- використання модернізованих і пристосованих до господарських умов причепів-розкидачів органічних добрив, навантажувачів, дорожньо-будівельних машин;
- використання змішувачів аераторів — причіпних, навісних, самохідних, тунельних;
- використання змішувачів-аераторів-навантажувачів безперервної дії — самохідних або причіпних.
Модернізація гноєрозкидачів полягає у зміні технологічного процесу, типу робочих органів та їх режимно-кінематичних параметрів. Раціонально вибрані технологічні схеми роботи та параметри модернізованого розкидача забезпечують формування бурта заданого розміру, вибір швидкісного режиму роботи агрегату, зменшення витрат на допоміжні операції, економію площі майданчиків за рахунок раціонального укладання буртів, а також вибір робочих органів, які подрібнюють органічну сировину залежно від її стану.
Можливість накопичувати в кузові причепа інгредієнти, їх подрібнення та змішування дозволяє розглядати гноєрозкидачі як базові технічні засоби в механізованих технологіях компостування.
Аератори-змішувачі — це встановлені горизонтально-бітерні, лопатеві або зубчасті фрезерні барабани з обмежувальними поверхнями у вигляді рамок трикутної, трапецеїдальної або арочної форм висотою від 1,5 до 2 м. Аератори-змішувачі широко використовуються у причіпних і самохідних машинах (рис. 1). Їхні переваги: простота конструкції, відносно невелика енергоємність, широкий діапазон пристосованості до господарських умов та виконання технологічного процесу.
Рисунок 1. Аератор-змішувач моделі конструкції ІМТ НААН (Україна)
Аератори-змішувачі-навантажувачі — це спеціальні технічні засоби для роботи на майданчиках для компостування, які зменшують кількість одиниць техніки загального призначення: бульдозерів, навантажувачів періодичної дії, та виконують операції з переміщення буртів за двома базовими схемами (рис. 2–4):
- боковим формуванням бурта;
- прямотоковим — позаду агрегату.
Якщо бурт формується збоку, то технологічні характеристики технічного засобу ширші щодо змішування, аерації, організації навантажувальних робіт, можливості збільшення висоти, об’єднання декількох буртів. Проте конструкція елеваторів та транспортувальних стрічкових пристроїв складніша, а потужність енергетичних установок більша. Робоча швидкість агрегатів варіюється від 50 до 300 м/год., а продуктивність — від 2000 до 6000 т/год.
Рисунок 2. Змішувачі-аератори-навантажувачі з боковим формуванням бурта
Подібні пристрої у повному обсязі забезпечують аерацію та ефективне змішування під час переміщення, зміні напрямків потоку сировини, а також навантаженні до висоти 4 м. Такі спеціалізовані машини розраховані на значні об’єми сировини, де може реалізуватись їх економічна доцільність.
Орієнтовна кількість підстилкового гною, що може перероблятися гноєрозкидачами, від 3 до 5 тис. т. на рік. При збільшенні об’ємів переробки від 5 до 10 тис. т. рекомендується використовувати аератори-змішувачі причіпного або самохідного агрегатування з потужністю до 100 кВт. Причіпні аератори використовуються з тракторами потужністю від 20 до 120 кВт, а самохідні — від 30 до 500 кВт, з шириною захвату від 4 до 8 м та висотою бурта від 1,5 до 2,5 м.
Рисунок 3. Аератор-змішувач виробництва фірми Brown Bear
У порівнянні з технологією природного компостування, де гній накопичується і через мінімум 4–6 місяців частково розкладається, прискорене компостування відбувається за умов готування сумішей, формування буртів та контролю за процесами. Основні позитивні результати: забезпечення вмісту органіки в компості (за сухою речовиною не менше 70%, загального азоту — 1,9–2,28%, калію — 0,6–0,55%, фосфору — 0,5–0,6%). Зменшення втрат хімічних речовин забезпечується раціональною кількістю вологи в субстраті, де хімічні елементи знаходяться у розчиненому стані.
Рисунок 4. Роторний аератор-змішувач TG 301 виробництва компанії Gujer
Найбільшого поширення у практиці компостування набули аератори-змішувачі. Основне їх призначення — це розпушування попередньо сформованих буртів або накопиченої сировини. Тому при формуванні й аерації їх розглядаємо механізовані процеси переміщення сировини в площині і просторі, в результаті якого створюється фізична форма бурта, раціональна для перебігу хімічних і фізичних процесів на основі перемішування, при цьому вивільняється окис вуглецю, а сировина насичується киснем. Класифікація аераторів-змішувачів приведена на рис. 5.
Рисунок 5. Класифікація мобільних змішувачів-аераторів буртів
Впровадження компостування
Організація впровадження технології прискореного компостування у господарстві має включати ряд організаційних заходів, що забезпечить ефективний результат. Перший етап — розробка технологічного процесу виробництва органічних добрив в умовах господарства:
- аналіз загальної характеристики господарства за виробничими ресурсами, типами і кількістю органічної сировини, наявністю техніки, термінами виробництва, логістичними маршрутами;
- розробку технологічного регламенту на основі хімічного аналізу компонентів суміші: вологості, рН, співвідношення вуглецю до азоту, визначення розмірів майданчиків для компостування з урахуванням кількості і якості органічної сировини;
- розробку технічного регламенту, що включає обґрунтування типів і кількості машин та обладнання, їх налаштування, логістичні маршрути руху техніки для технологічного забезпечення процесу компостування, експлуатаційні особливості роботи та обслуговування, завдання для виконавців на основі технологічних карт, а також розробку циклограм виконання робіт на майданчику;
- розробку заходів з охорони праці та виробничої санітарії, техніко-економічне обґрунтування.
Другий етап — перевірка технології й уточнення параметрів процесу і технічних засобів.
Третій — узагальнення та розробка технології внесення органічних добрив (рис. 6).
Рисунок 6. Механізовані технологічні операції компостування
Практичне використання компостів в умовах господарства, використання методів добового контролю за температурою та іншими параметрами забезпечують необхідний досвід у компостуванні, зменшують залежність від постійних хімічних аналізів зразків, дозволяють отримати продукцію, яка відповідає екологічним показникам безпеки.
Економіка інтенсивного (прискореного) компостування базується на порівнянні агрохімічного складу отриманого субстрату з сумарною кількістю діючих речовин (NPK) по відношенню до нітроамофоски (16:16:16). За дослідженнями співвідношення становить 1:10 — одна тонна компосту еквівалентна 100 кг нітроамофоски у порівнянні з мінеральними добривами і компостом, виготовленим із підстилкового посліду з соломою.
Однак на сьогодні в Україні відсутні машини та обладнання для компостування органічної сировини, занепад галузі тваринництва призводить до скорочення об’ємів виходу гною, який є основним складником для виробництва компостів.
а) формування бурта бульдозером;
б) формування бурта та готування суміші підстилкового посліду гноєрозкидачем ПРТ-10, агрегатованим із трактором Т-150К; в) формування бурта та готування суміші гною ВРХ агрегатом у складі трактора МТЗ-80 та гноєрозкидача ПРТ-7
Аграрні ВНЗ не дають достатні інженерні знання студентам з машин і технологій компостування органічної сировини, в навчальних програмах відсутня методична база для того, щоб випускник вишу зміг вирішити задачу з обґрунтування раціонального набору машин і обладнання для компостування органічної сировини в конкретних умов господарства. У той же час керівники господарств, які розуміють перспективи виробництва компостів, працюють за методом проб та помилок.
Геннадій ГОЛУБ, завідувач кафедрою тракторів, автомобілів та біоенергосистем
НУБіП України, доктор техн. наук, професор
Сергій ПАВЛЕНКО, старший науковий співробітник НУБіП, канд. техн. наук, доцент
Олег ГАЙДЕНКО, учений секретар Кіровоградської ДСГДС НААН, канд. техн. наук, с. н. с.
