Separovaná kejda jako plastické stelivo v chovech skotu

Výzkumný ústav zemědělské techniky ZD Krásná Hora nad Vltavou a.s Jihočeská univerzita České Budějovice Ministerstvo zemědělství ČR

Separovaná kejda jako plastické stelivo v chovech skotu Sborník přednášek

Říjen 2006

©

Výzkumný ústav zemědělské techniky Spoluvydavatelem sborníku je Ministerstvo zemědělství České republiky 2006 ISBN 80-86884-14-7

OBSAH Úvodní slovo .................................................................................................................................... 5 Organizátoři semináře

PŘEDSTAVENÍ PRACOVIŠTĚ ZD KRÁSNÁ HORA NAD VLTAVOU a.s. ................................... 6 J.Zelenka ZD Krásná Hora nad Vltavou a.s.

NOVÁ TECHNOLOGIE ZPRACOVÁNÍ KEJDY Z CHOVU SKOTU JAKO PLASTICKÉHO STELIVA PRO ZLEPŠENÍ VZTAHU K ŽIVOTNÍMU PROSTŘEDÍ A WELFARE CHOVANÝCH ZVÍŘAT ............................................................................................ 8 A. Jelínek, R. Kraus, M. Dědina Výzkumný ústav zemědělské techniky

TECHNOLOGICKÁ LINKA PRO TERMICKOU ÚPRAVU SEPAROVANÉ KEJDY ................... 14 P. Plíva, R. Kraus, M. Kollárová Výzkumný ústav zemědělské techniky

ZOOHYGIENICKÉ ASPEKTY A WELFARE CHOVANÝCH ZVÍŘAT PŘI POUŽITÍ SEPAROVANÉ KEJDY JAKO PLASTICKÉHO STELIVA .................................................... 26 M. Šoch1), B. Vostoupal2), L. Landová1), P. Novák3), L. Písek1) Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích 2) ZD Krásná Hora nad Vltavou a.s. 3 ) Veterinární a farmaceutická univerzita v Brně 1)

KOMERČNÍ PŘÍLOHA ................................................................................................................ 23

Separovaná kejda jako plastické stelivo v chovech skotu

ÚVOD

Separace kejdy, ať už od skotu nebo prasat, se stala na mnoha farmách nedílnou součástí jejího využití. V nedávné době se ve VÚŽV Praha-Uhříněves prováděl výzkum využití tuhého podílu separované kejdy – separátu jako steliva v chovech skotu. I když výsledky výzkumu byly pozitivní z hlediska chovatelského, ekonomické a provozní podmínky způsobily, že tato metoda uplatnění separátu kejdy nezaznamenala většího rozšíření. Technický a techologický pokrok umožnil vrátit se k původní myšlence - uplatnění separátu kejdy od skotu jako plastického steliva. Byl založen experiment, při kterém jsou ověřovány nejen nové technické a technologické prvky, ale hlavně je sledován vliv plastického steliva na klima ve stáji a zoohygienu chovu. S prvními výsledky řešení této problematiky, která je řešena v rámci projektu č. 1G58053 : „Výzkum užití separované hovězí kejdy jako plastického organického steliva ve stájových prostorách pro skot při biotechnologické optimalizaci podmínek welfare“, podpořeném NAZV Praha, se účastníci seznámí na mezinárodním semináři, který je k této problematice pořádán v Krásné Hoře nad Vltavou. Organizátoři semináře

5


PŘEDSTAVENÍ PRACOVIŠTĚ ZD KRÁSNÁ HORA NAD VLTAVOU Právní forma: AKCIOVÁ SPOLEČNOST IČ: 00107999, DIČ: CZ00107999

Sídlo:

KRÁSNÁ HORA NAD VLTAVOU čp. 172 Okres Příbram, PSČ 262 56 Kontakt: tel. 318862310-3; fax 318862327

Předseda představenstva:

Ing. Jiří Zelenka

Organizační struktura:

cca 1 200 akcionářů 7 členů představenstva 6 členů dozorčí rady 217 zaměstnanců

Jednotné zemědělské družstvo Krásná Hora nad Vltavou bylo založeno v roce 1957. Postupně se slučovalo s okolními podniky a před transformací v roce 1992 obhospodařovalo 1 740 ha zemědělské půdy. V roce 1992 vznikl nový právní subjekt s názvem Zemědělské družstvo Krásná Hora nad Vltavou. V roce 1996 začalo hospodařit na části pozemků ZD Vysoký Chlumec a v roce 1998 převzalo část pozemků po rozpadlém Zemědělském družstvu Třebsko u Příbrami. V roce 2002 se pak sloučilo se Zemědělským družstvem Svatý Jan. V roce 2003 podnik změnil právní

formu na akciovou společnosti ZD KRÁSNÁ HORA NAD VLTAVOU a.s., která se v roce 2004 sloučila se Zemědělskou společností Petrovice u Sedlčan s tím, že se stala nástupnickou organizací a v současné době obhospodařuje 5 400 ha zemědělské půdy. Zhruba 68 % tvoří půda orná, asi 32 % trvalé travní porosty. Jedná se zde především o bramborářsko-ovesnou výrobní oblast v poměrně dosti členitém terénu s průměrnou nadmořskou výškou 450 m nad mořem. Roční úhrn dešťových srážek je tady cca 450 mm a průměrná teplota 6,8 oC.

Rozpis ploch na orné půdě:

Živočišná výroba:

Obilí Řepka Brambory Krmné plodiny Skot celkem

- 4 150 ks Dojené krávy - 1 300 ks KBTPM - 300 ks

Prasata celkem z toho

Kvóta mléka:

9 641 tis. litrů

6

- 1 500 ha - 720 ha 95 ha - 1 400 ha

- 2 600 ks Prasnice - 240 ks


FARMA SKOTU PETROVICE

dy a odchov telat je umístěn do bývalého teletníku, který byl kompletně přebudován, výrazně provzdušněn, celá střecha včetně podhledu zvednuta o 120 cm. Je zde umístěno 120 individuálních lehce omyvatelných sklopných boxů a 2 hrádě po 20 ks společných kotců. Na tuto stáj navazuje stáj pro cca 200 ks jalovic s volným pohybem do pevných výběhů. Březí jalovice jdou do stáje se stejnou technologií jako jsou starší dojnice (to je roštová stáj, nastýlaná separátem do boxů). Volná porodna je pro rekonstrukce volná se stelivovým provozem s komfortním prostorem v porodních boxech 10 m2 na l dojnici a vlastní malou dojírnou. Výhodou separátoru DODA je, že jde i při zamíchání tohoto slamnatého hnoje do kejdy toto separovat. Závěrem jde říci, že tento systém, který je realizován na středisku v Petrovicích, je jednou z cest, jak dodržet všechny normy EU a hlavně nitrátové směrnice a přitom dodržet vysokou produktivitu práce, což je jeden z předpokladů konkurenceschopnosti českého zemědělství.

Po fúzi s akciovou společností Petrovice došlo ke kompletní rekonstrukci formy skotu. Stáje pro dojnice - do té doby volná stáj se stlaným provozem a jedna stáj vazná - byly postupně přebudovány na volné bezstelivové ustájení. Bylo využito terénního uspořádání stájí tak, že veškerá kejda je svedena do jedné jímky, kde se provádí separace zařízením DODA. Separovaná kejda se využívá k nastýlání do boxů zvířat, čímž je dosaženo perfektní čistoty zvířat při dodržení všech prvků welfare. Současně se zbytek separované kejdy, která není využívána jako plastické stelivo, kompostuje. V současné době ověřujeme a výhledově chceme využívat separované kejdy k nastýlání pod dojnice na farmě v Krásné Hoře. Zde je rovněž bezstelivový provoz na matracích. Po prvních zkušenostech na polovině jedné haly je pohoda zvířat výrazně lepší. Fugát je přečerpáván do nádrže na kejdu „Wolf“. Rovněž došlo ke kompletní rekonstrukci odchovu telat a jalovic. Postupně budou zrušeny všechny venkovní bou-

Přehled využívání SAPARDU A OP ROK

NÁZEV

2002

Rekonstrukce hnojiště na jímku pro uskladnění kejdy Změna technologie ustájení stáje pro mladý skot Stavební úpravy stájí pro dojnice a mladý skot I Pořízení strojů pro zemědělskou výrobu Výstavba kejdového hospodářství

2003 2004 2005 2005 2005 2006

Stavební úpravy stájí pro dojnice a mladý skot II Stavební úprava stáje pro mladý skot a výstavba silážních žlabů

7

INVESTICE Kč (bez DPH) 6 557 000,-

PROGRAM

3 891 500,-

SAPARD

14.930 000,-

OP Zemědělství

8 500 000,-

OP Zemědělství

5 460 000,-

OP Zemědělství

8 660 000,-

OP Zemědělství

9 465 000,-

OP Zemědělství

SAPARD


NOVÁ TECHNOLOGIE ZPRACOVÁNÍ KEJDY Z CHOVU SKOTU JAKO PLASTICKÉHO STELIVA PRO ZLEPŠENÍ VZTAHU K ŽIVOTNÍMU PROSTŘEDÍ A WELFARE CHOVANÝCH ZVÍŘAT A. Jelínek, R. Kraus, M. Dědina Výzkumný ústav zemědělské techniky

Abstrakt Řešení problematiky vužití separované kejdy jako plastického steliva je závislé hlavně na vyřešení epizoologického a epidemiologického faktoru. Je nutné separovanou kejdu termálně upravit tak, aby všechny patogenní mikroorganismy nenacházely kultivační podmínky pro jejich pomnožování. Je řešena dostatečně dlouhá termická expozicie separátu kejdy, který se bude jako plastické stelivo vracet do stájí. Separát kejdy je termicky exponován speciální kompostovací technologií, jsou prováděny pravidelné odběry termicky exponované separované kejdy a stanovena teplota, při které dojde k utlumení mikrobiální činnosti.

Klíčová slova Separát kejdy, kejda, welfare zvířat, emise amoniaku a skleníkových plynů, kompostování.

Title New technology of cattle slurry processing as a plastic bedding for improvement of relationship to environment and breeding animals welfare

Abstract Solution of problems on separated slurry as a plastik bedding utilization is depending mainly on solution of epizoological and epidemiological factors. It is necessary to treat the separated slurry thermally in such way that all pathogenous microorganisms will not find cultivation conditions for their multiplication. It is also solved significantly long thermal exposure of slurry separate which is return back to stable as a plastic bedding. The slurry separate is thermally exposed by special composting technology, regular sampling of thermally exposed separated slurry is performed and temperature of the microbial activity dumping is determined.

Keywords Slurry separate; slurry; animal welfare; ammonia and GHG emissions; composting.

Úvod

Materiál a metody

Vstupem do EU převzala ČR řadu závazků a směrnic, které upravují přístup a odpovědnost všech výrobců k životnímu prostředí. Tento trend musí respektovat také zemědělství jako celek, zvláště pak živočišná výroba, která je z pohledu ochrany životního prostředí největším znečišťovatelem, zvláště v oblasti ovzduší a vod. V živočišné výrobě je v současné době věnována velká pozornost uplatnění kejdy tak, aby nebyla chápána pouze jako odpad, ale aby byla následně zhodnocena v další zemědělské činnosti. Vysoký obsah dusíkatých látek umožňuje využití kejdy jako hnojiva. V oblastech, které nemají rozšířenou rostlinnou výrobu, je však takovéto uplatnění problematické a hnojení surovou kejdou na travní porosty není např. pro následnou pastvu skotu vhodné. Vhodné separátory kejdy umožňují oddělit tuhou část kejdy od tekuté složky až do sušiny separátu 40 %. Takto získaný separát je vhodnou surovinou pro následnou manipulaci. Jednou z možností, jak separát kejdy využít, je jeho přeměna na plastické stelivo, které výrazně zlepšuje welfare chovaných zvířat.

Moderní boxové ustájení dojnic využívá pro pohodu zvířat při jejich ležení tzv. „matrace“ – tedy gumové podložky, které jsou částečně elastické a umožňují zvířatům izolované a pohodlnější uléhání, ne pouze na holém betonu. Z hlediska welfare však ani toto řešení není ideální. Vzhledem k tomu, že tradiční stelivový materiál – sláma - není na převážné většině farem plně k dispozici, je nutné hledat vhodný stelivový materiál s dobrou plasticitou, dovolující měkce kopírovat tělní povrch uléhajícího zvířete oproti tvrdé podložce stájové podlahy. Dále by tento materiál měl mít i dobré tepelně izolační vlastnosti. Příhodným médiem je např. separát z hovězí kejdy o sušině cca 60 %, speciálně upravený pro potřeby stlaní a přistýlání v boxech. První, zatím však neoficiální experimenty s podestýláním tímto materiálem již byly prováděny v ČR i v zahraničí. Uvádí se výrazné zlepšení welfare ustájených zvířat. Zvířata (dojnice) si vytvářejí v plastickém organickém materiálu přirozené lůžko, nedochází k prochladnutí těla při uléhání na holé podlaze. Manipulace se separátem kejdy při přistýlání je velmi snadná, nedochází k jejímu rozhazování mimo

8


ustájovací plochu. Výrazně se zvýšila korporální čistota zvířat. Užití nativního separátu kejdy však není - z veterinárního hlediska - úplně bezproblémové. Hlavním potenciálním rizikem je epizootologický a epidemiologický faktor, vycházející z faktu, že mikrobiálně kontaminované výkaly zvířat se po určité fyzikální preparaci vracejí zpět do prostředí jejich původu. Celofaremní směs tuhých a tekutých výkalů je obligátním nositelem pestrého spektra mikrobiálních agens a současně je i jejich pomnožovacím médiem. Dále nelze pominout možnost bezprostřední transmise fakultativně patogenních kmenů i případných původců závažných nákaz zvířat bakteriálního, virového, plísňového a parazitárního původu, které jsou často přenosné i na člověka. Toto právě zmíněné riziko může být nejenom epizootologickým, ale i epidemiologickým, protože takto upravované ustajovací prostředí je současně výrobním prostorem pro produkci některých potravních surovin – tj. mléka a masa pro lidskou spotřebu. K původně jmenovaným aspektům se tedy přiřazují i aspekty hygieny potravin a potravních surovin živočišného původu, získávané v takovém prostředí. To znamená - pokud možno bezreziduálními formami a prostředky - potlačit dispozice k pomnožování a rozvoji nežádoucích a rizikových mikrobiontů, a to bez uplatnění totálně biocidních postupů. Tedy prakticky minimalizovat kultivační podmínky pro zmíněné nežádoucí druhy a kmeny mikroorganismů ve struktuře výkalů jejich urychleným nehnilobným rozkladem příznivými bakteriálními dekompozitory, tj. mikrobiálními kulturami, pomnoženými za podpory vhodných nativních biostimulativních prostředků, umožňujících spontánní fyziologickou selekci mikrobiálního osazení prostředí na principu regulovaného a podporovaného interferenčního fenoménu. Některé přípravky hlavně pro mikrobiologické potlačování plísní byly již v poloprovozních podmínkách ověřeny. Pokud na tuto fázi, která navodí úvodní speciální diferenciaci v mikrobiálním prostředí, naváže vhodně usměrňovaná fázová biotermická preparace, známá z procedur řízených kompostovacích procesů, lze předpokládat, že právě zmiňovaná fázovitá teplotní variace podpoří tzv. vyklíčení sporulujících mikroorganismů a umožní jejich následnou devitalizaci opětovným strmým zvýšením biotermického prohřátí asanované masy separátu na dostatečnou teplotní hodnotu, po dostatečně dlouhou časovou expozici. Realizace uvažované technologie recyklace kejdy v podobě separátu předpokládá – jako bazální zrací etapu – podmínku frakcionovaného zahřátí tohoto biologického materiálu s dostatečně dlouhou akční termální expozicí v závěrečné fázi. Ta musí spolehlivě devitalizovat spektrum vyskytujících se mikrobiontů, jmenovitě pak patogenních druhů a kmenů. Splnění této podmínky předpokládá zařazení řízeného kompostovacího procesu do technologie separace a využití separátu hovězí kejdy ke stlaní v boxovém ustájení dojnic.

Pro probíhající experiment jsou vyčleněny dvě identické stáje. V jedné je klasický ustajovací režim, ve druhé je stlaní upravenou separovanou kejdou. V obou stájích je prováděno pravidelné měření klimatických podmínek a emisí amoniaku a skleníkových plynů.

Výsledky Na obr. 1 je zobrazeno technologické schéma toku kejdy. Pro ověření nově navržené technologie výroby plastického steliva byla vytvořena technologická linka, sestávající ze separátoru kejdy, nakladače, překopávače kompostu a třídicího zařízení. Podmínkou správné činnosti celé technologie je, aby každá částečka přeměňovaného separátu prošla termickou úpravou při dostatečně dlouhé expozici. Tuto podmínku musí splnit dobře pracující překopávač kompostu. Separát kejdy je při naskladnění na kompostovací zakládku smíchán s dalšími surovinami tak, aby po dobu 21 dnů byla dodržena teplota v zakládce cca 70 °C. Při překopávání jsou do zakládky přidávány biotechnologické přípravky, které urychlují kompostovací proces a napomáhají hygienizaci výsledného produktu. Po ukončení celého procesu ( 8-12 týdnů ) je hotové plastické stelivo proseto na bubnové prosévačce a uskladněno. Jako základ celé technologie byl vybrán separátor DODA. Separátor je plněn drtícím čerpadlem typu Super/ Ultra. Nejčastěji je používán pro separaci exkrementů ze stáje s podestýlkou, resp. bez podestýlky, pro separaci tekutých výkalů z podroštových kanálů, kdy je získáván materiál - hnůj s příznivým obsahem sušiny. Tekutá frakce odtéká samospádem ze dna stroje potrubím do skladovací jímky. Tuhá složka je z koše oddělována pomocí škrabky a je dopravována na předem určené místo (meziskladový prostor, nákladní prostor dopravního prostředku apod.). Na obr. 2 jsou schématicky vyobrazeny základní části separátoru a schéma toku materiálu, na obr. 3 je vyobrazeno skutečné provedené separátoru se zobrazením separátu na dopravním prostředku. Pro termickou úpravu separátu pomocí kompostovací technologie byl vybrán překopávač firmy Pezzolato – PRT 2500. Šířka pracovního prostoru rotoru je 2,5 m, maximální výška kompostované zakládky je 1,4 m. Jedná se o tažený překopávač, pohon je zajištěn od vývodového hřídele traktoru. Překopávač je schopen zajistit homogenizaci zakládky a splnit požadavek na průchod všech částeček zakládky zónou termického působení požadovanou teplotou po požadovanou dobu. Celý proces přeměny separátu kejdy na plastické stelivo je po celou dobu podrobně monitorován, prostřednictvím zapichovacích měřicích sond se záznamem naměřených hodnot. Jsou sledovány zejména hodnoty teplot, obsahu kyslíku a vlhkosti zakládky. Prosévací zařízení, určené k třídění plastického steliva je od společnosti Nover spol. s r.o. Jedná se o bubnovou prosé-

9


Přidávání surovin pro získání optimální surovinové skladby

Aplikace biotechnologických přípravků

Ustájení skotu

Shromažďování surové kejdy v kejdové jímce

Separace surové kejdy

Založení kompostovací hromady a překopávání

Tuhý podíl kejdy

Prosévání

Uskladnění

Tekutý podíl kejdy

Monitoring kompostovacího procesu

Uskladnění tekutého podílu kejdy

Polní aplikace

Obr. 1: Technologické schéma toku kejdy

Obr. 2: Schéma separátoru DODA

Obr. 3: Skutečné zobrazení separátoru

10


Graf 1: Koliformní organismy Počet mikroorganismů v separované kejdě a tepelně ošetřené kejdě [KTJ/g]

Graf 2: Clostridium a enterokoky Počet mikroorganismů v separované kejdě a tepelně ošetřené kejdě [KTJ/g]

Graf 3: CPM, plísně a kvasinky Počet mikroorganismů v separované kejdě a tepelně ošetřené kejdě [KTJ/g]

12


vačku substrátu vyrobenou z tenkostěnných profilů a vynášecím dopravníkem. Maximální velikost částeček v stelivu nepřekročí 20 mm. Souběžně se zprovozněním technologické linky na získaní plastického steliva probíhaly pokusy s určením minimální teploty separátu a doby expozice na likvidaci patogenních mikroorganismů. Rozborem v autorizované laboratoři v Českých Budějovicích byl zjištěn počáteční stav a postupným zvyšováním teploty a doby expozice sledován stav určených mikroorganismů. Z tabulky 1 a grafu 1-3 je zřejmý pokles ve vztahu k dosažené teplotě.

Závěr V prvním roce řešení projektu byla sestavena technologická linka pro přeměnu separované kejdy na plastické stelivo a provedeny základní mikrobiologické rozbory jak samostatné separované kejdy, tak separátu prošlého termickou úpravou pro určené doby působení. Byla zpracována metodika odběru vzorků pro mikrobiologická vyšetření. Je možné konstatovat, že již po pětidenním působení teplot do 60 °C většina rizikových mikrobiontů byla potlačena. Dále bylo zjištěno, že na jedno stlané místo je zapotřebí 500 dm3 plastického steliva a v průběhu jednoho měsíce je třeba dodat dalších 150 dm3. Objemová hmotnost tohoto materiálu se pohybuje v rozmezí 450-600 kg.m-3. První výsledky s uplatněním plastického steliva ve stájovém prostředí ukazují na výrazné zlepšení mikroklima stáje a zlepšení welfare chovaných zvířat. V dalším období řešení projektu budou sledovány vlivy na kvalitu mléka a masa, nemocnost, ekonomiku a další ukazatele. Uplatněním této technologie se výrazně zlepší životní prostředí jak pro chovaná zvířata, tak pro obsluhující personál. Příspěvek vznikl za podpory Projektu NAZV č. 1G58053: „Výzkum užití separované hovězí kejdy jako plastického organického steliva ve stájových prostorách pro skot při biotechnologické optimalizaci podmínek welfare.“

5. ONDRAŠOVIČ, M., ONDRAŠOVIČOVÁ, O., VARGOVÁ, M., KOČIŠOVÁ, A.: Environmental problems in veterinary praktice. Data Help, Košice, 1997. 6. PLÍVA, P. A KOL.: Založení experimentů s kompostováním odpadní biomasy při využití různých startovacích látek a při různé skladbě kompostované zakládky. Etapová dílčí zpráva o výsledcích řešení výzkumného záměru č. MEZM 05-9901, VÚZT, Praha 2000, 38 s. 7. VALLINI, G., MANETTI, P.: Green composting. Biocycle, 1990. 8. VOSTOUPAL, B., JELÍNEK, A., PLÍVA, P., DĚDINA, M., NOVÁK, P.: Mikrobiotechnologické prostředky optimalizace stájového mikroklimatu. In: Aktuální otázky bioklimatologie zvířat 2003, sborník referátů z 18. vědecké konference s mezinárodní účastí, s. 135 – 140. VFU – FVHE Brno 2003. 9. VOSTOUPAL, B., JELÍNEK, A., PLÍVA, P., DĚDINA, M., NOVÁK, P.: Moderní prostředky optimalizace zoohygieny v chovech zvířat. Předneseno na odborné konferenci 25. 10. 2003 v Krásné Hoře. (Sborník nebyl vydán). 10. WATSON, J. S.: Separation methods for waste and environmental applications. Marcel Dekker, 1999, 600 s. 11. Kolektiv autorů: Dictionary of Veterinary Epidemiology. Iowa State University Press, Ames, 1999, 869 s. 12. Kolektiv autorů: Eurovetguide. A Guide to Veterinary in Europe. 1998-1999. 2nd Edition. Les Éditions du Point Vétérinaire, Maisons-Alfort 1998, 568 s. 13. PATHO, J., TÓTH, R.: Firemní materiály společnosti Agrovaria export – import s.r.o., Štúrovo, SR.

Kontaktní adresa: Ing. Antonín Jelínek, CSc Ing. Ronald Kraus Ing.Martin Dědina,PH.D. Výzkumný ústav zemědělské techniky Drnovská 507, 161 01 Praha 6 Telefon 233022398, e-mail [email protected] Telefon 233022241, e-mail [email protected] Telefon 233022456, e-mail [email protected]

Literatura 1. AMON, M., DOBEIC, M.: Possibilities of reducing of ammonia and offensive odour on pig and poultry farms with additives given into food and slurry and comparsion of ammonia and odour emission. In: Environmental and management systems for total animal health care in agriculture. Proc. 8th. Int. Congr. Anim. Hyg., St. Paul, Minnesota, USA,1994: 16 – 19. 2. DODSON, S. I.: Ecology. 434 s. Oxford University Press, Oxford, 1998. 3. Composting as possibility of toxic gases emissions reduction, mainly ammonia, generated during manure storage. Zemědělská technika, 3, 2001. 4. JELÍNEK, A., HEJÁTKOVÁ, K. a KOL.: Faremní kompost vyrobený kontrolovaným mikrobiálním procesem. Výzkumný ústav zemědělské techniky a Spolek poradců a kontrolorů v ekologickém zemědělství ČR při MZe ČR, Třebíč, Praha 2002, 73 s.

13


TECHNOLOGICKÁ LINKA PRO TERMICKOU ÚPRAVU SEPAROVANÉ KEJDY

P. Plíva, R. Kraus, M. Kollárová Výzkumný ústav zemědělské techniky

Abstrakt Příspěvek pojednává o technickém zajištění technologické linky, která využívá řízeného kompostovacího procesu pro termickou úpravu tuhého podílu separované kejdy – separátu, který je opětovně používán v podobě kompostu jako plastické stelivo v chovu skotu. V příspěvku jsou uvedeny a popsány základní stroje a zařízení, nezbytné pro provozování kompostovací linky, měřicí přístroje a zařízení pro monitorování kompostovacího procesu, pomocí nichž jsou zjišťovány fyzikální hodnoty, nezbytné pro řízení kompostovacího procesu a uvedena základní pravidla pro vytvoření optimální surovinové skladby zakládky.

Klíčová slova Separát kejdy, kompostování v pásových hromadách, technický prostředek, monitorování.

Title Technological line for thermal modification of separated cattle slurry Abstract Contribution concerns with the technical insurance of technological line, which uses composting process for thermal modification of solid fraction of separated cattle slurry. The solid fraction of separated cattle slurry, processed into the form of compost, is used as plastic organic litter in stables for cattle. In the contribution there are mentioned and described the basic machines and equipment, which are indispensable for compost line. There are described measuring apparatus and apparatus for process monitoring. We determine the main physical properties with the assistance of these apparatus. Physical properties are important for composting process management and compost’s raw material composition optimization.

Keywords Separate of cattle slury, composting in belt pipes, technical instrument, monitoring

Úvod Kompostování je aerobní proces biologické dekompozice a stabilizace organických surovin probíhající za podmínek, vedoucích ke vzniku termofilního prostředí, které je výsledkem biologicky produkovaného tepla, za účelem získání výsledného produktu. Tento produkt je stabilní a patogenů prostý kompost, který může být dále využíván. Nejčastěji nachází využití jako organické hnojivo. Během kompostování přeměňují mikroorganismy působením svého enzymatického aparátu organické suroviny na částečně rozložené sloučeniny a nový buněčný materiál. Proces je doprovázen dynamickými změnami průběhů teplot, přítomností kyslíku a dostupností živin a jako vedlejší produkty vznikají CO2, H2O a teplo. Teplo, které vzniká v procesu kompostování je využíváno pro termickou úpravu tuhého podílu separované kejdy – separátu, pro jeho hygienizaci. Na obr.1 je graficky znázorněn průběh teplot během tří fází kompostovacího procesu. Pro správný průběh hygienizace separátu kejdy je nutný nárůst teploty na 70°C po založení kompostu a po prvním překopání. Teplota by se měla v tomto rozmezí pohybovat po dobu 21 dní. Pak kompostovací proces prochází do fáze přeměny a fáze dozrávání a nastává pokles teplot.

Po skončení třetí fáze je výsledný produkt - kompost, vzniklý z tuhého podílu separované kejdy, možné využívat k různým účelům, např. jako plastické stelivo v chovu skotu.

Řízené mikrobiální kompostování Z technologického hlediska lze rozlišit následující základní způsoby výroby kompostů: I. Kompostování na volné ploše Ø kompostování v pásových hromadách, Ø kompostování v plošných hromadách. II. Kompostování v uzavřeném, resp. polouzavřeném zařízení (intenzivní kompostovácí technologie) Ø kompostování v bioreaktorech Ø kompostování v boxech nebo žlabech III. Kompostování ve vacích (AgBag kompostování) IV. Vermikompostování (zpracování žížalami Eisenia foetida). Technologie kompostování na volné ploše v pásových hromadách, je ideální výchozí technologií pro technologii kontrolovaného mikrobiálního kompostování (v zahraničí označována jako CMC - controlled microbial composting, u nás jako řízené kompostování či rychlokompostování),

14


Obr.1: Průběh teplot během kompostovacího procesu která umožňuje vysoký stupeň mechanizace a využití vhodné techniky. Hlavní podmínky řízeného procesu lze shrnout do následujících bodů: Ø volba správného surovinového složení zakládky kompostu · výběr vstupních surovin, · příprava surovin do zakládek kompostu, Ø sledováním procesních podmínek · měření fyzikálně–chemických vlastností (teplota, vlhkost, stupeň provzdušnění apod.), Ø využívání zařízení zajišťujících vhodné procesní podmínky · provzdušňování a promíchávání kompostu – překopávání, · úprava vlhkosti kompostu, · přikrývání kompostu kompostovací plachtou (mikroklima v hromadě). Ze všech výše uvedených faktů lze vybrat jako jeden z vhodných způsobů pro zpracovávání separátu kejdy na plastické stelivo řízené kompostování v pásových hromadách. Mezi hlavní důvody patří možnost celý proces řídit na základě jeho monitorování a tím zajistit jeho optimální průběh, možnost vhodným překopávačem kompostu zajistit dokonalou aeraci procesu a skutečnost, že pořízení celé technologie a její další provoz lze uskutečnit za příznivých ekonomických ukazatelů. V následujících kapitolách jsou podrobně popsány hlavní podmínky řízeného kompostování v pásových hromadách, které je v rámci experimentu termické úpravy separátu kejdy na experimentální kompostárně v Petrovicích využíváno.

Volba surovinového složení zakládky kompostu Pro správné nastartování procesu kompostování jsou důležité zejména dva následující kroky: Ø výběr vstupních surovin – optimální surovinová skladba, Ø příprava vstupních surovin.

Surovinová skladba zakládky kompostu Jedním ze základních předpokladů pro správný průběh kompostování je vhodný výběr surovin do zakládky kompostu. Optimální surovinovou skladbu ovlivňuje celá řada faktorů, přičemž největší význam má správný poměr uhlíku a dusíku (poměr C:N) a počáteční vlhkost. Hodnota poměru C:N u čerstvě založeného kompostu by se měla pohybovat v rozmezí (20 - 40) : 1 v lepším případě (30 - 35) : 1. Spolu s hodnotou poměru C:N je třeba zaručit počáteční vlhkost v rozmezí 50 - 60 %. Jako pomůcka pro výběr dalších surovin, které je vhodné z hlediska optimální surovinové skladby kompostu k separátu kejdy přidat, může posloužit tabulka č.1, kde lze jednoduchým způsobem zjistit přibližnou skladbu vybraných surovin. Přesněji lze surovinovou skladbu zakládaného kompostu určit pomocí programu na výpočet surovinové skladby zakládaných kompostů, kterých existuje celá řada. Programy se od sebe většinou liší v počtu vstupních parametrů, které je nutné zadat. Vedle programů, které si vytvářejí organizace, zabývající se kompostováním pro svoji vlastní potřebu, existuje několik programů pro optimální složení surovinové zakládky, které jsou k dispozici na webových stránkách. Mezi tyto adresy, které programy nabízejí, patří: http://www.biom.cz http://www.komposty.cz/pub.html Surovinová skladba zakládky kompostu na experimentální kompostárně v Petrovicích je tvořena z velké části separovanou kejdou, ke které je přidávána další surovina, popř. několik surovin. V tabulce č.2 je uvedeno několik surovin, které byly prozatím při experimentech pro kompostování separátu kejdy použity. S využitím výše uvedeného programu byla zakládka kompostu sestavena prozatím vždy pouze pro dvě suroviny. V surovinové skladbě vždy převládalo množství separátu kejdy.

15


Tab.2: Fyzikální a chemické vlastnosti vstupních surovin Suroviny SEPARÁT KEJDY SLÁMA

ŠTĚPKA STAŘINA SMETKY KŮRA

PILINY KRMIVÁŘSKÝ ODPAD KUKUŘIČNÁ SILÁŽ NEZKRMENÁ

Způsob zjištění tabulka laboratoř použito tabulka laboratoř použito tabulka laboratoř použito tabulka laboratoř použito tabulka laboratoř použito tabulka laboratoř použito tabulka laboratoř použito tabulka laboratoř použito

Vlhkost (%)

Objemová hmotnost (kg.m-3)

C

N

C:N

41 41,65 ---

3 2,38 ---

46,56 ---

0,97 ---

41,07 --45 50,6 --48

0,37 --0,9 0,9 --0,3

14 : 1 17,5 :1 14 : 1 100 : 1 48 : 1 80 : 1 120 : 1 111 : 1 100 : 1 50 : 1 56 : 1 53 : 1 160 : 1

65 73,86 65 20 28,84 20 40 16,75 35 20

odhad - 700 562 570 135 nestanovena 135 314 356 314 95

20 55

95 288

--19,0

--0,2

120 : 1 200 : 1

45 45

288 237

--43,0

--0,4

120 : 1 55 : 1

35 10

237 nestanovena

---

---

55 : 1

10

47,84 ---

1,04 ---

46 46 : 1

43,42 45

nestanovena

Ø je možné ji provádět dvěma typy strojů, označovaných jako drtič a štěpkovač.

Příprava vstupních surovin Aby bylo možné kompost založit podle receptury optimální surovinové skladby, musí zpracovávané suroviny splňovat alespoň základní požadavky pro kompostování. Proto musí být věnována pozornost přípravě zakládaných surovin a taky jejich vhodnému uskladnění před samotným založením do kompostovaných hromad. Příprava zahrnuje procesy, které vedou k dosažení optimální velikosti částic, rovnováhy živin a obsahu vlhkosti vstupních surovin v rozmezí 50 až 60 % pro podporu mikrobiální aktivity. Pokud je k separátu kejdy přidáván dřevní odpad, je nutné pro snadnější promíchání a homogenizaci kompostovaných surovin jeho rozdrobení či rozdrcení (jemnou desintegraci). Pro jemnou dezintegraci obecně platí: Ø čím menší jsou částice surovin, tím je větší oxidační a styčná plocha a biodegradabilní proces probíhá účinněji, Ø čím surovina lépe degraduje, tím větší mohou být její částice v zakládce, Ø čím menší částice jsou do zakládky požadovány, tím větší jsou ekonomické náklady na jejich rozdrobení,

Společné znaky a zásadní rozdíly drtičů a štěpkovačů Pro stroje v obou skupinách platí, že jsou nezbytné pro úpravu bioodpadu s převažujícím podílem odpadního dřeva pro kompostování a vždy do základního vybavení každé kompostovací linky patří jeden z nich. O tom, který stroj vybrat, je nutné se rozhodovat pečlivě, protože každá skupina má své klady a zápory. Drtiče slouží k rozdrcení surovin a to tím způsobem, že je drtí a trhají na částice, které jsou ve svých rozměrech značně odlišné a mají poměrně velký povrch, což je pro kompostovací proces velká přednost (nejsou kladeny požadavky na stejnou velikost částic). Štěpka, vyprodukovaná štěpkovači, má relativně malou aktivní plochu, která přichází do styku s bakteriemi, zajišťujícími rozklad. To má za následek delší dobu kompostování a tím i zvýšení nákladů. Naopak předností štěpkovačů je schopnost stroje produkovat štěpku téměř rovnoměrné velikosti při beztřískovém dělení dřeva. Z tohoto důvodu jsou štěpkovače upřednostňovány při zpracovávání dřevních surovin pro energetické využívání a při jejich zpracovávání pro pěstitelské a dekorativní účely.

16


Sledování procesních podmínek

postovacího procesu se vyznačují charakteristickým průběhem teplot, který velmi úzce souvisí s intenzitou činnosti specifických skupin mikroorganismů. Dosažení a udržení požadované hodnoty teploty na určitý čas je nutné i pro hygienizaci kompostovaných surovin. Kvalita a hygienická nezávadnost hotového kompostu je posuzována na základě jeho mikrobiologického a chemického hodnocení a stanovováním biologické stability. Znalost optimálních a monitorování aktuálních hodnot fyzikálních, chemických a mikrobiologických vlastností kompostovaných surovin umožňuje včas provést vhodný zásah do kompostovacího procesu a poskytuje informace o jeho ukončení. Mezi nejčastěji zjišťované hodnoty patří (viz obr.2): Ø měření teploty kompostu Ø hodnocení vlhkosti kompostu Ø měření obsahu kyslíku v kompostu Ø stanovení stability a zralosti kompostu Ø mikrobiologické hodnocení kompostu Ø chemické a fyzikální hodnocení kompostu

Zabezpečení optimálních podmínek pro existenci a činnost mikroorganismů je základní podmínkou pro správný průběh kompostovacího procesu a dosažení požadované kvality výsledného produktu. Optimální podmínky pro mikroorganismy lze zajistit monitorováním určitých fyzikálních, chemických a mikrobiologických vlastností zpracovávaných surovin a řízením celého procesu. Aerobní mikroorganismy potřebují pro svoji činnost kromě živin i dostatek vlhkosti a vzdušného kyslíku. Zakládka kompostu proto musí splňovat předpoklady pro možnost výměny plynů mezi kompostovanými surovinami a okolím. Musí být porézní a kyprá, nesmí být ani příliš suchá, ani příliš převlhčená. Na vlhkost zakládky má vliv i složení a struktura kompostovaných surovin, zejména jejích pórovitost. Pravidelné monitorování obsahu kyslíku a vlhkosti v hromadě kompostu je potřebné z důvodu zachování aerobních podmínek během celé doby kompostování. Dalším snadno měřitelným ukazatelem zrání kompostu je teplota kompostovaných surovin. Jednotlivé fáze kom-

Obr.2: Monitorované hodnoty při kompostování Měření teploty kompostu Teplota kompostu je nejjednodušeji identifikovatelným ukazatelem zrání kompostu, který koresponduje s intenzitou činnosti mikroorganizmů. Měření a evidence teplot je proto základní podmínkou kontroly správného kompostovacího procesu. Jestliže po založení kompostu a první překopávce teplota nestoupá nebo po předchozím vzestupu teploty nastává

výrazný pokles, jsou podmínky pro mikroorganismy nepříznivé. Příčina může být především ve špatném surovinovém složení, v nadměrné vlhkosti surovin, v omezeném obsah kyslíku v kompostu apod. Pokles teploty však nastává i při malé vlhkosti kompostovaných surovin, při vyschnutí kompostu.

18


Měřicí přístroje – teploměry K měření se používají zapichovací teploměry (kontaktní) s různou délkou zapichovaného bodce. Tyčovou zapichovací sondu je možno zapíchnout do hromady kompostu alespoň do hloubky 1m pod povrch hromady. Tím je zajištěno změření teploty v celém průřezu hromady. Počet měřicích míst bývá určen metodikou měření. Ta většinou určuje počet měření a i dobu potřebnou pro odečet zjišťovaných hodnot po jejich ustálení. Hodnoty je nutné zapisovat do tabulky ručně. Měření bývá zdlouhavé a někdy nepřesné.

Všechny výše uvedené problémy lze úspěšně odstranit použitím zapichovacích teploměrů s možností zaznamenávání naměřených hodnot. Přístroje pro automatický záznam zjištěných dat typu záznamník, které mají možnost napojení na zapichovací sondy, naměřené hodnoty automaticky zaznamenávají v předem nastaveném intervalu. Lze měřit jednorázově nebo kontinuálně. Počet naměřených hodnot může být až 16 000 a po ukončení měření lze tyto hodnoty vyčíst pomocí vhodného softwaru, zpracovávat, analyzovat a archivovat (obr.3).

Obr.3: Zapichovací teploměr se záznamníkem naměřených hodnot Stroje a zařízení pro zajištění procesních podmínek Provzdušňování a promíchávání kompostu – překopávání Překopávání kompostu je nejdůležitější pracovní operací v celém technologickém postupu řízeného kompostování. Jeho účelem je provzdušnit kompost, umožnit přístup vzdušného kyslíku a tím podpořit mikrobiální činnost a dosáhnout její řízení. Z hlediska dosahované výkonnosti, celkového využití pracovního času, kvality práce, ale i prostorových nároků na kompostovací stanoviště, jsou nejvýhodnější překopávače kompostu pracující kontinuálně. Požadavky na konstrukční řešení překopávačů vyplývají zejména z charakteru zpracovávaných surovin a z objemu produkce kompostu. Mezi nejdůležitější požadavky patří:

Ø Ø Ø Ø Ø

kvalitní promísení a provzdušnění surovin v celé výšce překopávaného profilu, nízká pracovní rychlost a možnost její regulace v rozsahu (0,1 – 2,0) km.h-1, případně částečné rozdrobení navezených surovin, formování překopávaných surovin do hromady rozměrově určeného profilu, dobrá manévrovatelnost a pojezdové vlastnosti pro pohyb po pracovní ploše.

Jedním z kritérií pro rozdělení překopávačů kompostu je typ pracovního ústrojí. Vedle základních typů (obr.4) - bubnové, šnekové, dopravníkové, bubnové boční, se řidčeji používá i ústrojí kotoučové. Další typy pracovních ústrojí vznikly kombinací některých výše uvedených - jde potom o pracovní ústrojí kombinované.

19


bubnové

bubnové boční

šnekové

dopravníkové

Obr.4 : Typy pracovních ústrojí překopávačů kompostu Dalším kritériem pro rozdělování překopávačů kompostu je způsob pohonu pojezdového a pracovního ústrojí. Pro jejich pohon je možné buď využívat jako energetický zdroj další prostředek, převážně traktor popř. nakladač anebo může mít překopávač kompostu vlastní energetický zdroj pro pojezdové i pracovní ústrojí. Podle toho jsou překopávače kompostu rozdělovány na připojitelné a samojízdné.

Na obr.5 jsou uvedeni zástupci připojitelných překopávačů kompostu. Jejím společným znakem je pohon pomocí mobilního energetického prostředku. Podle způsobu agregace s tímto prostředkem jsou rozdělovány na nesené, návěsné (tlačené i tažené) a tažené.

Obr.5: Překopávače kompostu připojitelné Na obr.6 jsou uvedeni zástupci samojízdných překopávačů kompostu. Jde o prostředek mobilní, u kterého lze využívat různé druhy pohonu, a tím i dosahovat různých výkonů. Samojízdný překopávač kompostu je složen z pojezdového ústrojí a překopávacího ústrojí. Pro pohon těchto ústrojí slouží jeden agregát, nebo je pro každé ústrojí agregát samostatný. Samojízdné překopávače spadající do kategorie „malé“ bývají snadno transportovatelné a mají velmi snadnou a

pohodlnou obsluhu. Jejich využití bývá spíše pro lehké a středně těžké suroviny a tomu odpovídá i pojezdová rychlost, která se pohybuje v rozmezí (0,1 – 2,0) km.h-1. Většina samojízdných překopávačů však spadá do kategorie „velký“ a jsou nabízeny různými zahraničními výrobci v nejrůznějších provedeních. Jejich pořizovací cena je však značná a proto si cestu na náš trh prozatím hledají.

20


Obr.6: Překopávače kompostu samojízdné Volba překopávače kompostu podle velikosti kompostovací plochy Volba typu pracovního ústrojí a tím pádem i typu překopávače kompostu, bývá závislá ve velké míře na velikosti kompostárny, resp. na velikosti kompostovací a manipulační plochy. Každý překopávač kompostu má pro své provozování různé požadavky na velikost těchto ploch. Tu ovlivňují požadavky na plochu pro pojezd mezi jednotlivými hromadami, pro otáčení na konci hromady, pro nutné technologické přejezdy a při podélném překopávání hromady prostor pro její posun ve směru podélné osy. Při určování velikosti manipulační plochy je dále nutné zohlednit i objemovou redukci zpracovávaných surovin, která umožňuje sloučení dvou hromad stejného „stáří“ do jedné hromady, která bude mít po úpravě optimální šířku a výšku pro práci překopávače kompostu. Na obr.7A je schéma organizace překopávání kompostu pomocí překopávače s bubnovým pracovním ústrojím, kdy osa hromady zůstává na stejném místě. Šířka B2 je závislá na tom, zda jde o překopávač spojený s energetickým prostředkem (bočně nesený) - pak její velikost musí umožnit průjezd energetického prostředku, anebo zda je použit překopávač kompostu samojízdný, kdy velikost šířky B2 bude závislá pouze na šířce kol, popř. pásu stroje. Na obr.7B je schéma organizace překopávání s přesunem kompostu na vedlejší hromadu. V případě použití šnekového pracovního ústrojí bývá šířka B2 zcela minimální (případ I). Pokud je použito pracovní ústrojí bubnové s příčným dopravníkem, bývá šířka B2 odvozena od skutečnosti, zda jde o překopávač připojitelný nebo samojízdný (případ II). Na obr.7C je znázorněna organizace překopávání kompostu pomocí překopávače s bubnovým bočním pracovním ústrojím. Šířka B2 je závislá na šířce použitého stroje. Je nutné počítat s velkým posuvem plošné hromady v pří-

padě, že bude překopávání začínat vždy na stejném konci. Šířka Bc plošné hromady se mění zejména v závislosti na velikosti objemové redukce zpracovávaných surovin. Pro experimentální kompostárnu v Petrovicích byl vybrán připojitelný překopávač kompostu firmy Pezzolato PRT 2500, který je agregován s traktorem ZETOR 7545, u něhož byla dodatečně namontována převodovka pro plazivou rychlost. Překopávač kompostu PRT 250 je schopen překopávat hromady kompostu o šířce 2,5 m a výšce 1,0 až 1,4 m, což jsou dostatečné rozměry pro průřez hromady, aby byla splněna podmínka dostatečného zahřátí zpracovávaných surovin z důvodu hygienizace. Na kompostárně byl zkoušen i překopávač kompostu TOPTURN 300 firmy Komptech, který byl schopen překopávat hromady kompostu o větším průřezu, avšak manipulace s ním po agregaci s traktorem na omezeném prostoru kompostárny v hale byla velmi obtížná. Nejvhodnější by bylo z uvedených důvodu využívat překopávač kompostu samojízdný, malé, popř. střední kategorie (obr.6). Ale proti volbě tohoto typu jsou zejména dva argumenty – nedostatečná velikost průřezu hromady (malá výška hromady) a pořizovací cena stroje. Organizace překopávání jednotlivých hromad kompostu na experimentální kompostárně v Petrovicích překopávačem kompostu PRT 2500 je schematicky znázorněno na obr.8. Úprava vlhkosti kompostu a aplikace biotechnologických přípravků Technologie řízeného mikrobiálního kompostování v pásových hromadách vyžaduje zajištění podmínek pro optimální průběh kompostovacího procesu. K těmto podmínkám patří zejména zajištění dokonalé aerace a homogenizace zpracovávaných surovin. Další nezbytností pro op-

21


A

bubnové Legenda :

B

C

Typ pracovního ústrojí I – šnekové II - bubnové s příčným dopravníkem

bubnové boční

hx (m). . . . výška pásové hromady B (m) . . . . .šířka základny pásové hromady - pracovní záběr překopávače B1 (m) . . . .horní šířka pásové hromady B2 (m) . . . . šířka pracovní mezery vp(m.h-1). . pojezdová rychlost

Obr. 7: Schéma organizace překopávání kompostu při použití překopávačů s různými typy pracovního ústrojí

Obr. 8: Schéma organizace překopávání jednotlivých hromad kompostu timální průběh procesu je zajištění vhodné vlhkosti zpracovávaných surovin. Nejjednodušší úprava vlhkosti kompostu je pomocí ručního postřiku hromad hadicí, napojené na rozvod vody nebo na čerpadlo. Je to však způsob velmi pracný a nepřesný z hlediska dávkování požadovaného množství zálivkové tekutiny pro optimalizaci průběhu kompostovacího procesu.

Tímto způsobem nelze aplikovat biotechnologické přípravky. Vhodnějším řešením je napojení hadice přímo na pojíždějící překopávač kompostu, který je vybaven rozvodem k jednotlivým postřikovacím tryskám, které zabezpečují postřik do hromady kompostu během překopávání. Nezbytností tohoto způsobu je však zařízení pro odvinování,

22


resp. navinování hadice během pojezdu stroje. Jeho největší nevýhodou je snížení manévrovatelnosti překopávače kompostu. Také dávkování biotechnologických přípravků je velmi problematické. Z těchto důvodů je nejvýhodnějším řešením zařízení pro vlhčení kompostu v hromadách během překopávání, které je součástí překopávače kompostu (obr.9). Jedná se o sestavu složenou z přídavné nádrže, která je umístěna přímo na překopávači kompostu a z aplikačního systému (čerpa-

dlo, rozvody a trysky), kterým je možné dávkovat vodu, nebo vodu obohacenou různými biotechnologickými přípravky, vodu ze záchytných jímek apod. U tohoto způsobu dávkování je možno použít řídicí jednotku pro řízení průtočného množství dodávané kapaliny, případně i s aplikovanými biotechnologickými přípravky, která zajistí přesné množství, přímo do kompostovaných hromad při jejich překopávání.

Obr.9: Zařízení pro vlhčení kompostu Finální úprava kompostu - prosévání Prosévací zařízení slouží pro úpravu kompostu při vyšším podílu nerozložitelných částic. Kompostárnu je vhodné vybavit prosévacím zařízením s odpovídajícím výkonem, které umožní třídit hotový kompost na dvě (i více) frakcí, určených k expedici nebo dalšímu zpracování v kompostovacím procesu. Mezi základní znaky, podle kterých lze prosévací zařízení rozdělovat, patří hlavně: Ø specifikace surovin, které se budou prosévat (velikost částic, objemová hmotnost, vlhkost, lepivost, přilnavost), Ø místo prosévání (kompostárna, místo vzniku odpadu, práce formou služeb), Ø prostorové nároky (rozměry prosévacího zařízení a navazujících dopravníků), Ø technické parametry prosévacích zařízení (velikost otvorů, povrch prosévací plochy, počet kmitů, obvodová rychlost bubnu), Ø pořizovací cena (v současnosti zejména u separačních zařízení značně vysoká),

Ø

provozní charakteristiky (provozní náklady, požadavky na energii, požadavky na údržbu, výkonnost stroje, hlučnost, prašnost atd.). K zajištění operace „prosévání kompostu“, vyrobeného ze separátu kejdy lze uvažovat o využití následujících dvou typů zařízení: Ø vibrační třídiče s rovinným sítem (obr.10) – principem činnosti je přerušovaný posun materiálu ve směru spádnice po šikmo uloženém rovinném sítu. Výhodou je konstrukční jednoduchost, vysoká životnost a malá energetická náročnost. Zařízení mívají výkonnost (5-15) m3.h-1, Ø rotační třídiče s válcovým sítem (obr.11) – principem činnosti je plynulý posun materiálu vnitřním povrchem rotujícího válcového síta. Hlavní výhodou válcových sít je jejich vysoká výkonnost.

23


Obr.10: Vibrační třídič s rovinným sítem VSD-01

Obr.11: Rotační třídič s válcovým sítem

Závěr Na základě poznatků o zakládání, průběhu a řízení kompostovacího procesu byla sestavena experimentální technologická linka pro termickou úpravu separované kejdy. První ověřování její činnosti začalo v letošním roce. Mezi významnější výsledky patří stanovení vhodných doplňkových surovin do jednotlivých zakládek kompostu a organizace operací souvisejících se zakládáním hromad separátu a způsobem jejích překopávání. V průběhu experimentů byla monitorována teplota kompostovaných surovin.

V dalším období řešení projektu budou sledovány, kromě uvedených parametrů, i ekonomické parametry, výkonnost a provozní spolehlivost jednotlivých strojů a vliv lidského faktoru na optimální průběh kompostovacího procesu. V příspěvku jsou použity poznatky získané při řešení projektu č. 1G58053 : „Výzkum užití separované hovězí kejdy jako plastického organického steliva ve stájových prostorách pro skot při biotechnologické optimalizaci podmínek welfare“, podpořeném NAZV Praha.

24


Literatura 1. GRODA, B.: Technika zpracování odpadů. Skripta MZLU v Brně, 260s, první vydání 1995, č. publ.1489, ISBN 80-7157-164-4. 2. JELÍNEK, A. a kol.: Malá mechanizace. AGROSPOJ, „Zemědělská knižnice Agrospoje semafor na křižovatce Vašich cest a plánů“, r. 2000. 3. JELÍNEK, A. a kolektiv autorů: Faremní kompost vyrobený kontrolovaným mikrobiálním procesem. Realizační pomůcka pro zpracování podnikové normy, Praha 2002, ISBN: 80–238-8539-1. 4. PLÍVA, P.; ALTMAN,V.; JELÍNEK, A.; KOLLÁROVÁ, M.; STOLAŘOVÁ, M.: Technika pro kompostování v pásových hromadách. VÚZT, Praha, 2005, 72 stran ISBN 80-86884-02-3.

5. PLÍVA,P.; BANOUT,J.; HABART, J.; JELÍNEK, A.; KOLLÁROVÁ, M.; ROY, A.;TOMANOVÁ, D.: Zakládání, průběh a řízení kompostovacího procesu. VÚZT, Praha, 2006, 65 stran, ISBN: 80-86884-11-2 3. 6. VÁŇA, J.: Výroba a využití kompostů v zemědělství. Institut výchovy a vzdělávání, MZe ČR Praha, 1997. 7. VÁŇA, J.: Kompostování bioodpadů. In: Váňa J., Balík J., Tlustoš P.: Pevné odpady (učebnice), str. 119 - 148, ČZU Praha 6, 2004 8. ZEMÁNEK, P.: Speciální mechanizace – mechanizační prostředky pro kompostování. MZLU v Brně, r. 2001

Kontaktní adresa: Ing. Petr Plíva,CSc. Ing. Ronald Kraus Ing. Mária Kollárová Výzkumný ústav zemědělské techniky Drnovská 507, 161 01 Praha 6 Telefon 233022367, e-mail [email protected] Telefon 233022241, e-mail [email protected] Telefon 233022457, e-mail [email protected]

25


ZOOHYGIENICKÉ ASPEKTY A WELFARE CHOVANÝCH ZVÍŘAT PŘI POUŽITÍ SEPAROVANÉ KEJDY JAKO PLASTICKÉHO STELIVA M. Šoch1), B. Vostoupal2), L. Landová1), P. Novák3), L. Písek1) Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích 2) ZD Krásná Hora nad Vltavou a.s. 3 ) Veterinární a farmaceutická univerzita v Brně 1)

Abstrakt Pokus proběhl ve zděných objektech pro chov dojnic. Ustájení bylo řešeno jako volné boxové s podestýlkou ze separované hovězí kejdy a roštovou hnojnou chodbou. Cílem práce bylo posoudit vhodnost použití seoparované kejdy jako plastické podestýlky z hlediska zoohygienických aspektů. Bylo zjištěno, že čistota zvířat byla velmi dobrá, nedošlo k narušení jejich zdravotního stavu. Úprava separované kejdy biotermickým zahřátím formou řízeného kompostování prokázala významné devitalizační vlivy na parazity i mikroorganismy. Na základě zjištěných údajů je možno konstatovat, že podmínky welfare ustájených dojnic byly při použití separované kejdy jako plastického steliva na dobré úrovni.

Klíčová slova Dojnice; separovaná kejda; plastická podestýlka; devitalizační vlivy; biotermické zahřátí; zoohygienické aspekty; welfare.

Title The Influence of separated slurry as plastic litter from points of view animal hygiene and welfare of animals

Abstract The observation was performed in brick buildings for dairy cows breeding. The stabling was created as lose boxes with litter (made from separated slurry) and with grid dung-passage. The aim of the work was assessed evaluation the availability of separated slurry used as a plastic litter from the animal hygiene points of view. During experiment was ascertained, that cleanness of the body surface of animals were at very good level and there were not founded negative impact at the animals health. The technology of separation slurry with biothermal warm up by the method of controlled composting was showed significant devitalization effect on parasites and microorganisms. On the basis of our results it is possible to note, that the welfare of dairy cows were by using separated slurry as plastic litter at very good level.

Key words Dairy cows; separated slurry; plastic litter; devitalization impacts; biothemal warm up; animal hygienic aspects; welfare.

Úvod

Objemová kapacita jednoho lože v pokusném objektu je 0,5 m3 a na standardně podestlané stání tímto druhem podestýlky bude zřejmě nutno každý měsíc doplnit 0,15 m3 (tj. 150 litrů) tohoto plastického steliva. Vzorky kejdy byly odebírány dle obvyklých metodik. Stanovení výskytu vybraných skupin mikroorganismů a plísní v separované kejdě bylo prováděno ve Státním veterinárním ústavu v Českých Budějovicích podle daných metodik, hodnocení výskytu parazitů bylo prováděno v parazitologické laboratoři Zemědělské fakulty JU v Č. Budějovicích a na pracovištích Akademie věd v Č. Budějovicích. Rozbory krve a výkalů byly prováděny v laboratořích Zemědělské fakulty podle platných metodik pomocí BIOLA-testů a atomové absorpční spektrofotometrie. Hodnocení mikroklimatických podmínek bylo sledováno v hodinových intervalech pomocí Comet systému, hodnocení čistoty povrchu těla proběhlo vizuálně podle metodiky VELEBILA a DOMANSKÉHO (1968) upravené dle ŠOCHA (1989).

Cílem sledování bylo určit chemické a fyzikální vlastnosti separované kejdy, stanovit výskyt frekvence vybraných skupin mikroorganismů, plísní a parazitů v separované kejdě za různých podmínek. Současně byl hodnocen počáteční zdravotní stav stáda pomocí zkrácených metabolických testů, porovnán vliv stájové technologie na stupeň znečištění těla dojnic s důrazem na oblast vemene a jeho okolí a sledován vliv vybraných mikroklimatických ukazatelů na hodnoty výše uvedených parametrů.

Metodika Pokus proběhl ve stádu dojnic holštýnského plemene, ustájeném ve zděných halách s volným boxovým systémem ustájení, podestýlaným separovanou kejdou a s betonovými rošty na průchozích hnojných chodbách. Napájení je řešeno pomocí napájecích žlabů, směsná krmná dávka je zakládána pomocí míchacího vozu na krmnou chodbu. Větrání je přirozené.

26


Výsledky a diskuse

né chemické a fyzikální parametry. Výsledky jsou uvedeny v tab.1 a zjištěné hodnoty odpovídají přibližně dvojnásobkům hodnot obvyklých v nativní kejdě.

Před započetím vlastních pokusů byly vzorky čerstvé separované kejdy odebrány a podrobeny rozboru na vybra-

Tab. 1: Výsledky rozborů separované kejdy Vzorek č. 1 2 ø

Původní sušina (%) 20,97 20,63 20,80

Laboratorní sušina (%) 96,29 96,28 96,285

Popel*

Vláknina* (CF)

Tuk*

NL*

BNLV*

11,11 10,91 10,51

40,33 38,38 39,36

1,06 1,07 1,065

9,69 9,45 9,57

37,81 40,19 39,0

* výsledky uvedeny v % ve 100% sušině Dále byl v separované kejdě sledován vliv biotermické hygienizace formou řízeného kompostování a různých dob teplotních a stájových expozic na výskyt mikrobiálních a parazitárních agens. Kromě sledování v přirozeném prostředí stáje byly pokusně jednotlivé vzorky separované kejdy vystaveny týdennímu tepelnému působení v termostatu při 50, 55, 60, 65 a 70 °C. Z hlediska mikrobiologického jsou patrny významné tendence k poklesu denzity sledovaných mikrobiálních druhů i jejich celkového

počtu. Vzhledem k dosud malému počtu provedených vyšetření a potřeby některé pokusy pro ověření dosažených výsledků opakovat, nelze k tomuto problému prozatím zaujmout hodnotící stanovisko. Obdobně lze posoudit i problematiku devitalizace sledovaných parazitů. I zde jsou však zaznamenány významné tendence k poklesu jejich počtu až vymizení v takto ošetřené kejdě. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 2.

Tab. 2: Výskyt parazitů v separované kejdě Sledovaní parazité Girardia

Čerstvě separovaná kejda Velmi ojediněle

Strongyloides Strongylus Cryptospori- Velmi dium ojediněle

Kompost Kompost Nová Podestýlka Podestýlka 1 týden 7 týdnů podestýlka - box - box v boxu 3 týdny 5 týdnů + Ojediněle Ojediněle

Nízké nálezy parazitů v separované kejdě nasvědčují vysoké devitalizační účinnosti zahřívacího procesu v kejdě během jejího kompostování a její bezpečnosti pro zvířata jako plastického steliva po stránce parazitární infekce. Pozornost bude nutno věnovat především možnostem desinfekce stájí. Ve výkalech odebraných přímo z konečníku byl zjištěn v 80 % výskyt Girardie v množství převážně na jeden křížek. Zkrácenými metabolickými testy byl posuzován aktuální zdravotní stav sledovaného stáda. Od reprezentativního vzorku dojnic byla odebrána krev, moč a výkaly a byly podrobeny rozborům v laboratoři na vybrané ukazatele, které jsou uvedeny v tab.3 až 5.

+

+ Ojediněle Ojediněle

Zjištěné hodnoty z rozborů krve a moči svědčí o tom, že zdravotní stav stáda je z hlediska sledovaných parametrů v pořádku. Zvířata měla poměrně zahuštěnou krev, ačkoliv jim byl umožněn volný přístup k napájecím žlabům. Jako nízká se jeví jejich saturace především fosforem, zinkem, mědí a částečně i vápníkem, což lze doplnit minerální krmnou přísadou. Vyšší hodnoty sledovaných jaterních enzymů odpovídají vysoké užitkovosti stáda a tedy i produkční zátěži organismu.

27


Tab. 3: Analýza krve dojnic Číslo vzorku 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ø

Číslo dojnice 240 126 352 18 382 131 409 107 147 131 407 18 354 18 434 18 401 18 356 131 323 18 319

Hb

g.l

-1

127,4 115,4 126,5 114,5 121,9 124,3 121,6 110,5 115,1 114,5 119,2

Hk

Leu

l.l

G.l

-1

-1

0,36 5,3 0,35 5,6 0,35 6,3 0,33 3,9 0,37 4,0 0,38 5,6 0,38 4,3 0,34 8,6 0,36 10,5 0,37 4,9 0,36 5,9

Glukóza

mmol.l

-1

AF

μkat.l

2,8 2,8 3,3 3,7 5,9 2,9 2,6 4,6 2,5 3,0 3,3 3,3 3,6

-1

GMT

-1

μkat.l

1,82 0,76 0,71 0,77 1,46 1,07 0,92 0,41 0,65 0,89 1,19 0,82 1,0

0,35 1,62 0,70 0,64 0,63 1,02 0,57 0,66 0,66 0,57 0,56 0,63 0,7

CB

-1

g.l

Cholest.

mmol.l

82,5 86,3 86,3 97,2 81,7 80,1 70,7 88,8 78,2 75,8 90,5 85,2 83,6

-1

5,61 4,05 3,91 4,54 3,62 5,59 3,84 4,59 3,61 4,42 4,08 3,42 4,3

Lipidy

g.l-1 4,59 4,42 4,50 3,89 4,20 4,85 4,81 3,85 3,72 4,11 4,20 3,93 4,3

Tab. 4: Analýza krve dojnic- minerální profil

Číslo vzorku 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ø

Číslo dojnice 240 126 352 18 382 131 409 107 147 131 407 18 354 18 434 18 401 18 356 131 323 18 319

Zn

mg.l

-1

0,90 0,87 1,53 1,26 1,15 1,05 1,32 1,09 1,00 0,93 1,08 1,09 1,1

Cu

mg.l

P

-1

mmol.l

1,14 1,03 0,95 1,29 1,06 1,02 0,94 0,97 0,87 0,96 0,90 0,96 1,0

2,02 2,12 1,74 1,80 1,58 1,65 1,26 1,58 1,65 1,61 1,69 1,69 1,7

28

-1

Ca

mmol.l 2,11 2,14 2,22 2,37 2,62 2,46 2,90 2,59 2,96 2,89 2,57 2,66 2,5

-1

Mg

mmol.l-1 1,60 0,84 0,80 0,95 0,83 0,99 1,07 0,85 0,70 1,09 0,96 0,84 1,0


Tab. 5: Analýza moče dojnic Číslo vzorku 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ø

Číslo dojnice 240 126 352 18 382 131 409 107 147 131 407 18 354 18 434 18 401 18 356 131 323 18 319

P

mmol.l 0,95 1,30 0,99 0,81 0,81 0,88 1,20 0,95 0,90 0,81 0,88 0,99 1,0

-1

Ca

mmol.l

-1

Mg

mmol.l

1,86 1,58 1,60 1,15 2,87 0,96 1,09 0,89 1,27 0,50 0,67 1,42 1,3

Z hlediska úrovně čistoty povrchu těla dojnic ustájených na plastické podestýlce ze separované hovězí kejdy hodnocené podle metody Domanského (VELEBIL a DOMANSKÝ, 1968), upravené Šochem (ŠOCH, 1989) bylo zjištěno pouze sporadické a maloplošné znečištění. Porovnáním dosažených výsledků ve sledované stáji s výsledky měření uváděnými VELEBILEM a DOMANSKÝM (1968) v jejich zprávě vyplývá, že systém volného kombiboxového ustájení byl z hlediska čistoty těla ustájených zvířat velmi dobrý. Vlivem šíjové zábrany nedocházelo ke kálení na plochu vlastního lože. Proto se znečištění vyskytovalo převážně na ocasu zvířat (cca 30 % sledovaných zvířat), který mohl zasahovat do oblasti hnojné chodby, na kterou zvířata kálela. Částečný výskyt znečištění výkaly se vyskytlo ještě na hlezně a stehenní části pánevních končetin, zcela ojediněle (cca 5 % sledovaných zvířat) pak i na přední krajině břišní, krajině mečové, vemeni a strucích. Lze předpokládat, že ve většině případů došlo ke znečištění těchto tělních krajin až druhotně, zřejmě přenosem ze znečištěného ocasu. Z hlediska welfare zvířat se použití separované hovězí kejdy jako plastického krmiva plně osvědčilo.

3,19 3,21 2,82 2,91 2,37 2,95 2,83 2,58 3,09 3,21 3,27 3,19 3,0

-1

Na

mmol.l 115,6 51,6 107,4 97,0 150,2 140,0 131,4 47,8 28,0 113,0 78,2 42,2 91,9

-1

K

Papírky

252 432 530 560 368 392 356 218 398 222 264 210 350,2

1,035/neg./neg. 1,034/neg./neg. 1,030/neg./neg. 1,035/neg./++ 1,032/neg./++ 1,040/+/neg. 1,042/neg./neg. 1,020/neg./neg. 1,030/neg./+ 1,025/neg./++ 1,040/neg./neg. 1,023/neg./neg.

mmol.l-1 hustota/ketol./krev pH 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9,0

Z hlediska čistoty povrchu těla a welfare se použití separované kejdy jako plastické podestýlky v daném chovu a za daných podmínek plně osvědčilo. Článek vznikl za podpory Projektu NAZV č. 1G58053

Literatura ŠOCH, M.: Zhodnocení boxového a kombiboxového ustájení dojnic v JZD Opařany. Box and combine breeding of dairy cows in Agriculture cooperation Opařany. Sborník referátů „Agrosoft ,89“, pobočka ČSVTS při JZD 9. květen Opařany, Tábor, 24. - 25. říjen 1989, s. 115-122. VELEBIL, M. - DOMANSKÝ, L.: Metodika hodnocení stupně znečištění dojnic. Dílčí zpráva Z-732, VÚZT Řepy, 1968, 29 s.

Kontaktní adresa: Doc. Ing. Miloslav Šoch, CSc. Ing. Ludmila Landová, Ing. Lukáš Písek Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, Katedra anatomie a fyziologie zvířat, Studentská 13, 370 05 České Budějovice MVDr. Bohuslav Vostoupal, ZD Krásná Hora nad Vltavou a.s., 262 56 Krásná Hora nad Vltavou 172 Doc. MVDr. Pavel Novák, CSc., Ústav výživy, zootechniky a zoohygieny, Palackého 1-3, 612 42 Brno, [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]

Závěr Složení separované kejdy vykazuje přibližně dvojnásobné hodnoty obsahu sušiny a vybraných sledovaných složek oproti kejdě nativní. Byly zjištěny významné tendence ke snížení počtu mikroorganismů i parazitů v separované kejdě podrobené biotermickému ošetření formou řízeného kompostování. Je tedy poměrně překvapivé, že se ve vzorcích separované kejdy odebrané z podestýlky vyskytují v poměrně malém množství a teprve asi po třech týdnech od podestlání dochází k jejich pomalému pomnožení. Mohlo by to souviset s nízkým výskytem defekace krav na oblast lože.

29


KOMERČNÍ PŘÍLOHA

30


31


32


33


34


35


36


37


38


39


40


41


42


43


44


45


46


47


48


49


50


51


52


53


54


55


56


57


58


59


60


61


62


63


64


Ing. Petr Plíva, CSc. a kol.

ZAKLÁDÁNÍ, PRŮBĚH A ŘÍZENÍ KOMPOSTOVACÍHO PROCESU Stran 72 - 16 obrázků- 84 katalogových listů 2006, Praha Výzkumný ústav zemědělské techniky ISBN 80-86884-11-2 Příručka „ Zakládání, průběh, a řízení kompostovacího procesu“ byla zpracována v rámci projektu QF3148 „Přeměna zbytkové biomasy zejména z oblasti zemědělství na naturální bezzátěžové produkty, využitelné v přírodním prostředí ve smyslu programu harmonizace legislativy ČR a EU“. Je určena pro zájemce o technologii kompostování v pásových hromadách. Seznamuje je se základními postupy při zakládání, vedení a ukončení tohoto způsobu kompostování. Příručka také slouží pro lepší orientaci zájemců při výběru vhodných měřicích přístrojů vhodných pro monitorování kompostovacího procesu. Příloha obsahuje „katalogové listy“ měřicích přístrojů a zařízení různých výrobců a prodejců, rozdělených do skupin podle zjišťované fyzikální, chemické či biologické vlastnosti kompostu. U každého stroje jsou uvedeny základní technické parametry, jeho obrázek a kontakt na dodavatelskou firmu.

Ing. Petr Plíva, CSc. a kol.

TECHNIKA PRO KOMPOSTOVÁNÍ V PÁSOVÝCH HROMADÁCH Stran 72 - 16 obrázků- 84 katalogových listů 2005, Praha Výzkumný ústav zemědělské techniky ISBN 80-86884-02-3 Příručka je určena pro poradce a metodiky poradenství MZe ČR, dále je určena pro zájemce o technologii kompostování pro jejich lepší orientaci při výběru vhodné techniky, potřebné pro tento způsob zpracovávání biologicky rozložitelných surovin. Obsahuje soupis strojů a zařízení, rozdělených do skupin podle prováděných operací – energetický pohon, drcení, překopávání, prosévání a ostatní operace. Stroje azařízení ve většině případů spadají do kategorie malé a střední techniky. U každého stroje jsou uvedeny základní technické parametry a jeho obrázek.

65

Separovaná kejda jako plastické stelivo v chovech skotu

Recommend Documents