Úvod / Informácie / Stroje a zariadenia / Rôzne

Miešacie kŕmne vozy a podstielacie vozy

23-01-2020
Ing. Štefan Boďo, PhD. | stefan.bodo@uniag.sk
Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre, technická fakulta

Kvalitná a ekonomicky efektívna poľnohospodárska výroba je neodmysliteľná bez zavádzania moderných pestovateľských a chovateľských technológií. Moderné technológie musia byť vyplnené strojmi, ktorých konštrukčné vlastnosti okrem bezpečnostných kritérií musia plniť aj moderné agrotechnické požiadavky pre stroje v rastlinnej výrobe a zootechnické požiadavky v živočíšnej výrobe. Pri nákupe novej techniky v poľnohospodárskom podniku je zložité vyhodnotiť ekonomický prínos investície, naviac je potrebné brať do úvahy faktor času, pretože výdavky na investície a prínosy z investícii vznikajú v rôznych časových obdobiach. Obnova strojového parku sa prelína so zavádzaním nových, modernejších technologických postupov a v podmienkach tržného hospodárstva môže nastať situácia, že produkt, na ktorý bol vyraďovaný stroj potrebný, už nebude vyrábaný. Je teda potrebné dôkladne zvažovať oblasť výroby, ktorá vyžaduje najviac obnovu strojov a bude teda riešená prioritne, ale brať do úvahy i náväznosť novej techniky na ostatné stroje a zariadenia podniku i na výhľadové výrobné a technologické zámery. Ponuka strojov na trhu je veľmi široká a tak vlastnému výberu je potrebné venovať maximálnu pozornosť.

Jednou z najprogresívnejších metód kŕmenia hovädzieho dobytka v posledných rokoch je skrmovanie zmiešaných kŕmnych dávok, tzv. TMR (Total Mixed Ratio). Táto metóda kŕmenia sa stala nevyhnutnou súčasťou technológií prevádzkovaných v chovoch dojníc. Zmiešaná kŕmna dávka (ďalej ZKD) zahŕňa všetky objemové krmivá, jadrové krmivá, prípadne aj ďalšie špeciálne prípravky. Pri príprave ZKD je veľmi dôležitá kvalita miešania. Pokiaľ je miešanie nerovnomerné, alebo sú jednotlivé krmivá stláčané príliš agresívnym spôsobom, je takáto ZKD menej účinná a nemôže zabezpečiť vysokú úžitkovosť, ktorá je od nej očakávaná. Jednou z veľkých predností v súčasnosti stále viac sa v praxi uplatňujúcich miešacích kŕmnych vozov (ďalej MKV) je veľmi dobrá homogenizácia naložených komponentov.

Miešacie kŕmne vozy sa stali nevyhnutnými pomocníkmi predovšetkým v chovoch dojníc, kde len kvalitná zmiešaná kŕmna dávka zabezpečuje maximálne produkčné výsledky vďaka dostatočnému príjmu všetkých zložiek krmiva jednotnou kŕmnou dávkou v priebehu celého roka. Pre zabezpečenie vysokej úžitkovosti dojníc je potrebné vytvoriť a podávať kŕmnu dávku tak, aby im zabezpečila vysoký príjem sušiny a energie s najlepšou možnou stráviteľnosťou. Toto je možné dosiahnuť iba v prípade, že jednotlivé komponenty kŕmnej dávky sú podávané dobre premiešané. Možností, ako zmiešanú kŕmnu dávku pripraviť je niekoľko a sú dané typom používaných strojov a zariadení. Najrozšírenejším spôsobom je využívanie už spomínaných miešacích kŕmnych vozov. Tieto mechanizačné prostriedky sú vyrábané s rôznym objemom korby a je možné v nich kvalitne namiešať aj menšie množstvo krmiva.

Využitie miešacích kŕmnych vozov na tvorbu zmiešanej kŕmnej dávky prináša tieto výhody:

  • použitie miešacích kŕmnych vozov výrazne znižuje potrebu ľudskej práce, času potrebného na kŕmenie a umožňuje celý proces kŕmenia presne riadiť a mechanizovať,
  • skrmovaním optimálne zostavených kŕmnych dávok sa výrazne obmedzí vznik tráviacich problémov u dojníc a maximalizuje sa potreba sušiny a tým aj mliečna úžitkovosť,
  • dokonale premiešaná kŕmna dávka nedovoľuje dobytku selektovať jednotlivé zložky krmiva,
  • zmiešaná kŕmna dávka zabezpečuje stály priebeh fermentácie v bachore, čo zlepšuje využitie a produkčný účinok krmív i jednotlivých živín.  

Z hľadiska pripojenia k energe­tickému zdroju môžeme MKV rozdeliť na dve veľké skupiny: prvú skupinu tvoria traktorové návesy a druhú skupinu samohybné MKV.

Plnenie miešacieho priestoru – korby voza býva najčastejšie riešené pomocou vlastného plniaceho zariadenia, alebo cudzím mechanizačným prostriedkom (nakladačom, resp. manipulátorom). Keď je plniace zariadenie súčasťou MKV, môže jeden pracovník zabezpečiť celú jeho obsluhu. Ak plnenie zabezpečuje ďalší stroj, obyčajne na jeho obsluhu treba ďalšieho pracovníka.  

Samozrejmosťou všetkých MKV je vážiaci systém. Pri každom je možnosť výberu z viacero úrovní. Najjednoduchší variant spočíva len v tom, že sa zobrazuje hmotnosť, ktorá je naložená v MKV bez možnosti zadávania receptúry a rôznych názvov jednotlivých komponentov kŕmnej dávky.

Hlavné výhody inteligentného kŕmenia:

  • lepšia kvalita mlieka,
  • zvýšenie úžitkovosti,
  • zníženie nákladov na kŕmenie (čas, krmivo, PHM),
  • kontrola kvality práce obsluhy MKV - vytvorenie časovej snímky jeho práce.

Presné stanovenie hmotnostných podielov jednotlivých komponentov kŕmnej dávky je zabezpečené systémom tenzometrických snímačov.

Za týmto účelom je MKV vybavený:

  • tenzometrickými snímačmi,
  • vyhodnocovacou jednotkou,
  • pamäťou - umožňuje uložiť až 99 druhov KD, pričom jedna KD môže obsahovať  24 komponentov,
  • displejom,
  • klávesnicou,
  • zvukovou signalizáciou (signalizuje stav pri dosiahnutí hmotnosti jednotlivých krmív pri 85 a 100 %, aby obsluha nemusela dlhodobo sledovať displej).

Miešanie krmív v korbe MKV zabezpečujú miešacie ústrojenstvá: závitovkové vertikálne, závitovkové horizontálne, rotačné lopatkové (pádlové), kombinované (lopatky + závitovky). Rozdeľovanie krmiva na kŕmny stôl je riešené vyprázdňovacím reťazovo – lištovým dopravníkom, klasickým pásovým dopravníkom alebo po sklznici. 

Horizontálne MKV

V korbe sú jedna až štyri horizontálne závitovky tvorené hriadeľom. Na hriadeli je navinutá závitovka a na obvode spodnej závitovky sú uchytené nože rôznych tvarov. Frekvencia otáčania závitoviek je 15 až 18 za 1 minútu. Smer otáčania a vinutia závitoviek je taký, aby pri otáčaní vznikol žiadaný pohyb krmiva a jeho zhromažďovanie pri vyprázdňovacom otvore. 

Výhody horizontálneho MKV:

  • objem využitý na 95 %,
  • kompaktné rozmery,
  • výborné rezanie (nastaviteľné nože),
  • výborné miešanie, homogenita 95 %,
  • rovnomerné vyprázdňovanie,
  • možnosť dodať verziu s plniacou frézou alebo bez,
  • pracuje aj s malými dávkami krmiva.

Nevýhody horizontálneho MKV:

  • objem maximálne 20 - 22 m3 (technické riešenie neumožňuje natiahnuť korbu do väčších dĺžok - spodná závitovka musí byť vyrobená zjedného kusu profilu, ktorý musí byť uchytený iba na koncoch kvôli zabezpečeniu toku krmiva po celej dĺžke závitovky - pri nadmernom predĺžení profilu by došlo knežiaducemu previsu profilu anáslednému treniu odno korby MKV),
  • potrebný vyšší príkon oproti vertikálnemu MKV,
  • nadmerné stláčanie krmiva čím dochádza kvytláčaniu štiav zkrmiva,
  • pokiaľ je horizontálny MKV vybavený vyberačom ten je uchytený okorbu čím fréza ovplyvňuje presnosť váženia.

Obr. 1

Vertikálny MKV

Vertikálny MKV má v zásobníku 1 až 3 vertikálne závitovky. Ich počet závisí od objemu MKV. Maximálny počet dojníc, ktoré možno kŕmiť jedným vozom je 225 až 360ks dojníc pri objeme korby 45m3.

Pohyb kŕmnej dávky vo vnútri voza pripomína vulkán. Frekvencia otáčania závitoviek je 20 až 35 za 1 minútu. Materiál je hnaný závitovkou smerom nahor a následne po okrajoch je tlačený smerom ku dnu a k vyprázdňovaciemu otvoru.

Výhody vertikálneho MKV:

  • nižšia cena v porovnaní s horizontálnym MKV,
  • potrebný nižší príkon v porovnaní s horizontálnym MKV,
  • nižšie náklady na údržbu,
  • dostupné väčšie objemy (až 60 m3),
  • priame plnenie okrúhlymi balíkmi,
  • šetrné miešanie (nižšie percento poškodenia vlákniny).

Nevýhody vertikálneho MKV:

  • veľká výška stroja – vysoké ťažisko, na nerovnomernom teréne nestabilita,
  • bez silážnej frézy (ťahaná verzia),
  • nižšia kvalita rezania,
  • len 80 %-né využitie objemu MKV,
  • nepravidelné vyprázdňovanie v porovnaní s horizontálnym MKV,
  • nedokáže kvalitne zamiešať malé objemy krmiva.

Obr. 2

Obr. 2: Vertikálny MKV
(zdroj: https://www.dlg.org/de/landwirtschaft/tests/pruefberichte/innenwirtschaft/vertikal-futtermischwagen-siloking-selfline-40-19-m/)

V súčasnosti sa pozoruje stúpajúci dopyt po inteligentnejších systémoch s možnosťou prenosu dát z počítača riadiaceho pracovníka do počítača MKV a naopak. Kŕmne vozy pracujúce s maximálnou presnosťou pri príprave KD. To znamená, MKV dokáže počas naberania komponentov sledovať nie len presnú hmotnosť ale aj podiel sušiny v krmovine. Novinkou je rozdeľovať výkon hnacieho agregátu medzi frézu a miešacie závitovky podľa aktuálnej potreby.

U neporezaných krmív (seno, príp. slama) prichádza do úvahy rezanie. V MKV sa rezanie dosiahne pomocou upravených miešacích závitoviek, na ktorých sú okrúhle, alebo tzv. šabľovité nože s protiostrím, ktoré sú upevnené na stene korby. Aby došlo k žiaducemu porezaniu krmív, plní sa MKV najskôr neporezanými komponentmi, následne kratšími až nakoniec jadrovým krmivom.

Možnosti testovania kvality práce miešacích kŕmnych vozov

V súčasnosti je na Slovenskom trhu ponúkaný široký sortiment MKV. Je však nedostatočný prehľad o technicko-exploatačných parametroch týchto mechanizačných prostriedkov, predovšetkým chýbajú výsledky z prevádzkového overovania. Jednou z mnohých činností Nemeckej poľnohospodárskej spoločnosti (DLG – Deutsche Landwirtschafts-Gesellschaft) je testovanie strojov, zariadení a výrobkov určených na používanie v poľnohospodárstve. Spoločnosť si v priebehu rokov vybudovala postavenie, ktoré je uznávané a rešpektované nielen v Nemecku, ale aj v celej Európe. Stroj, alebo zariadenie, ktoré má značku DLG – Anerkannt, je zárukou určitej kvality a užívateľ má istotu, že parametre uvádzané výrobcom boli overené a potvrdené nezávislou organizáciou v náročných testoch.

Z hľadiska prípravy optimálnej kŕmnej dávky pre hovädzí dobytok je dôležité dodržať čas, resp. dĺžku miešania krmív v MKV. Ak je čas miešania krátky, krmivá nie sú dokonale premiešané, resp. porezané a jednotlivé živiny v celom objeme krmiva nie sú „rozmiestnené“ homogénne. Ak je čas miešania dlhší ako odporúčaný, tak dochádza  k narušeniu štrukturálnych parametrov kŕmnej dávky a k odseparovaniu jednotlivých zložiek krmiva, čím sa stáva zmes krmív opäť nehomogénnou. Zlé zamiešanie krmív v miešacom kŕmnom voze môže viesť k selektívnemu vyžieraniu krmív z kŕmneho stola, resp. z kŕmneho žľabu, čoho dôsledkom môže byť zhoršenie produkčného zdravia dojníc.

Po nadávkovaní zle pripravenej kŕmnej dávky si dojnice najskôr vyberajú jemnejšie častice, ktoré sú väčšinou bohaté na ľahko stráviteľné sacharidy, ktoré rýchlo fermentujú v bachore a dochádza k prudšiemu poklesu pH bachorovej tekutiny. Dlhšie častice, ktoré sú zdrojom štrukturálnej vlákniny, častokrát ani nezožerú a my ich vyhadzujeme vo zvyškoch na hnojisko, resp. ich skrmujeme iným kategóriám hovädzieho dobytka. Pritom máme pocit, že v napočítanej kŕmnej dávke je dostatok štrukturálnej vlákniny. Výsledkom toho môže byť subklinická bachorová acidóza a časté individuálne výkyvy v produkcii mlieka. 

Obsah testov

Pri testoch sa zisťujú tieto ukazovatele:

  • exploatačné (prevádzková výkonnosť pri nakladaní a dávkovaní),
  • energetické (krútiaci moment na hriadeli vyberacej frézy, krútiaci moment na vývodovom hriadeli traktora potrebný na pohon pracovných zariadení pri miešaní a dávkovaní a točivé momenty a príkony pri chode naprázdno),
  • kvality práce (miešacia schopnosť, rovnomernosť dávkovania, presnosť váženia inštalovaných váh).

Miešacia schopnosť – homogenita krmiva

Miešacia schopnosť (rovnomernosť premiešania) sa posudzuje porovnaním prie­mernej sušiny zmesi miešaných komponentov so sušinou vzo­riek odobratých z riadkov vy­tvoreného nadávkovaním pre­miešanej zmesi. Pri dokonalom premie­šaní by sušina vzoriek mala byť rovnaká ako prie­merná sušina zmesi. Odchýlka sušiny vzoriek od priemernej sušiny zmesi stanovená v % potom určí kvalitu premiešania a tým aj miešaciu schopnosť stroja. Za vyhovujúce je možné považovať takú odchýlku, ktorá neprekročí rozpätie ±10 %

Rovnomernosť dávkovania kŕmnej dávky

Rovnomernosť dávko­vania sa hodnotí porovnaním jednotkovej dĺžkovej hmotnosti riadku (kg.m-1) zisťovanej v pra­videlných úsekoch, na ktorej bol rozdelený riadok vytvorený nadávkovaním ob­sahu miešacej vane, s priemer­nou hodnotou tejto hmotnosti. Priemerná hodnota jednotkovej dĺžkovej hmotnosti je daná vydelením celkovej hmotnosti nadávkovaného materiálu dĺžkou vytvoreného riadku. Odchýlky v % charakterizujú rovnomernosť dávkovania. Za vyhovujúce je možné považovať takú odchýlku, ktorá neprekročí rozpätie ± 12,5 %. Hmotnosť založeného krmiva (kg.m-1) pripadajúceho na 1 m sa vypočíta podľa vzorca:

vzorec

Presnosť inštalovaného vážiaceho zariadenia

Presnosť inštalovaného vážiaceho zariadenia sa stanovuje porovnaním údajov o hmotnosti materiálu zistených inštalovaným vážiacim zariadením s údajmi získanými vážením na presnej mostovej váhe.

Prinášame ukážku hodnotenia niektorých parametrov testovaného samohybného MKV SILOKING SelfLine 4.0 Premium 19 m³ so systémom vertikálneho miešania s obratným podvozkom.  Testované v nemeckej poľnohospodárskej spoločnosti (DLG – Deutsche Landwirtschafts-Gesellschaft).

Jeho kompaktné rozmery a  vynikajúca manévrovateľnosť ho predurčujú na použitie aj v ustajňovacích objektoch s nízkymi a úzkymi chodbami. Vonkajší stopový priemer otáčania je 9,48m. Jeho trojbodový podvo­zok umožňuje rozsah natoče­nia zadného dvojkolesa až 150°. Výsledkom toho je extrémna ob­ratnosť s veľmi ma­lým polome­rom otáčania, čo obsluhe umožňuje mať optimálnu kontrolu nad stro­jom a dosahovať veľmi priaznivé časy pri jednotlivých pracovných operáciách. Navyše to umožňuje znížiť straty krmiva pri nakladaní, ako aj presnú koordiná­ciu pri dávkovaní krmiva, to zna­mená založenie krmiva presne tam, kam patrí. Výsledky miešania sa stanovili na prvom stupni rýchlosti miešacích závitoviek. Výhodne sú dve úrovne rýchlosti miešacích závitoviek. Pri malých dávkach môže krmivo zostať na závitovkách. Krátkym prepnutím na vyššiu rýchlosť sa krmivo zhodí a premieša.

Graf 1

Odchýlky v zmesi zavädnutej trávnatej siláže / kukuričnej siláže - plné / polovičné

Graf 2

Pre celý cyklus (vyberanie zavädnutej trávnatej siláže a kukuričnej siláže, miešanie a preprava, vyprázdňovanie) so 7 818 kg krmiva a cestovnou vzdialenosťou 600 m bola priemerná spotreba 16,6 l / h alebo 1,3 l / t, 

Graf 3

Spotreba paliva a vzdialenosť pri vyberaní, miešaní a vyprázdňovaní 7 818 kg krmiva

Z hľadiska bezpečnosti pri práci a ochrany zdravia treba spomenúť že samochodné MKV majú istenie, kde fréza a miešacia závitovka sa dá uviesť do činnosti len ak je obsadené sedadlo vodiča prípadne ovládací joystick  je uchopený rukou.

Samostatnou kapitolou moderného farmárčenia sú ,,Automatické kŕmne systémy“ ale o tých si napíšeme nabudúce.

Podstielacie vozy

Požiadavky kladené na zakladacie vozy:

  • rozdružiť  hranatý alebo guľatý balík slamy zbavený povrazov,
  • porezať slamu na požadovanú dĺžku,
  • v požadovanom množstve  ju rozptýliť na podlahu haly,
  • pri minimálnej prašnosti.

Výrobcovia ponúkajú MKV  v kombinácii s integrovaným rozobera­čom guľatých a hranatých balíkov. Takéto miešacie kŕmne vozy majú okrem miešacieho ústrojenstva vo svojej zadnej alebo prednej časti umiestnenú turbínu na rozoberanie balíkov a dokážu vrhnúť slamu do vzdialenosti 26 až 28 metrov  s natáčaním v rozsahu 180 ° alebo pevným vyústením s možnosťou sklápania výpustného otvoru. Prípojné MKV s integrovaným rozobera­čom balíkov sú spravidla plnené manipulátorom ktorý vloží balík slamy bez povrazov. Balík sa rozdrví a podľa potreby nareže. Takto narezaná slama je vrhačom aplikovaná na podlahu chovného objektu. Výrobcovia však ponúkajú aj jednoúčelové podstielacie vozy. Tie sú však už určené pre veľké farmy.  Sú určené na okrúhle alebo gulaté balíky ktoré, si sami dokážu naložiť. Opäť je potrebné z balíkov odstrániť povrazy. Nevýhodou podstielacich vozov je ich prašnosť pri aplikácii slamy v objektoch. Nový systém na reguláciu prachu, ktorý je k dispozícii pre zariadenia na podstielanie slamou, bol jednou z noviniek, ktoré sa predstavili v roku 2019. Systém Cleanstraw od firmy Kuhn, ktorý je k dispozícii na nových zariadeniach alebo ako modernizácia existujúcich strojov, znižuje prach v objektoch zvierat aplikáciou jemnej vodnej hmly na slamu, počas distribúcie. Skladá sa z nádrže na vodu a troch hmlových dýz namontovaných na výstupe zo žľabu vyfukujúceho slamu. Trysky sú napájané čerpadlom, ktoré dodáva vodu s prietokom, ktorý aplikuje jeden liter vody na 100 kg slamy, bez toho, aby sa spomalil výkon stroja.

Aplikácia vodnej hmly pri tejto rýchlosti a týmto spôsobom eliminuje nadmerné úrovne prachu šíreného vzduchom znížením času, počas ktorého tieto častice zostávajú suspendované vo vzduchu. Výrobca udáva v priebehu 30 sekúnd po ukončení fúkania slamy systémom Cleanstraw bezprašné prostredie. Zníženie množstva prachu v budovách pre hospodárske zvieratá má niekoľko výhod:

  • vytvára čistejšie, pohodlnejšie a produktívnejšie prostredie pre hovädzí dobytok,
  •  rovnako vytvára pre pracovníkov v poľnohospodárstve vhodnejšie pracovné prostredie, menej vdychujú prachové častice a iné nečistoty, ktoré môžu byť prítomné v slame.
  • pridanie jemnej vodnej hmly pri výstupe slamy zachováva absorpčný potenciál slamy, zaisťuje, že zostane účinným a hygienickým materiálom podstielky.

Obr. 3

Obr. 3: Redukcia prašnosti
(zdroj: https://www.kuhn.co.uk/uk/new-cleanstraw-system-reduces-dust-in-livestock-housing.html)

V nasledujúcej časti prinášame dosiahnuté výsledky testovaného MKV V-Mix Plus 20-2S od firmy BvL s rozdružovačom balíkov V-Comfort Turbo. Testované v nemeckej poľnohospodárskej spoločnosti (DLG – Deutsche Landwirtschafts-Gesellschaft).

Použitá bola jačmenná slama (2 štvorcové balíky, 740 kg doba miešania pri rozdružovaní 3 minúty).

Graf 4

Z grafu vidieť rozloženie slamy  v kg .m-2. Pri maximálnom výkone (540 ot.min-1) je dosah 30 metrov. Maximálna šírka je 6 metrov založené množstvo slamy približne 0,1 kg .m-2.  Vo vzdialenosti 4m od vrhača sa zaznamenalo približne 0,1 kg.m-2 slamy.  V rozmedzí 9,5 až 25 m sa pohybovali hodnoty slamy od 0,5 do 0,86 kg.m-2.   

Rozloženie slamy však závisí od druhu slamy, od tvaru balíkov slamy a od času rozdružovania, rezania a miešania. Pri maximálnom výkone bol vypúšťací otvor slamy vrhača vo výške 252,5 cm. 

Spotreba energie (meraná pri otáčkach vývodového hriadeľa traktora 540 ot.min-1) pri prázdnom MKV bola v priemere 3,8 KW. Pri pripojení vrhača slami bola priemerná spotreba energie 11,2 KW.

Počas rozdružovania a vrhania 740 kg slamy (dva štvorcové balíky, 92,4% DM jačmennej slamy) s prietokom 318 kg.min-1 bol priemerný príkon 53,1 KW. Vypočítaná špecifická spotreba energie na rozdruženie a rozmetávanie slamy (92,4% DM) je 10,9 KW.kg-1. Rozloženie slamy sa meralo pri maximálnej vrhacej vzdialenosti a s vzdialenosťou 15 m. Na tento účel boli zberné nádoby (50 cm x 50 cm x 10 cm) nastavené tak, aby boli vzájomne v jednej rovine na testovacej ploche laterálne v smere jazdy. MKV s vrhačom slamy bol ťahaný traktorom s výkonom 70 KW (95 HP). Pri rýchlosti 1,4 km.h-1

Množstvo slamy v miskách sa odvážilo a priemerné  hodnoty slamy na m2 sa vypočítala z troch opakovaní.

Požadovaný príkon sa meral na vývodovom hriadeli

Špecifická spotreba energie (KW.sek.kg-1) pri rozdružovaní a vrhaní slamy sa vypočítala na základe množstva sušiny.

Obr. 4

Obr. 4: Podstielací voz
(zdroj: https://www.dlg.org/de/landwirtschaft/tests/pruefberichte/innenwirtschaft/test-strohgeblaese-v-comfort-turbo/)