследования.

Обсуждение и заключение. Для рассматриваемых условий эффективным вариантом среди представленных участков с экономической точки зрения являются участок и комбикормовый агрегат, представленные на схеме 1 (табл. 1). На основе разработанного алгоритма с учетом математической модели приготовления комбикорма-концентрата и программы для его реализации проведен технологический расчет участка подготовки жмыха и комбикормового агрегата, а также рассчитаны их технико-экономические показатели и затраты на помещение цеха и его эксплуатацию, выбран рациональный вариант участка и комбикормового агрегата. Экономический эффект получен за счет снижения годовых эксплуатационных и прочих прямых издержек.

Контент доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 License .

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License .

Финансирование: работа выполнена в рамках госбюджетной НИР.

Modeling of the Producing Concentrated Compound Feed when Changing the Compound Feed Machinery

• I.    E. Priporov

• I.    T. Trubilin Kuban State Agricultural University (Krasnodar, Russian Federation)

Introduction. For small farms, an urgent task is to adapt standard compound feed machinery for producing the specified local feeds. It is necessary to use sunflower seeds for producing oil and fat sunflower meal for cattle. There are no universal presses suitable for producing sunflower meal. The process of crushing sunflower meal also causes difficulties. Therefore, we need a set of machines for this operation.

Aim of the Study . The article is aimed at developing a mathematical model for producing sunflower meal on the field plot and feed concentrates with the use of the compound feed machinery, and for determining the optimal field plot and machinery with minimal technical and economic indicators.

Materials and Methods. The developed algorithm in view of the mathematical model is implemented in the Microsoft Excel 2016 program. The results and calculations for the choice of rational option of machinery for producing sunflower meal on a field plot are presented in the text of the article. Technical and economic indicators and costs of the workshop and its operation are calculated according to the recommendations of Doctor of technical sciences, Professor V. V. Konovalov, but taking into account the expressions obtained for technological calculation.

Results. A mathematical model for producing concentrated compound feed is developed. The calculations carried out for the choice of a rational option of the field plot and the compound feed machinery showed the schemes of machines that meet the objectives of the study.

Discussion and Conclusion . For the conditions under consideration, an effective option among the presented field plots, from an economic point of view, is the field plot and compound feed machinery presented at the scheme 1 (table 1). Technological calculation of the sunflower meal production plot and the compound feed machinery was carried out based on the developed algorithm in view of the mathematical model for producing concentrated compound feed and the program for its implementation, their technical and economic indicators, and the costs of the workshop and its operation were calculated, and the rational option of the field plot and the compound feed machinery were selected. The economic effect of the selected field plot and compound feed machine was achieved by reducing annual operating and other direct costs, reduced costs.

Conflict of interest: The authors declare no conflict of interest.

Funding: The study was carried out as part of the state budget research.

Acknowledgements: The authors would like to thank anonymous reviewers.

Введение . Для повышения эффективности отрасли животноводства необходима кормовая база, которая обеспечивала бы фермы качественными кормами. Важная роль отводится технологиям, которые направлены на приготовление кормов на фермах [1]. Многие предприятия малых форм хозяйствования не производят покупку кормов, их приготовление происходит на месте в небольших комбикормовых агрегатах, которые выполняют разные технологические операции. Приготовление кормов непосредственно на животноводческих предприятиях позволяет снизить вероятность приобретения продукта плохого качества и затраты на его транспортирование, хранение и приготовление [2; 3]. Большое значение имеют использование в достаточном количестве концентрированных кормов и постоянный рост их питательности [4].

Перед малыми хозяйствами поставлена задача приспособления типовых комбикормовых агрегатов под местные корма. Из семечек подсолнечника необходимо получать масло и жирный жмых для крупного рогатого скота (далее – КРС). В настоящее время нет универстальных процессов, которые подходили бы для получения жмыха.

Цель исследования – разработать математическую модель приготовления жмыха подсолнечного на участке и комбикормов-концентратов на комбикормовом агрегате, позволяющую определять оптимальный участок и агрегат с минимальными технико-экономическими показателями.

Обзор литературы . Математическая модель (далее – ММ) эффективности использования потенциала животного, разработанная В. Ю. Фроловым и Д. П. Сысоевым, позволяет увязать технико-экономические показатели с коэффициентом эффективности системы. Приведенная ММ требует эмпирического установления характера изменения сомножителей коэффициента эффективности системы [4].

По мнению доктора технических наук, профессора В. В. Коновалова и его коллег, в модели показатели имеют зоотехническую и ветеринарную основу. На их взгляд, влияние породы и генетики, а также здоровья и особенностей животного возможно объединить. Для технической службы важны показатели, которые обеспечивают животного потребным количеством и качеством воды и корма [4].

В свою очередь В. В. Коновалов получил ММ, которая определяет молочную продуктивность коров при изменении технологических процессов на ферме и оценивает экономическую эффективность мероприятий с учетом соблюдения технологических требований [4]. Недостаток данной ММ в том, что она не позволяет увязать одновременно технологический расчет, технико-экономические показатели участка подготовки жмыха и комбикормового агрегата (далее – КА) и затраты на помещение цеха, его эксплуатацию.

• А. М. Валге и А. Н. Перекопский предложили целевую функцию ММ, которая позволяет определять влияние стоимостей различных видов кормов покупных Technologies, machinery and equipment 193

^J ИНЖЕНЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И СИСТЕМЫ Том 34, № 2. 2024 и собственного производства на рациональную структуру и стоимость всего его объема по заданному уровню молочной продуктивности коров [5]. Данная ММ не применима для приготовления жмыха подсолнечного. С. В. Вараксин, С. М. Доценко и Л. Г. Крючкова разработали экономико-математическую модель (далее – ЭММ) для оценивания функционирования системы приготовления кормовых продуктов разной физической формы с добавлением соево-зерновых композиций для малых ферм на стадии ее проектирования [6].

Другие ЭММ предложены профессорами С. М. Доценко и А. В. Бурмага для оценивания технологии приготовления продуктов на основе соево-растительных и тыквенно-зерновых композиций, которая позволяет на стадии их проектирования получить данные для эффективности функционирования системы1 [7]. Предложенная авторами ЭММ не пригодна для приготовления комбикорма и жмыха из семян подсолнечника. С. Ю. Булатов и соавторы предложили ММ приготовления кормов для малых форм хозяйствования, которая позволяет выявить основные пути повышения эффективности их производства [8]. Ее недостаток в том, что она не пригодна для приготовления жмыха из семян подсолнечника, а также не учитывает технико-экономические показатели разработанного и предложенного оборудования для производства жмыха в условиях малых форм хозяйствования.

Проведенные исследования В. Д. Павлидиса позволили разработать стохастическую модель технологического процесса промышленного производства комбикормов, которая базируется на целостности технологической системы [9–11]. Данная модель не учитывает технико-экономические показатели приготовления комбикорма и жмыха из семян подсолнечника [12–14].

На основании проведенных исследований профессора А. В. Бурмага и др. получена ММ, которая позволяет провести оценку увлажненно-обогащенного состояния зерновки по равномерности ее насыщения питательными веществами [15], однако эта модель не пригодна для приготовления жмыха из семян подсолнечника.

П. Ю. Крупенин предложил ММ, которая описывает импульсный характер движения кормовой суспензии по каналам роторного аппарата с учетом блокировки его частицами проходного сечения между каналами ротора и статора и позволяет определять подачу роторного импульсного аппарата с погрешностью от 4 до 8 % [16]. Данная модель не позволяет приготовить подсолнечный жмых и не учитывает технико-экономические показатели.

Авторы исследования [17] разработали ММ для проведения исследований неявных переменных в сложной системе накопления и энтропии обменной энергии корма, принятия оптимальных инженерных решений по обоснованию и совершенствованию технологий возделывания, уборки и приготовления кормов, а также их эффективному использованию. Недостаток ММ – она охватывает большинство вопросов приготовления кормов, но не пригодна для приготовления подсолнечного жмыха.

Также существует ММ процесса смешивания жидких кормов в экспериментальной установке на основе теоретической механики и гидравлики [18]. Однако она непри менима для приготовления жмыха подсолнечного.

1Научно-практические основы технологии приготовления формованных кормовых продуктов с использованием тыквенно-зерновых композиций / С. М. Доценко [и др.]. Благовещенск : Изд-во Дальневост. гос. аграр. ун-та, 2017. 350 с.

Некоторыми исследователями рассмотрен системный подход применительно к технологическому процессу смешивания разных компонентов смеси, который представлен в виде детерминированной модели функционирования смесителя кормов периодического действия на всех этапах его работы: от их загрузки до приема и выгрузки готовой кормосмеси [19; 20].

В ряде исследований решается задача имитационного моделирования процесса смешивания двухкомпонентного материала [21–23]. Опыты проводились на моделях лопастных смесителей со стержневыми элементами и без них [24–26].

Ученые описали зависимость между мощностью смесителя и степенью измельчения продукта, частотой вращения шнека, коэффициентами трения, количеством витков на единицу длины и шириной шнековой ленты [27–29].

В том числе была предложена ММ дискретных процессов для описания потока комбикорма и генерации воздействий управления. В совокупности с разработанной пробной аппаратной реализацией блока управления (на базе интегрированной платы Arduino) открываются перспективы в создании и функциональном наполнении системы управления современных комбикормовых заводов [30].

Однако предложенные модели имеют ряд недостатков: в них не учитывается оборудование для приготовления подсолнечного жмыха и комбикорма-концентрата, а также они не подходят для животноводческих предприятий малых форм хозяйствования.

Материалы и методы. Автором настоящего исследования разработана ММ, которая устанавлявает связь между технологическим расчетом, технико-экономическими показателями участка подготовки жмыха и комбикормового агрегата, а также затратами на помещение комбикормового цеха и его эксплуатацию. ММ имеет следующий вид:

^Р ж ^— a • n _ж, P KK ^— a • n KK , P irn ^— a • n пш , ^Р яч ^— a ' n яч ^;

P rop — a • n гор^; Дер.пш ^— a • n дер.пш , ^Р дер.яч ^— a • n дер.яч ^;

^Р дер.гор ^— a • n дер.гор^; P c

Рж.

-Г- ; m c.n ^k м

Р ж

к м ’

m 0

V б.вор.пш                ; V б.вор.яч p пш • v

m яч

P яч ' ^V

^{m гор}   -

^; V б.вор.гор                  ^;

^p гор • ^v

б.дер.гор т>.ж

------; Vб.КК — те.кк , ;

pдер.яч • v тб.дер.гор

; V 6.ИЗМ.Ж mc.n                 тб.дер.пш

V б.вор.с.п —          ; V б.дер.пш —                ; V б.дер.яч pc • v              pдер.пш • v

p дер.гор • V             p ж • V           p KK	• V
б.вор.пш     V 6.вор.пш • p пш • V ; ^M б.вор.яч     V 6.вор.яч • p яч •	v ;
б.вор.гор — V 6.вор.гор • p гор • V ; M б.вор.с.п — V б.вop.c.п • p c '	■ v ;
б.дер.вор.пш — V б.дep.пш • p дер.пш • v ; M б.дер.вор.яч — V 6.дер.	яч •
б.дер.вор.гор — V 6.дер.гор • p дер.гор • v ; M б.изм.ж — ^.изм.ж •	p ж
6.KK — V 5.KK • pKK • V ;

• v ;

^p дер.яч • ^{v ;}

^т б.дер.яч

;

д.изм.ж

M s.i

.изм.ж

^; Z

Р ж

M 6.вор.с.п д.вор.с.п —              ; Z д.вор.пш тс.п

M б.вор.пш . ^;

пш

д.вор.яч

M 6.вор.яч

;

яч

д.вор.гор

^M 6.1

.вор.гор

^; Z

Р гор

д.дер.вор.пш

M б.дер.вор.пш .

р дер.пш

д.дер.вор.яч

M 6.,

.дер.вор.яч

^; Z

Р дер.яч

д.дер.вор.гор

M 6.дер.вор.гор

р дер.гор

Z ⁽ M б.вор.дер + M б.вор.зер.копм ) . д.КК ^— -------------------------------^;

Р кк

^Z д ^— minC Z д.КК ^; Z д.изм.ж ^; Z д.вор.с.п ^; Z д.вор.пш ^; Z д.вор.яч ^; Z д.вор.гор ^;

Z д.дер.вор.пш ; Z д.дер.вор.яч ^; Z д.дер.вор.гор^);

Z д.изм.жО — T1 • G^ ^ min; Zд.вор.с.пО — T: • G^ ^ min; Рж                           Рс.п.

д.изм.жО

д.вор.с.пО

G а.з          .

^Z д.вор.пшО ^{— Т} с •       ^ Win; ⁴⁸ >  Z д.вор.пшО

P rm

G

^Z д.вор.ячО ^— T C •        ^ min; ⁴⁸ >  Z д.вор.ячО

^Р яч

К

G _Яэ

Z д.вор.горО ^— T O • _     ^ min; ⁶⁸ >  Z д.вор.горО <  ^13;

^Р гор

Z д.дер.вор.пшО

- с

G г

Р дер.пш

^ min; 12О > Zд.дер.вор.пшО < 24;

Z д.дер.вор.ячО

- Т • — с

G г

Р дер.яч

^ min; 96 > Zд.дер.вор.ячО < 19;

Z д.дер.вор.горО

- Т • — с

G г

Р дер.гор

> min; ¹⁸⁴ >  Z д.дер.вор.горО < 36;

Z G а.э д.ККО — T с • ~—

^ min; 15 >  Z д.кко < 3;

P X

Z д ^— m-i ⁿ ( Z д.изм.жО ; Z д.изм.ж ; Z д.вор.с.п ; Z д.вор.с.пО ; Z д.вор.пш ; Z д.вор.пшО ^;

Z д.вор.яч ; Z д.вор.ячО ; Z д.вор.гор ; Z д.вор.горО ; Z д.дер.вор.пш ; Z д.дер.вор.пшО ;

Z д.дер.вор.яч ; Z д.дер.вор.ячО ; Z д.дер.вор.гор ; Z д.дер.вор.горО ; Z д.КК ^; Z д.КК0^);

жм

— Zд • a • nж; Риз — Zд • a • (n3ерно.пш

+ ^п зерно.яч + ^п зерно.гор ^);

кон

— Zд • a • Пкк;

t ф.у ^—

---> max; tф.

G ж

д • ^Р КК

G а.э

^3,08 < tф.у > 1,29; 2,58 < tф.а > 0,52;

,     Zu. • Р                  Zu • РКК ty = —---> max; ta = —---> max; y                                    a ж сму                        а.э сма

3,85 <  t y > 1,61; 3,23 <  t а > 0,65;

tау = max(ty; tа); тс = —; Z- г 365•P             365• Ркк

T уж = —---> max; T У = —---> max;

G ж                      G а.э

1123 <  T уж > 471; 943 <  T , > 189;

Т_ау = ³⁶⁵ • ^{Р кк} ^ max; 1404 >  T_ay < 589;

а.у                                                               а.у а.э сма

Р_эа = N_a • 365 • — • N ^ min; 54872 >  Р _эа< 15689;

G а.э

E а

ЭУ

E у

Зп

= N ^а N ^ч ^ min; 0,0970 >  E _a< 0,0277;

Gаэ

= n ^ ³⁶⁵ • ^{Р жм} ^ min; 47231 >  Р _эу< 15689;

Gж

= N - ^ min; 0,6470 >  E _y< 0,2149;

Gж                            у ,’

= ³⁶⁵ • ^{Р кк} ^ с ч • 2,15 ^ min; 51481464 > З п < 21589001;

G а.э • ^к сма

Б са = 1,4 • С аа ^ min; Б су = 1,4 • С _а у ^ min;

18410000 > Б са < 399000; 4480000 > Б су < 947520;

Г_эа = ³⁶⁵ • ^{Р кк} • (2,15 • С _ч + N_a • ц_э) + 1,4 • С _аа[ ^Р— + —¹ ^ min;

G а.э • к сма             ^{ч                       аа} ^ 100   100 J         ’

51785109 > Г э.а < 21765505;

Р ₊ а 100 100

365 • Р жм

— --Цэ ^ min;

G ж

Г, у = G5 ' р ^кк • 2,15 • С _ч +1,4 • С ау 52195233 > Г э.у < 22078486;

П ру

п

³⁶⁵ • ^{Р кк} • 2,15 • С _ч + 1,4 • С _ау Г+ — 1 + G а.э • к сма ’       ⁴     , ^ау 1100   100 J

П ра

п

³⁶⁵ • ^Р жм

+ N у-- Ц э ^ min;

G ж

3612™. • (2,15 • С _ч + N а • Ц э ) + 1,4 • С а

G а.э • k сма

+ N ^{365 P m} ^ ц ^ min;

.         G ж

;

Р а 1 --h +

100 100J

;

5219523 > Пру < 2207849; 5178511 > Пра < 2176550;

пом.у

= 3- F ■ Z п.у ^ау

V xy ⁺ 1,5;

пом.а

= 3- F ■ Z п.а аа

V^.

1,5 ’

з

пом.у

С пом

V ч—- ^ min;

1,5 J

з

пом.а

с пом

• Z ау

^ min;

1992887 >  З пом.у <  812184; 7475113 >  З пом.а <  1136619;

П_р а

Пзу

3.у

³⁶⁵ • P ^KK • (2,15 • С _ч + N • ц_э) + 1,4 • С _аJ p - + —

+

G а.э • к сма                                       1 100 100

V

3 • F п.а • Z аа + ^у I + Е _н • 1, 4 • С аа ^ min;

³⁶⁵ • P ^KK • 2,15 • C + 1,4 • С ,_у[ -p- + — К

G аэ • к сма ’      ⁴    , ^ау 1 100   100 )

₊ N ^ • 305 Т жм • Ц э ₊ С пом • I 3 • F n . y • Z ау ₊ V^ I _{+ Е н} • 1,4 • с аа ^ min; G ж                  \                 ^1,5 J

58782604 > П3.а < 28743399; 53573646 > П3.у < 23949069, где, Рж, РКК, Рпш, Ряч, Ргор, Ргор, Рдер.пш, Рдер.яч, Рдер.гор, Рc.п – массы суточного потребления измельченного жмыха, комбикорма-концентрата, вороха зерна пшеницы, ячменя и гороха, дерти вороха пшеницы, дерти вороха ячменя, дерти вороха гороха, вороха семян подсолнечника, кг/сут; km – коэффициент выхода масла подсолнечного (km = 0,9); a – поголовье КРС, гол.; mc.п – масса вороха семян подсолнечника, которая необходима для приготовления жмыха КРС, кг; пж, пКК, ппи, пяч, пгор, пдер.пш, пдер.яч, пдер.гор – норма выдачи измельченного жмыха, комбикорма-концентрата, вороха зерна пшеницы, ячменя и гороха, дерти вороха пшеницы, дерти вороха ячменя, дерти вороха гороха на голову, кг/сут; Vб.вор.пш, Vб.вор.яч, Vб.вор.гор, Vб.вор.с.п, Vб.дер.пш, Vб.дер.яч, Vб.изм.ж, Vб.КК – объемы бункеров для вороха зерна пшеницы, ячменя и гороха, вороха семян подсолнечника, дерти вороха пшеницы, дерти вороха ячменя, дерти вороха гороха, измельченного жмыха и комбикорма-концентрата, м3; mпш, mяч, mгор, mб.дер.пш, mб.дер.яч, mб.дер.гор, mб.ж, mб.КК – массы вороха зерна пшеницы, ячменя и гороха, дерти вороха пшеницы, дерти вороха ячменя, дерти вороха гороха, измельченного жмыха, комбикорма-концентрата соответственно, кг; ψ – степень заполнения бункера (ψ = 0,8); ρпш, ρяч, ρгор, ρс, ρдер.пш, ρдер.яч, ρдер.гор, ρж, ρКК – плотности вороха зерна пшеницы, ячменя и гороха, вороха семян подсолнечника, дерти вороха пшеницы, дерти вороха ячменя, дерти вороха гороха, измельченного жмыха и комбикорма-концентрата соответственно, кг/м3; Mб.вор.пш, Mб.вор.яч, Mб.вор.гор, Mб.вор.с.п, Mб.дер.вор.пш, Mб.дер.вор.гор, Mб.изм.ж, Mб.КК – массы вороха зерна пшеницы, ячменя и гороха, вороха семян подсолнечника, дерти вороха пшеницы, дерти вороха ячменя, дерти вороха гороха, измельченного жмыха и комбикорма-концентрата, которые могут находиться в выбранных бункерах соответственно, кг; Zд.изм.ж, Zд.вор.с.п, Zд.вор.пш, Zд.вор.яч, Zд.вор.гор, Zд.дер.вор.пш, Zд.дер.вор.яч, Zд.дер.вор.гор, Zд.КК – количество дней, на которое можно заготовить измельченный жмых, ворох зерна пшеницы, ячмень и горох, ворох семян подсолнечника, дерти вороха пшеницы, дерти вороха ячменя, дерти вороха гороха, комбикорм-концентрат соответственно (по объему бункера), сут;

Z _д – количество дней обслуживания бункерами поголовья, сут.; Z _{д.изм.ж0} , Z _{д.вор.с.п0} ,

Zд.вор.пш0, Zд.вор.яч0, Zд.вор.гор0, Zд.дер.вор.пш0, Zд.дер.вор.яч0, Zд.дер.вор.гор0, Zд.КК0 – количество дней, на которое можно заготовить измельченный жмых, ворох зерна пшеницы, ячмень

и горох, ворох семян подсолнечника, дерти вороха пшеницы, дерти вороха ячменя, дерти вороха гороха, комбикорм-концентрат соответственно (по производительности машин), сут; Tc – время смены, ч (Tc = 8 ч); Gж – производительность участка подготовки жмыха, кг/ч; Gа.э – эксплуатационная производительность комбикормового агрегата, кг/ч; Pжм – масса измельченного жмыха подсолнечного, приготовляемого за смену работы участком, кг; Pизм – масса измельченного зерна зерновых компонентов, кг; Pкон – масса комбикормов-концентратов, приготавливаемых за смену работы комбикормовым агрегатом, кг; tф.у, tф.а – время активной работы участка приготовления жмыха и комбикормового агрегата за смену, ч; tу, tа – время работы участка приготовления жмыха и комбикормового агрегата за смену с учетом вспомогательных мероприятий, ч; kсм – коэффициент использования времени смены участка и комбикормового агрегата (kсм = 0,8); tау – время работы рабочих цеха за смену при совместной работе комбикормового агрегата и участка приготовления жмыха, ч; τс – количество смен работы цеха с одновременной работой участка подготовки жмыха и комбикормового агрегата, сут; Tуж, Tа – время работы оборудования участка и комбикормового агрегата в год, ч; Tа.у – время работы по обслуживанию персонала цеха в год при совместной работе комбикормового агрегата и участка подготовки жмыха, ч; Nч – количество одновременно действующих рабочих в цехе, чел. (Nч = 1 чел.); Pэ.а, Pэ.у – годовой расход электроэнергии комбикормовым агрегатом и участком соответственно, кВт; Nа – суммарная мощность привода машин комбикормового агрегата, кВт; Nу – суммарная мощность привода машин участка подготовки жмыха, кВт; Eа, Ey – энергозатраты на приготовления комбикормов-концентратов и жмыха соответственно, кВт; Зп – затраты на оплату труда рабочим, руб.; Сч – тарифная ставка рабочего, руб/ч (Сч = 17 054 руб/ч на 01.01.2023 г. в Краснодарском крае); Бсу, Бса – балансовая стоимость оборудования участка и комбикормового агрегата, руб.; Гэ.а, Гэ.у – годовые эксплуатационные издержки комбикормового агрегата и участка соответственно, руб.; цэ– цена 1кВт-ч электроэнергии, руб.; саа, сау – цена агрегата и участка соответственно, руб.; p, a – проценты отчислений на ремонт и ТО и амортизационных отчислений (p = 8 %, a = 12,5 %), %; Пру, Пра – прочие прямые издержки на участок и комбикормовый агрегат, руб.; n – процент прочих прямых издержек (п = 10 %), %; Fпом.у, Fпом.а – площадь помещений участка и агрегата, м2; zау, zаа – количество участков и комбикормовых агрегатов в цеху, шт.; Vx.y, Vx.a – объемы бункеров, которые установлены для участка и комбикормового агрегата соответственно, м3; Зпом.у, Зпом.а – годовые затраты на помещения участка и агрегата, руб.; Cпом – величина затрат на эксплуатацию 1 м2 площади, руб/м2 (Cпом = 149 902 руб/м2)2; Пз.у, Пз.а – приведенные затраты по вариантам участков и агрегатов, руб.

Результаты исследования. Разработан алгоритм с учетом математической модели. Данный алгоритм реализован в программе Microsoft Excel 2016. Исходные данные для проведения расчетов приведены в таблице 1.

Т а б л и ц а 1

T a b l e 1

Исходные данные для выбора рационального варианта машин для участка подготовки жмыха и комбикормового агрегата

Initial data for the selection of a rational machinery for the producing sunflower meal on the field plot

Схема / Scheme	Оборудование / Equipment	Марка / Make	W, т/ч	N, кВт
1	Экструдер жмыха / Sunflower meal extruder	КМЗ-2	0,155	40,000
	Измельчитель жмыха / Sunflower meal crusher	СМ-2500G	0,181	2,500
	Транспортер для загрузки измельченного жмыха / Conveyor for loading crushed sunflower meal	ТСШ-100	2,000	1,100
	Комбикормовый агрегат / Compound Feed machine	КУ-2	1,500	26,650
2	Экструдер жмыха / Sunflower meal extruder	ЭК-150	0,075	18,620
	Измельчитель жмыха / Sunflower meal crusher	SP-1000,65	0,500	1,500
	Транспортер для загрузки измельченного жмыха / Conveyor for loading crushed sunflower meal	ТСШ-100	2,000	1,100
	Комбикормовый агрегат /Compound Feed machine	КМЗ-2	1,600	21,500
3	Экструдер жмыха / Sunflower meal extruder	ПЭ-110	0,065	11,370
	Измельчитель жмыха / Sunflower meal crusher	SP-1000,65	0,500	1,500
	Транспортер для загрузки измельченного жмыха / Conveyor for loading crushed sunflower meal	ТСШ-100	2,000	1,100
	Комбикормовый агрегат / Compound Feed machine	КМЗ-2	1,200	21,500
4	Экструдер жмыха / Sunflower meal extruder	ПЭ-180	0,090	18,620
	Измельчитель жмыха / Sunflower meal crusher	ДР-15	0,700	5,500
	Транспортер для загрузки измельченного жмыха / Conveyor for loading crushed sunflower meal	ТСШ-100	2,000	1,100
	Комбикормовый агрегат / Compound Feed machine	АК-3000	1,800	45,100
5	Экструдер жмыха / Sunflower meal extruder	ПЭ-500	0,100	56,100
	Измельчитель жмыха / Sunflower meal crusher	ДР-25	1,000	7,500
	Транспортер для загрузки измельченного жмыха / Conveyor for loading crushed sunflower meal	ТСШ-100	2,000	1,100
	Комбикормовый агрегат / Compound Feed machine	КМЗ-4	2,400	41,740

Окончание табл. 1 / End of table 1
1	2	3 1	4	5
6	Экструдер жмыха / Sunflower meal extruder	ПЭ-300	0,150	30,800
	Измельчитель жмыха / Sunflower meal crusher	ДР-2/22	1,800	22,000
	Транспортер для загрузки измельченного жмыха / Conveyor for loading crushed sunflower meal	ТСШ-100	2,000	1,100
	Комбикормовый агрегат / Compound Feed machinery	АКА-3,322	2,400	45,100
7	Экструдер жмыха / Sunflower meal extruder	ЭМ-200	0,095	22,962
	Измельчитель жмыха / Sunflower meal crusher	ДРМ-15	0,500	3,000
	Транспортер для загрузки измельченного жмыха / Conveyor for loading crushed sunflower meal	ТСШ-100	2,000	1,100
	Комбикормовый агрегат / Compound Feed machine	«Алтай»	2,100	30,500
8	Экструдер жмыха / Sunflower meal extruder	ПЭ-250	0,150	37,000
	Измельчитель жмыха / Sunflower meal crusher	ДМР-18,5	1,000	18,500
	Транспортер для загрузки измельченного жмыха / Conveyor for loading crushed sunflower meal	ТСШ-100	2,000	1,100
	Комбикормовый агрегат / Compound Feed machine	АТМ-3	1,800	28,000
9	Экструдер жмыха / Sunflower meal extruder	Гарант-Агро-150	0,075	15,000
	Измельчитель жмыха / Sunflower meal crusher	ДР-25	1,000	7,500
	Транспортер для загрузки измельченного жмыха / Conveyor for loading crushed sunflower meal	ТСШ-100	2,000	1,100
	Комбикормовый агрегат / Compound Feed machine	АК-2-2	3,000	45,100

Источник : здесь и далее в статье все таблицы составлены автором .

Source : Hereinafter in this article all tables were drawn up by the author.

Под участком подготовки жмыха подразумевается набор машин, в состав которого входят: экструдер для его получения, измельчитель жмыха и транспортер для загрузки его в измельченном виде. Под комбикормовым агрегатом подразумевается серийный агрегат, который приготавливает высококачественный комбикорм. В качестве исходного сырья выступают фуражное зерно (пшеница, рожь, ячмень, овес) и белково-витаминная добавка. В состав агрегата входят машины и оборудование для производства комбикорма.

Технико-экономические показатели и затраты на помещение цеха и его эксплуатацию рассчитаны согласно рекомендациям профессора В. В. Коновалова3 с учетом полученных выражений для технологического расчета.

Результаты расчета по выбору рационального варианта машин для участка подготовки жмыха и комбикормового агрегата приведены в таблице 2.

Критерием, по которому происходит выбор рационального варианта участка и комбикормового агрегата, являются технико-экономические показатели, годовые эксплуатационные и прочие прямые издержки, приведенные затраты.

Т а б л и ц а 2

T a b l e 2

Продолжение табл. 2 / Continuation of table 2

730      487      768      973      487

Technologies, machinery and equipment

Продолжение табл. 2 / Continuation of table 2

о> ос 40

г-                  О                £         о »      n               «'      ”      о        т' ^            ^     ^     О      м So       °   3   °    °. СП        40                     ОС                   О           <О N           о ?    ^           я    §    к      н -    ~           S    -    §      ^ О     S     S      О О'      —                        S                О м   О'        So         Г| г’        г|        о 40      ОС                S       J                 g СЧ        40                     V0         ^        О           сп О1        О ос       m         о 40       m СП            —<                             1 .           О            40               1 . СЧ        04                                ос                      J 4        со        О о        40        00            гм ^     ?     о      м

Время работы оборудования агрегата 377      354

за год (Г), ч / The operating time of the

(N ), кВт / The total drive power of the machines on the field plot for producing sunflower meal (N ), kW

Технологии, машины и оборудование

На основе ММ проведены расчеты по определению рационального варианта участка и комбикормового агрегата. Рациональным вариантом является схема 1 (табл. 1). Производительность участка и комбикормового агрегата составили 155 и 1500 кг/ч соответственно. Энергозатраты на приготовление комбикормов-концентратов – 0,0277 кВт ⋅ ч/кг.

Обсуждение и заключение. На основе данных критериев выбран рациональный вариант участка и комбикормового агрегата, которому относится схема 1 (табл. 1). Данный вариант имеет годовые эксплуатационные издержки в размере 22 078 486 и 21 765 505 руб.; прочие прямые издержки – 22 078 49 и 21 765 50 руб.; приведенные затраты по вариантам – 23 949 069 и 28 743 399 руб. соответственно.

Таким образом, на основе разработанного алгоритма и программы для его реализации c учетом математической модели приготовления комбикорма-концентрата проведен технологический расчет участка подготовки жмыха и комбикормового агрегата, а также рассчитаны их технико-экономические показатели и затраты на помещение цеха и его эксплуатацию, выбран рациональный вариант участка и комбикормового агрегата. Экономический эффект выбранного участка подготовки жмыха и комбикормового агрегата получен за счет снижения годовых эксплуатационных и прочих прямых издержек приведенных затрат.