CC BY
71
О комплексной оценке доильных аппаратов
Л.П. Карташов, д.т.н., профессор, А.В. Цвяк, к.т.н., Оренбургский НЦ УрО РАН; В.Д. Поздняков, д.т.н., профессор, В.В. Трубников, к.т.н., Оренбургский ГАУ
Одним из основных технологических процессов молочного скотоводства является машинное доение коров. Достоинства этого процесса очевидны — существенное повышение производительности оператора (мастера машинного доения) и значительное облегчение его труда.
Вместе с тем очевидны и недостатки машинного доения, среди которых первое место занимает несовершенство выпускаемой в настоящее время доильной техники. В первую очередь это относится к доильным аппаратам — стандартные аппараты жёстко воздействуют на рецепторы соска и при работе тормозят рефлекс молокоотдачи, что приводит к недодаиванию и заболеваниям вымени коров.
Более того, при неадекватных и отрицательных раздражениях рецепторов соска и вымени уменьшается продолжительность лактационного периода, сокращается продолжительность жизни животного.
Тем не менее на молочнотоварные фермы России ежегодно предприятиями закупаются самые разнообразные доильные аппараты, обладающие различными техническими характеристиками. Комплексная оценка аппаратов позволила бы их сравнить по степени воздействия на вымя, определить диапазоны изменения их технических характеристик, рекомендовать отдельные конструкции для обслуживания новотельных и высокопродуктивных животных, адаптировать для групп коров-аналогов.
За многие годы создания и совершенствования доильной техники разработано большое количество доильных аппаратов, отличающихся друг от друга значительным разнообразием — конструктивными особенностями, техническими характеристиками, применяемыми материалами и т.д. Это объясняется тем, что индивидуальные свойства животных (продуктивность, размер и форма вымени, тугодойность и другие), которые должны быть учтены при разработке и эксплуатации доильных аппаратов, тоже изменяются в очень больших пределах. Следовательно, для различных групп дойных коров и для разных условий использования доильные аппараты должны быть подобраны по специальным методикам.
Одним из важнейших резервов повышения молочной продуктивности коров является использование доильных аппаратов с наилучшими техническими характеристиками для данной группы коров. Необходим такой аппарат, который способен поддержать рефлекс моло-коотдачи во время доения на достаточно высоком уровне. Решение этой задачи невозможно без разработки объективных и достоверных способов оценки доильных аппаратов и соответствующего технического обслуживания [1].
Первым этапом при разработке оценочных показателей сосковой резины является определение её жёсткости, которая определялась несколькими способами:
1) классическим — по абсолютному удлинению при приложении нагрузки 60 Н в течение 10 с (вариант 1);
2) по смыканию резинового чулка — величине избыточного давления, создаваемого в межстенных камерах доильных стаканов (вариант 2);
3) по смыканию резинового чулка — величине вакуумметрического давления, создаваемого в подсосковой камере при установленных искусственных сосках-заглушках (вариант 3).
На втором этапе были определены площади непосредственного контакта резинового чулка с телом искусственного соска, по своим геометрическим и техническим параметрам адекватного естественному (рис. 1).
На третьем этапе определялась величина обратного тока молока через отводящую трубку, расположенную за верхним обратным клапаном (рис. 2).
Заключительным этапом в исследованиях являлось снятие и расшифровка пульсограмм, изменение вакуумметрического и атмосферного давления в подсосковой и межстенных камерах доильного стакана аппарата с помощью Пуль-сотестра PT-IV фирмы SAC.
По результатам эксперимента можно сделать вывод, что требованиям стандарта ISO—5707 отвечают два доильных аппарата: Вестфалия и SAC. Длительность фаз чистого сосания и сжатия у аппарата АДУ-М меньше, чем установленные стандартом. Доильный аппарат Нурлат не вышел на основной режим доения, работая на всем протяжении эксперимента в щадящем режиме (вакуумметрическое давление находилось в пределах 33 кПа вместо 48).
Анализ показывает, что наибольшую скорость выведения молока имеют аппараты, в которых
Рис. 1 - Зависимость величины площади контакта сосковой резины при смыкании во время такта сжатия (У1, см2) от натяжения сосковой резины (XI, кг) и упругих свойств сосковой резины (удлинение при растяжении под нагрузкой 6 кг - Х2, см)
время перехода от сосания к сжатию увеличено относительно времени перехода от сжатия к сосанию, и это соотношение составляет 2:1, т.е.:
¿1: ¿2 = 51 : 52 = 2:1, 8П = Ц/ ¿2 ^ 2 (1)
и «чистое»
¿сж ^ °. (2)
С этой позиции нами были вычислены и пранализированны такие параметры работы аппарата, как 8с, 8п, а по интегральным значениям кривых — изменения вакуумметрического давления (5с, 5Ь 52), соответствующие такту сосания ¿с и переходам ¿1, ¿2, определены относительные значения интегральных величин:
К1 = 51/5, К2 = 52/5,
где 5 = 5с + 51 + 52. (3)
Приведённые пульсограммы (рис. 3) и количественные значения показателей качества работы доильных аппаратов (табл.) могут служить основанием для достоверной оценки доильных аппаратов различных конструкций, что необходимо при проектировании более совершенной доильной техники.
Проверка работающих аппаратов в непосредственных условиях животноводческой фермы тепловизионным методом оценки с помощью прибора «Иртис-2000» подтвердила достоверность ранее проведённых лабораторных экспериментов, характеризующих технологичность отечественных и зарубежных разработок и в первую очередь влияние их на поддержание рефлекса молокоотдачи [2].
Рис. 2 - Зависимость количества обратного тока молока (У2, гр/мин) от натяжения сосковой резины (Х1, кг) и упругих свойств сосковой резины (удлинение при растяжении под нагрузкой 6 кг - Х2, см)
Рис. 3 - Кривые изменения вакуума в доильных стаканах аппарата SAC:
а) продолжительность тактов и переходных процессов
б) интегральные значения кривых изменения вакуума (площади), соответствующие такту сосания ta и переходам tv t2
Показатели испытания системы пульсаций доильных аппаратов (при стандартном рабочем вакууме в системе)
Показатель Значения показателя аппаратов
АДУ-1М SAC Вестфалия Доггер Нурлат
Время цикла (сосание + сжатие) 1^, с 0,78 1,91 1,09 1,03 1,83
Время чистого такта сосания 1сос, с 0,09 0,42 0,37 0,41 0,90
Время чистого такта сжатия 1сж, с 0,05 0,42 0,21 0,30 0,55
Время переходного процесса от такта сосания к такту сжатия 11, с 0,23 0,27 0,22 0,13 0,13
Время переходного процесса от такта сжатия к такту сосания 12, с 0,41 0,8 0,3 0,195 0,26
Отношение такта сосания к такту сжатия 8с (8с = 1со<Лсж) 1,8 1,0 1,81 1,37 1,65
Отношение времени переходных процессов 8П(8П = 11/12) 0,56 0,33 0,72 0,67 0,51
Ксос (Ксос = 1соЛ -100% ^ 30%) 11,5 22,0 33,9 39,5 49,2
Ксж (Ксж = 1„л -100% < 15%) 6,4 31,5 18,8 28,8 29,8
Таким образом, только комплексная сравнительная оценка доильных аппаратов может служить достоверным показателем их технологичности и способствовать разработке предложений, улучшающих качество их работы.
Литература
1. Макаровская З.В. Технологические основы повышения эффективности работы доильных аппаратов: дисс. ... докт. техн. наук. Оренбург, 2004.
2. Мещеряков В.П. Изменение кровоснабжения вымени коровы в период доения // XI Международный симпозиум по машинному доению с.-х. животных, первичной обработке и переработке молока: труды. Казань-М., 2003.
