4.4. Ультрафиолетовое облучение животных и птицы

Излучение с длиной волны в диапазоне от 180 до 400 нм называется ультрафиолетовым. По техническим соображениям ультрафиолетовую радиацию разбивают на три области. Область С – дальняя ультрафиолетовая радиация с длиной волны от 180 до 280 нм. Обладает сильным бактерицидным действием и используется для стерилизации воздуха, воды, посуды и оборудования. В селекции УФ-С используется для получения новых свойств растений.

Область В - средняя ультрафиолетовая радиация с длиной волны от 280 до 320 нм. Вызывает загар и эритему, оказывает общее благотворное воздействие на организм животных. Обладает антирахитным действием, т.к. способствует превращению провитамина D в активно действующий витамин D, управляющий отложением солей кальция в костных тканях животных.

Область А - ультрафиолетовая радиация с длиной волны от 320 до 400 нм. Применяется для люминесцентного анализа и возбуждения светящихся веществ в сигнальных устройствах. Биологическая активность излучения в области А относительно мала.

Установки ультрафиолетового излучения в области С (УФ-С) нашли наибольшее применение в свиноводческих комплексах и комплексах КРС, а также на птицефабриках.

В час свиноводческий комплекс на 108 тысяч свиней выбрасывает в окружающую среду 1,5млрд. микробов, 159 кг аммиака, 145 кг сероводорода и 26 кг пыли от кормов, а птицефабрика на 720 тыс. голов производит 175 млрд. микробов, что представляет серьезную экологическую опасность.

В установках УФ-С используются лампы типа ДБ, ДРБ, ЛЭ, ЛЭР, ЛЭО, ДРВЭД и ДРТ мощностью от 30 до 1000 Вт. Наиболее распространенные бактерицидные дампы ДБ (низкого давления с разрядом в парах ртути) имеют 80 % излучений на длине волны 254 нм.

Цилиндрическая колба ламп изготавливается из увиолевого стекла (40 % кварца), хорошо пропускающего УФ излучение. УФ излучение ионизирует воздух, а ионы, соединяясь с взвешенными частицами, утяжеляют их, что способствует очистке воздуха.

При установке бактерицидных ламп в помещениях необходимо исключить воздействие излучения на людей и животных.

Обеззараживание воды в потоке осуществляется на установках ОП-1П (рис. 4.9.).

Рисунок 4.9. – Установка обеззараживания воды: 1 – лампа Дб;

2 – кварцевый чехол; 3 – корпус облучателя

Лампа ДБ-30 концентрично расположена в металлической трубе большого диаметра и отделена от потока воды чехлом из кварцевого стекла.

Процесс отмирания бактерии протекает по экспоненциальному закону

, (4.21)

где Б - плотность бактерий после воздействия облучения в течение времени τ; Б₀ исходная плотность бактерий; Н_Б – сопротивляемость бактерий, Н_Б = 2,4 мбс/см

Откуда:

, (4.22)

где – для обеззараживания поверхностей и воздуха; – коэффициент запаса.

В воздухе и воде бактерицидный поток рассеивается по экспоненциальному закону:

, (4.23)

где – облучаемость на поверхности среды и на глубине h; – показатель поглощения, см; – коэффициент пропускания бактерицидного потока. .

Методика расчета состоит в определении времени облучения, если известны объем или площадь облучения и выбран источник излучения.

Ультрафиолетовое излучение в области В (УФ-В) имеет большое значение в образовании и поддержании жизни на Земле. Недостаток ультрафиолетового облучения особенно сказывается на развитии молодых организмов и может привести к заболеванию, в первую очередь к рахиту. Витамин D, регулирующий рост и развитие скелета животных и кроветворных органов, получается из неактивного провитамина D под действием УФ-В. В естественных условиях радиация УФ-В достаточна и составляет несколько процентов в спектре солнечного излучения. Помещения практически полностью изолируют живые организмы от УФ-В излучения.

УФ-недостаточность заметно снижает продуктивность всех видов животных. К кожному покрову УФ-излучение проникает через покров шерсти, которая работает как своеобразный волновод. Куры воспринимают УФ - излучение гребешком и сережками.

УФ-излучение должно строго дозироваться.

Начальное облучение составляет 25 % от нормированной дозы и увеличивается постепенно до полной дозы. Рекомендуется делать перерыв на 2...3 дня после каждых 5...7 дней облучения.

УФ-излучение используется для лечения кожных заболеваний (стригущий лишай, нарывы, чесотка), а также при легочных заболеваниях, заболеваниях крови и других воспалительных процессах. В этих случаях используют ударные дозы для отдельных участков кожи.

Стационарные (или передвижные) установки УФ–излучения ОРК и ЛРК комплектуется лампами ДРТ (рис. 4.10).

Рисунок 4.10. – Устройство лампы ДРТ: 1 – кварцевая трубка; 2 – вольфрамовый электрод;

3 – держатель; 4 – лента из медной фольги

Лампа ДРТ (дуговая ртутная) имеет колбу в виде трубки, изготовленной из кварцевого стекла 1, впаянных электродов с оксидным покрытием 2, ленты из медной фольги 3 и держателей 4.

Зажигание лампы происходит при холодных электродах, что требует высокого напряжения зажигания. Схема включения лампы приведена на рис. 4.11. а.

При замыкании кнопки SB ток течет через дроссель LL и конденсатор С₁.

Импульс напряжения для зажигания лампы возникает при размыкании предварительно замкнутой кнопки SВ, т.к. при сворачивании магнитного потока в обмотке дросселя LL наводится э.д.с. самоиндукции, значительно превышающая напряжение сети . Полоска фольги, включенная последовательно с конденсатором С₂, служит для облегчения зажигания за счет электрического воздействия на разрядное пространство лампы.

Рисунок 4.11 – Схема включения (а) и спектр излучения (б) лампы ДРТ

Спектр излучения – линейчатый и в его состав входит бактерицидное и видимое излучение (рис.4.11.б). В установках ОБУ1х30 м и ББП01хЗО м используются лампы ДБ-30, а в установках ОЭСП02 – лампа ЛЭР-40 и ЛБР-40.

Характеристики ламп УФ -излучения приведены в табл. 4.5.

При эксплуатации ламп УФ - излучения интенсивность излучения снижается из-за их старения и необходимо увеличивать время облучения, чтобы доза облучения оставалась постоянной.

Применение УФ - установок позволяет снизить падение молодняка животных на 70...80 %, увеличить продуктивность взрослых животных в стойловый период на 7...8 % .

Эффективность бактерицидных установок определяется при сравнении с другими способами обеззараживания.

Для ультрафиолетового облучения животных и птицы промышленность выпускает облучатели и установки, в которых используются эритемные лампы ЛЭ-30-1 и ЛЭР-40 и ртутно-кварцевая лампа ДРТ-375.

Эритемный облучатель типа ЭО-1-30 используется для облучения поросят, телят, коров, а также при содержании на полу цыплят и кур. В облучателе одна лампа ЛЭ-30-1.С помощью подвесок облучатель крепится к потолку и при высоте подвеса 2...2,2 м облучает 18...20 м площади пола. Облучатели изготавливается со стартерной (Э01-Э0С) и бесстартерной схемой включения (Э01-Э0М). Питание от сети переменного тока напряжением 220 В.

Механизированная подвесная установка УО-4М для облучения коров, телят, поросят, а также при содержании на полу цыплят и кур. Установка состоит из четырех облучателей с ртутно-кварцевыми лампами ДРТ-375, устройства для подвески и перемещения облучателей, приводной станции и кабеля.

Таблица 4.5.

Тип лампы	Мощность, Вт	Напряжение, В	Ток, А	Диапазон активного излучения, мм	Поток в этом диапазоне	Потоки
						Световой, лм	Витальный, вит (эр)	Бактерицидный, бк
Дуговые бактерицидные низкого давления
ДБ-30-1	30	108	0,36	254	6,6	140	0,04	6,6
ДБ-60	60	108	0,7	254	8,0	180	0,04	8,0
Дуговые ртутные трубчатые высокого давления
ДРТ-230	230	70	3,8	240–450	22–24	4800	3,0	6,7
ДРТ-400	400	135	3,25	240–450	37–39	8000	4,75	10,5
ДРТ-1000	1000	140	7,5	240–450	125–128	26000	16,5	39,5
Люминесцентные эритемные низкого давления
ЛЗ-15-ХЛ4.2	15	54	0,33	280–400	-------	40	0,3	0,055
ЛЗ-30-ХЛ4.2	30	104	0,34	280–400	-------	110	0,75	0,125
ЛЭР-30	30	104	0,36	280–400	-------	90	1,35	0,105
ЛЭР-40	40	103	0,43	280–400	------–	130	1,6	0,15
Эритемно-осветительные
1	2	3	4	5	6	7	8	9
ЛЗО-15	15	54	0,33	280–600	------–	650	0,11	–-----
ЛЗО-30	30	104	0,36	280–600	------–	1350	0,27	–------
ЛЗО-40	40	103	0,46	280–600	–-----	1850	0,37	–------
Ртутные лампы высокого давления: спектр (эритемный, видимый, ближний ИК) близок к солнечному
ДРВЭД-160	160	220	0,8	280–2000	70–75	1600	0,35	–------
ДРВЭД-250	250	220	1,25	280–2000	100–120	3250	0,6	–------

Облучатели перемещаются по двум стальным струнам диаметром 5…6 мм вдоль животноводческого помещения на высоте 2,8...3 м от пола. Питание ламп осуществляется по кабелю ШРПС-Зх1,5 мм, подвешенному на кольцах к струне («шторка»), от сети переменного тока напряжением 220 В. Возвратно-поступательное движение облучателей обеспечивается приводной станцией через трос со скоростью 0,3 м/мин. Площадь облучения 60х12 м.

Светильник – облучатель СП02-2х40/п5х01 предназначен для освещения животноводческих помещений и ультрафиолетового облуче­ния находящихся в них животных. Для освещения используется одна лампа ЛБР-40, для облучения – одна эритемная лампа ЛЭР-40. Лампы включаются раздельно, схема бесстартерная.

Самоходная установка с ртутно-кварцевыми УОК-1 применяется для облучения кур при их содержании в клетках. Источник УФ - излучения – две лампы ДРТ-375, установленные на вертикальной металлической стойке, закрепленной на тележке. Электропривод и пульт управления смонтирован на основании тележки. Скорость движения тележки – 0,5 и 1 м/мин. Питание от сети переменного тока через гибкий кабель с резиновой изоляцией типа ШРПСЗх1.5-1х1 мм. Одна установка облучает 20 тыс. кур.

Переносной получатель с ртутно-кварцевой лампой ДРТ-375 для облучения инкубационных яиц и цыплят в первые дни после вывода. Облучатель состоит из лампы с отражателем и пускорегулирующего устройства, соединенных между собой гибким кабелем длиной 20 м.

Применение эффекта УФ облучения способствует повышению энергоэффективности, улучшению качества и снижению себестоимости сельскохозяйственной продукции.