奶牛场生产工艺设计

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1、奶牛场生产工艺设计 畜牧场的生产工艺，是指人们利用动物和饲料生产出畜产品的过程和方法。畜牧场工艺设计，是动物生产的工艺规程和工艺装备设计的总称，包括确定牧场的性质和规模、主要生产指标、畜群的组成和生产流程、饲养管理的方式和方法、水电和饲料消耗定额、劳动定额和牧场人员组成、生产设备和装备的选型配套、牧场占地面积、房舍和生产设施建筑面积、投资概算、成本和效益估算等。工艺设计是牧场建筑设计和技术设计的先行条件，也是牧场投产后指导生产的依据。因此，工艺设计是保证畜牧场进行合理建设和正常生产运行的重要技术文件。 合理的牧场工艺设计，必须适合当地的自然条件、社会条件、市场需求及经济、技术水平，并尽可能采用

2、最先进的科学技术，以保证工艺的实施和牧场生产的高水平。因此，在设计前应对上述当地条件和有关情况进行调查了解，必要时还应进行现场踏勘和实地测量，以便为设计提供详实的资料和依据。调查的内容包括：当地气象资料，拟建场场地的地形地势、水源、土壤及地质水文资料，历史上的自然灾害和奶牛疫情，当地建材和建筑习惯，场地周围的工厂、居民点和其他牧场情况，市场对产品的需求(如果产品供应出口，须查明国际市场需求和出口配额等)、价格，饲料及能源的供应，粪污的就地消纳能力，劳力市场情况，交通运输条件，建场投资能力及资金来源等。 规范的牧场设计程序，应在调查研究的基础上提出可行性论证报告或立项报告，经主管部门审批、下达计

3、划任务书并落实投资经费后，做出较详尽的建场方案(包括工艺设计)，经专家和有关人员论证后，按确定方案修改或重写畜牧场工艺设计，此后再相继进行建筑设计和施工图设计。一、现代化畜牧生产工艺的特点 现代化畜牧生产以动物遗传育种、动物营养、环境生理、家畜繁殖、畜牧工程、兽医防疫卫生、经营管理等相关学科的现代理论为基础，采用先进的科学技术和管理方法，以现代工业设备装备牧场，实行规模化、集约化、产业化生产，保证奶牛生产力的高水平、产品的高品质、生产的高效率和低成本。在进行牧场初步设计过程中，必须考虑现代化畜牧生产工艺的如下特点。 (一)选用优良的奶牛品种，采用最优化杂交组合 现代化畜牧生产工艺采用了工业化生

4、产流水作业。作为劳动生产对象的奶牛，不仅要有高度的生产力、抗病力和抗逆性，而且个体间在生长发育、体形外貌等方面要有较高的一致性，否则不能适合流水作业和规范的饲养管理设备。因此，必须选用以现代遗传育种理论为指导而育成的、具有优良而稳定的遗传素质的奶牛品种。 (二)合理分群，实行流水作业的“全进全出”制生产工艺流程 为便于按不同性别、生长发育阶段特点采取不同的饲养管理、饲料营养、环境调控及其他畜牧兽医措施，采用工业化生产设备和进行专业化饲养管理作业，以充分发挥良种的遗传潜力，提高畜牧生产水平，提高劳动生产效率，降低饲养成本和畜舍、设备投资及能耗，必须将奶牛分成若干不同的类群。只有确定了合理分群，才

5、能设计适合于不同畜群特点的畜舍和设备，并按各畜群间的功能关系进行流水式周转，保证各种畜舍“全进全出”，有利于专业化管理和兽医卫生防疫。 (三)根据不同畜群的营养需要，饲喂相应的全价配合饲料 饲料是畜牧生产的物质基础，只有采用满足奶牛营养需要的全价饲粮，才能充分发挥良种的遗传潜力，提高饲料的转化效率，保证高产、优质、低成本。 (四)创造适宜的舍内外环境 现代化畜牧生产必须具有适当的规模，实行高密度集约化饲养，如果舍内环境调控措施不力，粪污处理不当，必将导致舍内外环境恶化，不仅使奶牛生产力降低、发病和死亡率升高，而且会污染场区及其周围环境，形成畜产公害。因此，现代化畜牧生产工艺必须从场址选择、场地

6、规划、建筑物布局、畜舍建筑热工、通风、供暖、降温、饲喂饮水和清粪工艺及设备、粪便污水处理和利用等方面，采取综合措施，改善舍内外环境，保障畜牧生产和人畜健康，实现洁净生产。 (五)制定和执行严格的兽医卫生防疫制度 规模化、集约化畜牧生产必须采用高密度饲养和工业化生产方式，这就为疫病提供了传播的机会，同时也会产生较多的应激因素，使动物机体抗病力和免疫力降低。因此，除改善饲养管理和环境外，还必须制定和执行严格的兽医卫生防疫制度，切实贯彻防重于治的方针，实施科学的疫病免疫程序，执行严格的消毒制度，以保障奶牛健康和产品质量。 (六)改善劳动条件，降低劳动强度，提高劳动效率 为提高生产水平，降低生产成本，

7、应根据投资能力、能源消耗、成本核算以及生产和技术要求，酌情采用喂饲、饮水、清粪、产品收集和初加工、畜舍通风、供暖、降温、粪便污水处理利用、运输等生产过程的机械化，以改善劳动条件，降低劳动强度，提高劳动生产效率。 (七)建立高水平的职工队伍，实行现代化的、科学的企业管理 现代化畜牧生产是多学科、高技术的集合和体现，采用工业化生产方式。它比工业生产更复杂多变，要求管理人员具有较高文化素质，掌握先进的畜牧兽医科学技术，并具有较高的管理水平；同时，还需组织一支热爱专业、了解相关知识、操作技能熟练的精干的职工队伍。此外，必须采用先进的管理手段，明确分工，合理组织生产，充分发挥职工的积极性和主动性，这是现

8、代化牧场高效率、高效益的重要保证。 二、奶牛场生产工艺设计的内容和方法 畜牧场的工艺设计应由具备一定建筑设计常识的畜牧兽医技术人员承担。不同畜牧场的生产工艺虽然不同，但均包括以下基本内容。 (一)前言 主要阐述当地的自然、经济和社会条件；当地或国内外市场对拟建牧场产品的需求，建场的目的、意义及经济效益、社会效益和生态效益。需要国家投资建设的牧场，应述及立项报批的经过，并附上主管部门的批文或计划任务书，说明资金落实情况和来源；当地气象、地质、水文资料及拟建场场地的地形图。(二)性质与规模选择 牧场的性质一般按繁育体系分为选育场(育种场、原种场)、曾祖代场、祖代场、父母代场和商品场。如按所有制不同

9、，可分为国营场、集体场和个体场。牧场的规模尚无规范的描述方法，有的按存栏头(只)数计，奶牛场则按基础母牛数计，等等。 牧场性质和规模的确定，必须根据市场需求，并要考虑技术水平、投资能力和各方面条件。种奶牛场应争取纳入国家或地区的繁育体系，其性质和规模应与国家或地区的需求和计划相适应。盲目追求高层次、大规模往往导致失败。例如，选育场虽经济效益高，但必须具有高水平的技术、优良的设备和实验条件以及较大的资金投入，其效益实质上是高技术、高投入的结果，不具备这些条件就不能培育出高质量的畜群。大型牧场虽便于集约化、专业化、机械化生产，经受市场波动冲击的能力较强，较易取得规模效益；但规模越大不仅投资越多，对

10、管理和技术水平要求也越高，如不能与市场需求相适应，将使牧场经营愈加困难。奶牛场一般都承担向外供应鲜奶和良种牛双重任务，但各场的侧重点不同，有的以供奶为主，有的则着重于选育良种。牛场规模的主要指标是喂养成乳牛的头数。奶牛场的养殖规模大小是场区规划与牛场设计的重要依据，规模大小的确定应考虑以下几个方面：1自然资源 特别是饲草饲料资源，是影响饲养规模的主要制约因素。生态环境对饲养规模也有很大影响。2资金情况 奶牛生产所需资金较多，资金周转期长，报酬率低。资金雄厚，规模可大，总之要量力而行，进行必要的资金运行分析。 3经营管理水平 社会经济条件的好坏，社会化服务程度的高低，价格体系的健全与否，以及价格

11、政策的稳定性等，对饲养规模有一定的制约作用。在确定饲养规模时，应予以考虑。 4场地面积 奶牛生产，牛场管理，职工生活及其他附属建筑等需要一定场地、空间。牛场大小可根据每头牛所需面积、结合长远规划计算出来。牛舍及其他房舍的面积为场地总面积的15一20。由于牛体大小、生产目的、饲养方式等不同，每头牛占用的牛舍面积也不一样。(三)主要生产工艺参数 工艺设计应根据选定的奶牛品种、牧场人员的素质及技术和管理水平、牧场可能提供的条件和机械化程度，并考虑当地的气候、社会和经济条件等因素，提出恰当的生产指标、耗料标准等工艺参数，作为牧场设计的依据。这些也是畜牧场投产后的生产指标和定额管理标准。牛场的主要工艺参

12、数 牛群的划分及饲养日数，配种方式，公母比例，公母牛利用年限，300d泌乳量、乳脂率，犊牛、育成牛、青年牛的期末体重标准及该期死淘率，各类牛群的饲料配方及精、青（青贮）、多汁、干草等各种饲料的消耗定额等，见表3-1。表3-1乳牛场主要工艺参数 （四）奶牛生产工艺流程1、饲养阶段划分 饲养阶段的划分 奶牛根据年龄和生理特点，可以分为犊牛、青年牛、后备牛、成年牛。犊牛为06月龄的小牛，它们又可细分为01月龄群，24月龄群，56月龄群；青年牛为715月龄；后备牛为1624月龄；2岁以后为成年牛。成年牛又可根据繁殖阶段进一步划分为怀孕期、泌乳期、干奶期。可以根据全场奶牛的牛龄进行饲养阶段划分，6个月以

13、内的小牛称作犊牛，当犊牛出生后，可立即离开母牛，放到特制的犊牛栏中饲养。618个月未配母牛称为青年牛，设专门牛舍，集中管理；18个月怀头胎至产前的母牛，称作育成牛，可以分群在青年牛舍中饲喂，也可以专设育成牛舍进行饲喂；成乳牛(又称泌乳牛)是指28月龄以上、产犊后能产奶的母牛，专设成乳牛舍集中饲养，成乳牛可根据繁殖阶段进一步分为怀孕期、泌乳期和干奶期。因为不同年龄的奶牛对环境和营养等因素的要求会有所不同，的这种分群组合既方便管理，又能保证牛奶的产量和质量。2、工艺流程 奶牛生产常采用如下工艺流程：成年母牛配种妊娠，经过10个月的妊娠期分娩产下犊牛，哺乳2个月 断奶，饲养至6月龄 育成牛群，饲养至

14、18月龄，体重达350400kg时第一次配种，确认受孕 青年牛群，妊娠10个月（临产前1周进入产房） 第一次分娩、泌乳。产后恢复710天 成年牛群，泌乳期10个月（泌乳2个月后，第二次配种），妊娠至8个月 干奶牛群，干奶期2个月 第二次分娩、泌乳直至淘汰。通常，成年牛的使用年限一般为68年。3、牛群组成和周转 无论何种牧场，在确定了牧场性质、规模、饲养管理方式和主要工艺参数之后，即可确定畜群类别的划分及其饲养日数，并计算出各类畜群的存栏头(只)数(见各场设计)；根据各畜群之间的功能关系，可制定出畜群的周转流程 (生产工艺流程)计划。为清楚、直观地表达畜群组成和周转流程，可根据畜群类别、场地情况

15、、管理定额等确定本场畜舍的种类和幢数后，绘出工艺流程图。牛群的周转，按犊牛、青年牛、育成牛和成乳牛依次进行。通常，具一定规模的奶牛场，各类牛群占牛群总数的比例大约为：成乳牛60%，青年牛13%，育成牛13%，犊牛14%。4、奶牛饲养管理方式 饲养管理方式是指为便于饲养管理而采用的不同设备、设施(牛栏)，或每栋牛舍容纳的多少，按饲养管理设备和设施的不同，可分拴系(或限位栏)饲养、散放饲养等。饲养方式的确定，需考虑牛群种类、投资能力和技术水平、劳动生产率、防疫卫生、当地气候和环境条件、饲养习惯等，要多方权衡、认真研究，必要时应进行论证。1）饲养方式 奶牛的饲养方式可分为放牧饲养和舍饲饲养。（1）放

16、牧饲养 放牧饲养是指将奶牛的整个饲养过程全部在草场上，机械化条件、饲养设施要求相对简单。由于各地的自然环境条件不同，乳牛的放牧饲养方式各有差异。例如，有的终年露天放牧，有的半放牧半舍饲，有的根据季节进行放牧和舍饲等。舍饲与放牧综合饲养是在牧草生长期和气候较有利的情况下，将牛放在草场，夜间或气候恶劣时在牛舍内饲养。我国由于受到牧场条件和气候的影响，大城市郊区的现有奶牛场均为全舍饲。（2）舍饲奶牛有下列两种饲养方式：拴系饲养 也称颈枷式舍饲。颈枷有杆式或链条式，后者可分上下固定链或横向固定链等。栓系饲养：主要以牛舍为中心，拴系的乳牛固定于某一床位，集奶牛饲喂、休息、挤奶于同一牛床上进行。这种饲养方

17、式便于集中管理牛群，节省场地，可针对各头乳牛区别饲喂，乳牛活动较少，但花费的人工较多。拴系式饲养时，需要修建比较完善的奶牛舍，每头牛都有固定的奶牛床位，牛床前设食槽，用颈枷拴住奶牛。一般都在舍内的牛床上挤奶，并在舍外设置运动场。拴系饲养一般都采用分食制，即将青贮、干草、块根、糟渣类饲料和精饲料分别喂给奶牛。它的优点是管理细致，奶牛有较好的休息环境和采食位置，相互干扰小，能获得较高的单产。但拴系饲养也同样有着比较明显的劳动生产率低、环境条件差、采食条件不理想、占地面积较大等缺点，并在一定程度上限制了奶牛机体性能的发挥、影响奶牛的健康和使用寿命。拴系式饲养已经很难适应大规模集约化生产的要求。图3-

18、1 拴系式饲养散栏饲养（隔栏式饲养） 又称自由式牛床，它吸取了拴养和散放两种方式各自的优点形成的。将牛群用围栏圈于较宽敞的牛舍区域内，在牛舍内没置隔栏，其中分别设有采食区、休息(自由牛床)区和挤乳区等，并专设散放道，奶牛可以在散放道上自由活动、采食，在牛床上自由休息。也可将挤乳区设在附近的另一间挤乳厅内，24幢牛舍合用一间挤乳厅。挤乳厅与牛舍之间用栏杆引导待挤乳牛或挤完乳的牛进或出。在奶牛去挤奶厅挤奶时，散放道可用机械清粪。这种饲养方式的牛舍面积要比拴养式大（100头奶牛舍拴养式宽长为12m71m，而隔栏式要15m71m），可使牛较少受到束缚。可减少人员工作量，每个饲养员养牛数可提高到3040

19、头，可大幅度提高劳动生产率，挤乳厅内挤乳便于提高牛乳质量。散栏式舍饲的管理较拴系式复杂些，较难做到区别饲喂。散栏式饲养是按照奶牛生态学和奶牛生物学特性，进一步完善了奶牛场的建筑和生产工艺，使奶牛场生产由传统的手工生产方式转变为机械化工厂生产方式，是实现工厂化生产的重要途径。散栏饲养时，根据气候条件可以将牛舍设计成带有运动场体系和无运动场体系。带有运动场体系的，除了牛舍有较大的活动余地外，同时在舍外仍设有运动场，活动量大，可增加牛奶的产量。图3-2 隔栏式饲养2）饲喂方式 是指不同的投料方式或饲喂设备，例如，采用有槽喂饲，机械化饲喂等。采用何种喂饲方式应根据牛群种类、投资能力、机械化程度等因素确

20、定。3）饮水方式 水槽(长流水、定时给水、贮水)饮水不卫生、管理麻烦，各种饮水器(杯式、乳头式、鸭嘴式、浮子连通式饮水器及钟式、塔式饮水器等)可用于各种奶牛。奶牛多采用杯式、阀门式自动饮水器。4）挤乳方式 挤乳自动化系统 人们运用现代科学技术，已建成自动化饲喂及机器人挤乳系统。该系统能自动识别母牛，并掌握母牛的各种资料；自动饲喂机器能根据个别母牛的营养需要分批分发草料；机器人挤乳系统能自动为母牛清洗乳房、套乳杯、挤乳，自动计量泌乳量、脱乳杯，并报告牛乳的温度、导电率以及安装在身上的传感器测知的其他参数，让养牛者掌握某牛的产乳量、乳的品质和乳牛的健康及发情等状况。5卫生防疫制度 疫病是畜牧生产的

21、最大威胁，积极有效的对策是贯彻“预防为主，防重于治”的方针，严格执行国务院发布的家畜家禽防疫条例和农业部制定的家畜家禽防疫条例实施细则。工艺设计应据此制定出严格的卫生防疫制度。此外，牧场初步设计还须从场址选择、场地规划、建筑物布局、绿化、生产工艺、环境管理、粪污处理利用等方面全面加强卫生防疫，并在工艺设计中逐项加以说明，在建筑设计图中详尽绘出与卫生防疫有关的设施和设备，如消毒更衣淋浴室、隔离舍、装车卸车台等。 6清粪方式 牛舍传统的清粪方式一般为带坡度的畜床和与之配套的粪尿沟，尿和水由粪尿沟、地漏和地下排出管系统排至污水池，粪便则每天一次或几次以人工或刮粪板清除。采用何种清粪工艺，须综合考虑奶

22、牛种类、投资和能耗、舍内环境卫生状况、粪污的处理和利用等。粪污处理利用工艺及设备选型配套 根据当地自然、社会和经济条件及无害化处理和资源化利用的原则，与环保工程技术人员共同研究确定粪污利用的方式和选择相应的排放标准，并据此提出粪污处理利用工艺，继而进行处理单元的设计和设备的选型配套(五)畜舍样式、构造的选择和设备选型 畜舍样式、构造的选择，主要考虑当地气候和场地地方性小气候、牧场性质和规模、饲养奶牛的种类和畜群类别对环境的不同要求、当地的建筑习惯和常用建材、投资能力等。畜舍设备包括饲养设备、饲喂及饮水设备、清粪设备、通风设备、供暖和降温设备、照明设备等。设备的选型须根据工艺设计确定的饲养管理方

23、式(饲养、饲喂、饮水、清粪等方式)、奶牛对环境的要求、舍内环境调控方式(通风、供暖、降温、照明等方式)、设备厂家提供的有关参数和价格等进行选择。各种设备选型配套确定之后，还应分别算出全场的设备投资及电力和燃煤等的消耗量。(六)畜舍种类、幢数和尺寸的确定 在完成了上述工艺设计步骤后，可根据畜群组成、占栏天数和劳动定额，计算出各畜群所需栏圈数、各类畜舍的幢数；然后可按确定的饲养管理方式、设备选型、牧场建设标准和拟建场的场地尺寸，徒手绘出各种畜舍的平面简图，从而初步确定每幢畜舍的内部布置和尺寸；最后可按畜舍间的功能关系、气象条件和场地情况，作出全场总体布局方案畜舍和总图设计，旨在估算牧场占地面积和建

24、设投资等。在建筑设计和施工图设计过程中，还要对畜舍的各种尺寸和总体布局进行修改和调整。(七)牧场环境参数和建设标准 工艺设计中应提供舍内环境参数和标准、牧场建设和畜舍建筑标准、牧场用水量和生活饮用水卫生标准，以及国家或地方的有关废弃物排放标准和粪污处理利用标准等。 舍内环境参数和标准，包括温度、湿度、通风量和气流速度、光照强度和时间、有害气体浓度、空气含尘量和微生物含量等，为建筑热工、供暖降温、通风排污和排湿、光照等设计提供依据。牧场建设和畜舍建筑标准包括牧场占地面积、场址选择、建筑物布局、圈舍面积、采食宽度、通道宽度、门窗尺寸、畜舍高度等，这些数据不仅是牧场建筑设计和技术设计的依据，也决定着

25、牧场占地面积、畜舍建筑面积和土建投资多少。 牧场用水量和水质卫生标准。我国尚无牧场排污标准，可根据牧场粪污拟排放的受纳体(农田、鱼塘、一般自然水体、城镇下水道等)的不同和利用方式(污水灌溉、肥塘养鱼等；粪便作肥料、培养料、饲料等)的不同，参考我国有关的排污标准和废弃物处理利用卫生标准或国外有关标准，作为粪污处理利用工艺和设备设计的依据。家畜的体重、体尺，也是必要的设计参数。表3-2 畜舍小气候参数表3-3 畜舍通风量参数表3-4 各种畜舍人工光照标准表3-5 牛床的尺寸牛 别长(m)宽（m）种公牛成年母牛6月龄以上青年牛临产母牛产房02月龄犊牛役牛和肥育牛2217191415223013151

26、719151208101520111211125表3-6 奶牛的采食宽度畜别及饲养方式采食宽度（cm /头）牛：拴系饲养：36月龄犊牛青年牛泌乳牛散放饲养：成年乳牛3050601001101255060表3-7 牛舍纵向通道宽度舍别用途使用工具及操作特点宽度(cm)牛舍饲喂清粪及管理用手工或推车饲喂精、粗、青饲料手推车清粪，放奶桶，放洗乳房的水桶等120140140180(八)管理定额及牧场人员组成 管理定额的确定主要取决于牧场性质和规模、不同畜群的要求、饲养管理方式、生产过程的集约化及机械化程度、生产人员的技术水平和工作熟练程度等。管理定额应明确规定工作内容和职责，以及工作的数量(如饲养奶牛

27、的头数、应达到的生产力水平、死淘率、饲料消耗量等)和质量(如畜舍环境管理和卫生情况等)。管理定额是牧场实施岗位责任制和定额管理的依据，也是牧场设计的参数。一幢畜舍容纳奶牛的头数，宜恰为一人或数人的定额数，以便于分工和管理。由于影响管理定额的因素较多，而且其本身也并非严格固定的数值，故实践中需酌情确定并在执行中进行调整。 (九)投资估算 在牧场占地面积、畜舍及附属建筑种类和面积、畜舍饲养管理和环境调控设备以及饲料、运输、供水、供暖、粪污处理利用等设备的选型配套确定之后，可根据当地的土地、土建和设备价格，粗略估算固定资产投资额。此外，根据牧场规模、种牛购置、人员组成及工资定额、饲料和能源消耗定额及价格，可粗略估算流动资金额。牧场总投资应包括固定资产投资和产出第一批产品前所需流动资金，并须计划出一定比例的不可预见费用。 (十)效益分析 按调查和估算的土建、设备投资及引种费、饲料费、医药费、工资、管理费、其他生产开支、税金和固定资产折旧费等，可估算生产成本，并按本场产品量和售价，估算本场经济效益和投资回收年限。社会效益可根据社会需求、本场产品销售、示范和技术推广等方面发挥的作用进行分析。环境和生态效益则可着重分析粪污处理利用、消除环境污染、促进农牧结合和农业良性循环等方面的意义。