vestiagИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия аграрных наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Agrarian Series1817-72041817-7239The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1817-7204-2025-63-3-235-242vestiag-816Research ArticleМЕХАНІЗАЦЫЯ І ЭНЕРГЕТЫКАMECHANIZATION AND POWER ENGINEERINGСтруктурная схема управления технологическим процессом уборки, удаления и переработки навозаBlock diagram of technological process control for manure cleaning, removal and processinghttps://orcid.org/0000-0001-6181-396XГордеевВ. В.GordeevV. V.

Гордеев Владислав Владимирович – кандидат технических наук, доцент, ведущий научный сотрудник отдела агроэкологии в животноводстве

Фильтровское шоссе, 3, 196634, Тярлево, Санкт-Петербург

Vladislav V. Gordeev – Ph. D. (Engineering), Associate Professor, Leading Researcher of the Department of Agroecology in Livestock Production

3, Filtrovskoje Shosse, 196634, Tiarlevo, Saint Petersburg

cow-sznii@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6959-049XМироноваТ. Ю.MironovaT. Yu.

Миронова Татьяна Юрьевна – кандидат технических наук, научный сотрудник отдела агроэкологии в животноводстве

Фильтровское шоссе, 3, 196634, Тярлево, Санкт-Петербург

Tatiana Yu. Mironova – Ph. D. (Engineering), Re searcher of the Department of Agroecology in Livestock Production

3, Filtrovskoje Shosse, 196634, Tiarlevo, Saint Petersburg

mironova-tat@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2370-0643ХазановВ. Е.KhazanovV. E.

Хазанов Виктор Евгеньевич – кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник отдела агроэкологии в животноводстве

Фильтровское шоссе, 3, 196634, Тярлево, Санкт-Петербург

Viktor E. Khazanov – Ph. D. (Engineering), Leading Research Engineer of the Department of Agroecology in Livestock Production

3, Filtrovskoje Shosse, 196634, Tiarlevo, Saint Petersburg

cow-sznii@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5466-6033ГордееваТ. И.GordeevaT. I.

Гордеева Татьяна Ивановна – кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник отдела агроэкологии в животноводстве

Фильтровское шоссе, 3, 196634, Тярлево, Санкт-Петербург

Tatyana I. Gordeeva – Ph. D. (Engineering), Associate Professor, Senior Researcher of the Department of Agroecology in Livestock Production

3, Filtrovskoje Shosse, 196634, Tiarlevo, Saint Petersburg

cow-sznii@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5393-1146МироновВ. Н.MironovV. N.

Миронов Вячеслав Николаевич – кандидат технических наук, ученый секретарь

Фильтровское шоссе, 3, 196634, Тярлево, Санкт-Петербург

Viacheslav N. Mironov – Ph. D. (Engineering), Academic Secretary

3, Filtrovskoje Shosse, 196634, Tiarlevo, Saint Petersburg

mironov-vyacheslav@yandex.ruИнститут агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства – филиал Федерального научного агроинженерного центра ВИМInstitute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production – branch of Federal Scientific Agroengineering Center VIM202501082025633235242Copyright © Гордеев В.В., Миронова Т.Ю., Хазанов В.Е., Гордеева Т.И., Миронов В.Н., 20252025Гордеев В.В., Миронова Т.Ю., Хазанов В.Е., Гордеева Т.И., Миронов В.Н.Gordeev V.V., Mironova T.Y., Khazanov V.E., Gordeeva T.I., Mironov V.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestiagr.belnauka.by/jour/article/view/816

Современное оборудование, используемое в линии навозоудаления на фермах КРС, имеет отдельные блоки управления для автоматизации выполнения каждой технологической операции. Внедрение информационных технологий с автоматизацией всего технологического процесса уборки, удаления, транспортировки и переработки навоза как единой системы позволит повысить производительность и исключить малопроизводительный, неквалифицированный ручной труд. Цель исследования – разработка зависимостей и структурной схемы технологического процесса уборки, удаления и переработки навоза как объекта управления, позволяющих автоматизировать выполнение процесса с обеспечением заданных технико-экономических показателей. Проанализированы технологические операции, влияющие на образование навоза, технологии его переработки и хранения, используемые на фермах КРС беспривязного способа содержания. В качестве источника данных использованы сведения, полученные в рамках научных проектов и проектирования животноводческих ферм КРС. Структурная схема управления охватывает технологические операции уборки навоза, которые осуществляются в зданиях для содержания животных и доильном зале, накопления в промежуточном навозоприемнике, транспортировки, разделения с ферментацией твердой фракции навоза, хранения, а также обработку копыт и мытье поилок, при выполнении которых использованная вода поступает в виде стоков в навоз. Для некоторых технологических операций предусмотрены альтернативные варианты. Разработанная модель управления технологическим процессом уборки, удаления и переработки навоза направлена на комплексную автоматизацию процессов и формирование согласованности режимов работы технических средств с целью уменьшения эксплуатационных затрат. 

Modern equipment used in the manure removal line at cattle farms has separate control units for automation of each technological operation. Introduction of information technologies with automation of the whole technological process of manure cleaning, removal, transportation and processing as a single system will allow to exclude low-productive, unskilled manual labor and increase the efficiency of production. The aim of the research is to develop dependencies and block diagram of the technological process of manure cleaning, removal and processing as a control object, which allows to automate the process with the provision of specified technical and economic indicators. The technological operations affecting the formation of manure, technologies of its processing and storage, used on cattle farms of loose housing method are analyzed. As a source of data, information obtained in the framework of scientific projects and design of cattle breeding farms was used. The control block diagram covers technological operations of manure management, which are carried out in the animal housing buildings and milking parlor, accumulation in the intermediate manure collector, transportation, separation with fermentation of solid fraction of manure, storage, as well as hoof treatment and drinker washing, during which the used water is discharged as effluent into manure. Alternatives are available for some technological operations. The developed model of technological process of manure cleaning, removal and processing is aimed at complex automation of processes and formation of consistency of operation modes of technical means in order to reduce operating costs.

навозоудалениепереработка навозакрупный рогатый скоттехнологический процессмодельуправлениеmanure removalmanure processingcattletechnological processmodelcontrolReferencesСтруктурная схема управления технологическим процессом навозоудаления / В. В. Гордеев, Т. Ю. Миронова, В. Е. Хазанов [и др.] // АгроЭкоИнженерия. – 2021. – № 2 (107). – С. 115–125.Gordeev V. V., Mironova T. Yu., Khazanov V. E., Gordeeva T. I., Mironov V. N. Block diagram of manure removal control. AgroEkoInzheneriya = AgroEcoEngineering, 2021, no. 2 (107), рр. 115–125 (in Russian)Бородай, В. П. Огляд сучасних технологій переробки гною у скотарстві / В. П. Бородай, Є. М. Кривохижа, Д. С. Чуприна // Агроекологічний журнал. – 2020. – № 2. – С. 112–119. https://doi.org/10.33730/2077-4893.2.2020.207689Boroday V., Kryvokhyzha Y., Chupryna D. Review of modern technologies of manure processing in cattle farming. Agroekologichnii zhurnal = Agroecological Journal, 2020, no. 2, pp. 112–119. https://doi.org/10.33730/2077-4893.2.2020.207689Шалавина, Е. В. Анализ технологий переработки отходов животноводства в различных природно-климатических условиях России / Е. В. Шалавина, Э. В. Васильев, Э. А. Папушин // АгроЭкоИнженерия. – 2023. – № 3 (116). – С. 110–124. https://doi.org/10.24412/2713-2641-2023-3116-110-123Shalavina E. V., Vasilev E. V., Papushin E. A. Analysis of technologies for processing animal waste in different natural and climatic conditions of Russia. AgroEkoInzheneriya = AgroEcoEngineering, 2023, no. 3 (116), рр. 110–124 (in Russian). https://doi.org/10.24412/2713-2641-2023-3116-110-123Брюханов, А. Ю. Предпосылки к формированию санитарно-гигиенических требований к подстилке для крупного рогатого скота / А. Ю. Брюханов, Р. А. Уваров, Л. М. Белова // Техника и оборудование для села. – 2020. – № 2 (272). – С. 30–34. https://doi.org/10.33267/2072-9642-2020-2-30-34Bryukhanov A. Yu., Uvarov R. A., Belova L. M. Prerequisites for the formation of sanitary and hygienic requirements for cat-tle litter. Tekhnika i oborudovanie dlya sela = Machinery and Equipment for Rural Area, 2020, no. 2 (272), pp. 30–34 (in Russian). https://doi.org/10.33267/2072-9642-2020-2-30-34Recycled manure solids as bedding for dairy cattle: a scoping study / M. Green, K. A. Leach, J. Breen [et al.] // Cattle Practice. – 2014. – Vol. 22, № 2. – P. 207–214.Green M., Leach K. A., Breen J., Ohnstad I., Tuer S., Archer S., Bradley A. Recycled manure solids as bedding for dairy cattle: a scoping study. Cattle Practice, 2014, vol. 22, no. 2, pp. 207–214.Recycling manure as cow bedding: potential benefits and risks for UK dairy farms / K. A. Leach, S. Archer, J. Breen [et al.] // The Veterinary Journal. – 2015. – Vol. 206, № 2. – P. 123–130. https://doi.org/10.1016/j.tvjl.2015.08.013Leach K. A., Archer S., Breen J., Green M., Ohnstad I., Tuer S., Bradley A. Recycling manure as cow bedding: potential benefits and risks for UK dairy farms. The Veterinary Journal, 2015, vol. 206, no. 2, p. 123–130. https://doi.org/10.1016/j.tvjl.2015.08.013An alternative manure treatment technology // Filtration + Separation. – 2014. – Vol. 51, № 5. – P. 44–45. https://doi.org/10.1016/S0015-1882(14)70187-9An alternative manure treatment technology. Filtration + Separation, 2014, vol. 51, no. 5, pp. 44–45. https://doi.org/10.1016/S0015-1882(14)70187-9Identifying key pathways in manure and sewage management of dairy farming based on a quantitative typology: a case study in China / J. Zhang, L. Zhang, M. Wang [et al.] // Science of the Total Environment. – 2021. – Vol. 760. – Art. 143326. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.143326Zhang J., Zhang L., Wang M., Brostaux Y., Yin C., Dogot T. Identifying key pathways in manure and sewage management of dairy farming based on a quantitative typology: a case study in China. Science of the Total Environment, 2021, vol. 760, art. 143326. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.143326Сохраняем здоровье копыт / В. Тимошенко, А. Музыка, А. Москалёв, И. Ковалевский // Животноводство России. – 2015. – № 1. – С. 33–35.Timoshenko V., Muzyka A., Moskalyov A., Kirikovich S. Maintaining hoof health. Zhivotnovodstvo Rossii = Animal Husbandry in Russia, 2016, no. 6, pр. 37–38 (in Russian).Гордеев, В. В. Алгоритм управления системой навозоудаления при беспривязном способе содержания коров / В. В. Гордеев, Е. О. Ланцова // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. – 2017. – № 93. – С. 173–177.Gordeev V. V., Lantsova E. O. Control algorithm for manure removal system in loose cow housing. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva [Technologies and Technical Means of Mechanized Production of Crop and Livestock Products], 2017, no. 93, pp. 173–177 (in Russian).Уваров, Р. А. Повышение эффективности переработки навоза крупного рогатого скота путем разработки биоферментационной установки барабанного типа: дис. … канд. техн. наук: 05.20.01 / Уваров Роман Алексеевич; Ин-т агроинженер. и экол. проблем с.-х. пр-ва. – СПб., 2018. – 160 л.Uvarov R. A. Improving the efficiency of cattle manure processing by developing a drum-type biofermentation unit. St. Petersburg, 2018. 160 р. (in Russian).Анализ и решения экологических проблем в животноводстве / А. Ю. Брюханов, В. Д. Попов, Э. В. Васильев [и др.] // Сельскохозяйственные машины и технологии. – 2021. – Т. 15, № 4. – С. 48–55. https://doi.org/10.22314/20737599-2021-15-4-48-55Bryukhanov A. Yu., Popov V. D., Vasilev E. V., Shalavina E. V., Uvarov R. A. Analysis and solutions to environmental problems in livestock farming. Sel’skokhozyaystvennye mashiny i tekhnologii = Agricultural Machinery and Technologies, 2021, vol. 15, no. 4, pр. 48–55 (in Russian). https://doi.org/10.22314/2073-7599-2021-15-4-48-55Хазанов, Е. Е. Анализ технологий обработки навоза с использованием твердой фракции в качестве подстилки / Е. Е. Хазанов, В. В. Гордеев, В. Е. Хазанов // Научные труды ГНУ ВНИИМЖ Россельхозакадемии. – 2010. – Т. 21, № 3. – С. 194–198.Khazanov E. E., Gordeev V. V., Khazanov V. E. Analysis of manure treatment technologies using the solid fraction as litter. Nauchnye trudy GNU VNIIMZh Rossel’khozakademii [Scientific works of the All-Russian Research Institute of Mechanisation of Animal Husbandry], 2010, vol. 21, no. 3, pр. 194–198 (in Russian).Gordeev, V. Ammonia emission and moisture evaporation from cattle manure with different moisture and excrement content / V. Gordeev, T. Mironova, V. Mironov // Engineering for rural development: proc. of 19th Intern. sci. conf., Jelgava, Latvia, 20–22 May 2020 / Latvia Univ. of Life Sciences a. Technologies, Latvia Acad. of Agr. a. Forest Sciences. – Jelgava, 2020. – Р. 1018–1022. https://doi.org/10.22616/ERDev2020.19.TF238Gordeev V., Mironova T., Mironov V. Ammonia emission and moisture evaporation from cattle manure with different moisture and excrement content. Engineering for rural development: proceedings of 19th International scientific conference, Jelgava, Latvia, 20–22 May 2020. Jelgava, 2020, pp. 1018–1022. https://doi.org/10.22616/ERDev2020.19.TF238Метод расчета размеров бетонированной площадки при переработке навоза методом пассивного компостирования / Е. В. Шалавина, Э. В. Васильев, Р. А. Уваров [и др.] // АгроЭкоИнженерия. – 2020. – № 4 (105). – С. 90–101. https://doi.org/10.24411/0131-5226-2020-10269Shalavina E. V., Vasilev E. V., Uvarov R. A., Briukhanov A. Yu., Vasileva N. S., Vorobyeva E. A. Dimensioning of a concreted pad for manure processing by passive composting. AgroEkoInzheneriya = AgroEcoEngineering, 2020, no. 4 (105), рр. 90–101 (in Russian). https://doi.org/10.24411/0131-5226-2020-10269

The authors declare that there are no conflicts of interest present.