CC BY
64
УДК 637.115:636.085
УСЛОВИЯ ПОЛУЧЕНИЯ КАЧЕСТВЕННОГО МОЛОКА ПРИ ПРИМЕНЕНИИ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
ДОЕНИЯ DELAVAL
В.Е. Никифоров, старший научный сотрудник Л.А. Никитин, кандидат технических наук В.К. Углин, кандидат технических наук СЗНИИМЛПХ - обособленное подразделение ВОЛНЦ РАН E-mail: [email protected]
Аннотация. Представлен анализ основных технологических факторов, влияющих на производство и качество молока на современных комплексах, проведена сравнительная оценка качества молока, взятого из накопительных танков в системе доения «Европараллель» DeLaval и роботов-дояров VMS DeLaval. Приведены данные, которые показывают, что наименьшее количество соматических клеток и низкая бактериальная обсемененность молока наблюдаются при доении на роботах, что связано с высокими санитарно-гигиеническими условиями доения и определяется современным техническим уровнем применяемого оборудования. Получены данные результатов исследований по проверке качественных показателей молока при автоматизированных технологиях доения DeLaval в производственных условиях на фермах с беспривязным содержанием АО «Племзавод «Родина» Вологодской области. Определены технологические факторы, влияющие на качество молока. При доении на роботах VMS уровень соматических клеток в молоке практически в 1,5 раза меньше, чем при доении в доильном зале, что в 3 раза ниже, чем предельно допустимые значения, а показатель бактериальной обсемененности молока ниже предельно допустимых значений в 5 раз. Постоянный автоматический контроль технологических параметров работы доильной аппаратуры и своевременное обслуживание оборудования в соответствии с регламентом позволяют получать молоко высшего сорта на технологиях доения системы DeLaval.
Ключевые слова: технология доения, робот, качество молока, соматические клетки, бактериальная об-семененность.
Увеличение молочной продуктивности и получение качественной молочной продукции основывается на важнейших принципах, таких, как направленная племенная работа, сбалансированное кормление животных и соблюдение требований современных технологий доения и содержания.
Научно-технический прогресс в молочном животноводстве привел к созданию перспективных технологий доения на основе автоматизированных систем и специального производственного оборудования, интегрированного в технологию беспривязного содержания коров. Данные технологии доения определяют особый, характерный для них, способ воздействия, организации и управления процессом с необходимой оптимизацией ряда показателей, таких, как перемещение животных, различные режимы доения, влияние человеческого фактора, поддержание
уровня технологической гигиены, а также техническое и функциональное совершенство самого доильного оборудования. Очевидно, что многочисленные неблагоприятные технологические факторы явно отражаются на производстве молока, особенно - его качестве, а нарушение основных режимов производственного процесса доения или неэффективность применяемого оборудования может свести на нет результаты селекции молочного скота [1,2].
Выбирая определенную машинную технологию получения молока, необходимо учитывать условия содержания животных на ферме. Например, качество получаемого молока определяется тем, как налажен процесс доения. Оборудование, которое применялось на протяжении 15-20 лет, уже не отвечает требованиям, предъявляемым к процессу доения. Эксплуатация устаревшего оборудова-
ния может негативно повлиять на качество производимого молока и состояние вымени.
Однако на продуктивность коров, кроме эффективной системы доения, влияет и целый ряд других немаловажных факторов: выбор породы, грамотная селекция, полноценное сбалансированное кормление, комфортные условия содержания (микроклимат), своевременная ветеринарная помощь и т.д. Это также необходимо учитывать при эффективном ведении хозяйствования, поскольку решение задач снижения издержек производства, повышения качества продукции требует перехода к новым и современным технологиям доения и содержания коров. Вместе с тем, чем лучше технологии, тем лучше решаются эти задачи, тем выше их капиталоемкость и, как следствие, выше требования к качеству оценки эффективности капиталовложений.
Более прогрессивное значение имеет перевод животных на беспривязную технологию содержания с элементами автоматизации процессов доения. Технологичность производственного процесса доения на беспривязном содержании животных достигается благодаря наукоемким разработкам и техническим характеристикам современного оборудования [3].
Эффективность отрасли молочного животноводства заключается в модернизации основных технологических процессов, направленных на рациональное использование животных с применением различных систем доения. Несмотря на значительную капиталоемкость, современные технологии решают задачи снижения затрат и повышения качества продукции. Результативность эксплуатации систем доения характеризуется показателями молочной продуктивности коров и пропускной способностью технологического оборудования. Доение коров является функционально наиболее ответственным и трудоемким процессом, на выполнение которого затрачивается до 35% от всего рабочего времени обслуживания животных.
Методика исследований. Поскольку режимы промышленных технологий доения коров различаются по интенсивности обслу-
живания, способу организации функциональных манипуляций, начиная с установки доильных стаканов, по уровню автоматизированного контроля и управления механизированным процессом дойки, исключительно важно определить возможность такого влияния и последствия от нежелательных воздействий на качество получаемого молока. На фермах АО «Племзавод «Родина» Вологодской области при беспривязном содержании животных порядка десяти лет успешно используются промышленные технологии производства молока системы DeLaval с различным техническим уровнем автоматизированного доения «Европараллель» и роботы VMS.
Проведено сравнение технологий доения молока коров черно-пестрой породы в системах «Европараллель» и роботов VMS DeLaval. В результате исследований определены основные технологические факторы, которые имеют влияние на молочную продуктивность коров и качественные показатели молока. На основании полученных результатов выделяют основные причины, влияющие на производство и качество молока. Дана сравнительная оценка, позволяющая определить направления совершенствования технологий получения молока, применяемых на современных комплексах. Исследования по определению качества молока проводились путем взятия контрольных проб из танков в соответствии с требованиями нормативных документов и стандартов.
Результаты и обсуждение. Анализ технологий доения DeLaval на фермах АО «Племзавод Родина» Вологодского района показывает, что при эксплуатации этих автоматизированных технических систем обеспечивается на высоком уровне соблюдение требований к доению при выполнении необходимого регламента обслуживания доильной аппаратуры и оборудования. Такой подход и комплексное взаимодействие организации управления на ферме является одним из необходимых условий совершенствования технологий производства и получения высококачественного молока на современных комплексах.
Доильные залы «Европараллель» обеспечивают высокую пропускную способность благодаря широкой зоне входа и быстрому выходу, сочетая ее с удобными и безопасными условиями труда для персонала. При размещении коров под углом 90° относительно к доильной яме значительно сокращается длина доильного зала. Система индексирования животных в доильном зале обеспечивает пространство для быстрого входа и размещения коров. Оборудование доильного зала включает в себя молочные посты, систему управления процессом доения и промывки, вакуумную установку и молокоприемник.
Доильные залы «Европараллель» имеют следующие преимущества:
- минимальная потребность в производственных площадях для доильного зала;
- высокая пропускная способность благодаря быстрой смене групп животных;
- надежная фиксация животных.
Специалисты утверждают, что при дефиците рабочей силы имеет смысл поставить робота-дояра; с точки зрения трудозатрат, конечно, выгоднее робот, но в плане обслуживания доильные залы проще. Кроме того, показатели по качеству молока при доении роботами лучше, чем в залах. Вторым достоинством роботов считается то, что корова при этой технологии ходит доиться несколько раз в день (чтобы получить в качестве «приманки» немного комбикорма), и нет
риска с задержкой дойки. К тому же при использовании роботов почти отсутствует человеческий фактор, животным спокойней, а значит, и продуктивность у них выше.
Важными задачами автоматизированных систем доения роботом и на установках доения в молочном зале являются идентификация коровы, получение необходимой информации по продуктивности каждого животного, основные рабочие операции по подготовке к доению, установка и съем доильных аппаратов, непосредственный контроль за процессом доения, промывка доильной установки [4, 5]. По функциональным признакам процесс доения является наиболее ответственной технологической операцией, поскольку необходимо получить молоко высокого качества и предотвратить заболевания вымени [6,7]. Результаты исследования технологий доения коров при эксплуатации автоматизированных систем DeLaval, приведенные в табл. 1, выявили определенную взаимосвязь технологических факторов, которые оказывают влияние на качество молока.
Основные технологические факторы учитывают такие показатели, как характеристика величины вакуума, соблюдение техники доения, особенность операций обработки вымени, уровень гигиены на ферме, прохождение молока от аппарата до накопителя, первичная обработка молока на ферме (фильтрация, охлаждение).
Таблица 1. Характеристика технологий машинного доения коров
Характеристика Доильный зал Робот
Тип содержания Беспривязный Беспривязный
Кратность доения 3-х разовое Добровольное доение
Машинная технология Доение в отдельном доильном зале по группам, 24 бокса. Доение роботом добровольное в специальном доильном боксе.
Соблюдение техники доения Компоновка доильных аппаратов в одной зоне работы операторов, автоматический контроль доения. Разделение молока есть Полный автоматический контроль, точное управление. Доение по четвертям. Разделение молока есть
Величина вакуума, кПа 44 45
Обработка вымени Обработка оператором Мойка роботом. Спец. моющий стакан
Толщина фильтра 30 мкм 40 мкм
Площадь поверхности, см 800 600
Пути прохождения молока от доильного устройства до накопителя Молокопровод: нерж. сталь, длина, L=30-40 м диаметр, мм: 44,45 (1 3/4 дюйма) Молокопровод: нерж. сталь, длина L, м: 50-60; 40-60 диаметр, мм: 25,400; (1 дюйм)
Промывка системы Промывка автоматическая после каждой дойки Автоматическая промывка 3 раза в сутки по 20 мин.
Данные собственных исследований: Доклады РАСХН. 2015. № 3. С. 50-53.
Так, непосредственно доение, сбор молока в отдельной санитарной зоне значительно минимизирует возможность попадания бактерий в молочную среду и т.д. Отмечая конструктивную особенность молокопроводов, следует отметить, что длина транзитного мо-локопровода по контуру составляет порядка 30-50 м.
Показатели качества молока по технологиям доения получены на основании результатов анализа общего молока в соответствии с нормативами измерений на приборе МПко-Scan FT 120. В таблице 2 приведены результаты анализа общего молока, взятого из танков в доильном зале и при доении роботами DeLaval на фермах АО «Племзавод «Родина». При этом полученное молоко в доильном зале «Европараллель» и на роботизированной технологии одновременно имеет высокое содержание жира 3,83% и 3,88%, соответственно. Показатели бактериальной обсемененно-сти молока в накопительном танке, получен-
ного в доильном зале, практически в два раза выше, чем при доении на роботе. Для технологии получения молока в доильном зале наиболее вероятным считается попадание бактерий из окружающего воздуха по причине скопления и присутствия большого числа животных в санитарной зоне молочного зала с ожиданием в накопительной площадке непосредственно перед доением. Попадание бактерий наиболее возможно также от контакта рук оператора при обработке животного, отсутствия промывки аппарата после каждого доения.
Вместе с тем в молоке, полученном при доении в доильном зале, наблюдается наибольшее количество соматических клеток -281,6 тыс/см . Технологическое оборудование, оснащенное автоматикой, производит так называемый завершающий процесс доения в особом режиме до полного отключения аппаратов, который контролируется автоматически.
Таблица 2. Результаты анализа общего молока на фермах АО ^ «Племзавод Родина»
Наименование показателя Среднее значение за 5 месяцев Предел значения
Доильный зал DeLaval Роботы DeLaval
Консистенция + + Однородная без осадка и хлопьев
Цвет белый белый От белого до светло-кремового цвета
Вкус, запах, баллы 5 3,8 Чистый, без привкусов и запахов. Допустим слабый кормовой привкус и запах; не менее 3,0 баллов
Температура, °С 10 10 Не выше 10
Массовая доля белка, % 3.22 3,18 Не менее 2,8
Массовая доля жира, % 3,83 3,88 Не менее 2,8
Массовая доля СОМО, % 8,74 8,73 Не менее 8,2
Титрируемая кислотность, °Т 16 16 Не более 21
Массовая доля сухих веществ, % 12,56 12,58 Не регламентировано
Массовая доля лактозы, % 4,66 4,66 Не регламентировано
Температура замерзания, °С -0,536 -0,539 Не выше -0,520
Плотность при 20°С, кг/м3 1029,6 1029,7 Не регламентировано
Плотность при фактической температуре, кг/м3 1032,6 1032,7 Не менее 1027
Степень чистоты, группа I I II
Термоустойчивость, группа I-II I-II IV
Бакобсемененность, КОЕ /см3 11500 6200 Не более 4 000 000
Кол-во соматических клеток, тыс/см3 281,6 195,6 Не более 1000
Ингибирующие вещества/антибиотики, наличие Отсутствие /отсутствие Отсутствие/ отсутствие Отсутствие/ отсутствие
Сорт в/с в/с -
Данные собственных исследований СЗНИИМЛПХ: Farm Animals. 2016. №2. С. 10-12.
Колониеобразующая единица (КОЕ)
Вместе с тем, при доении на роботах наблюдается низкое количество соматических клеток, т.к. роботы оснащены автоматической программой выбора с изменением вакуумного режима индивидуально для каждого животного в зависимости от потока молока. Доение происходит отдельно по четвертям, полностью исключается «сухое» доение, в молоке наблюдается низкое количество соматических клеток.
Применяемые в роботизированной технологии фильтры имеют толщину (40 мкм, табл. 1) на 30% больше, чем в доильном зале, это также дает эффект при сравнении показателей количества соматических клеток. Наиболее важная функция, которой оснащаются все современные автоматические системы доения - контроль наличия и определение критической зоны соматических клеток в молоке, что позволяет выявлять и фиксировать животных на предмет заболеваний, своевременно проводить профилактические и лечебные мероприятия, управлять потоком для исключения попадания такого молока в общий накопительный танк. По данным анализа качества молока, взятого из накопительных танков в указанных технологиях доения, установлено, что полученное молоко - высшего сорта. Предпосылкой этому является контроль качества молока на ферме, который позволяет выявить причину отклонения показателей и определить пути устранения отклонений от нормы. Необходимо учесть, что направлением совершенствования технологий для увеличения производства и качества молока на фермах является также контроль за здоровьем животных и постоянный анализ качественных показателей получаемого молока [8]. На рисунке приводится изменение молочной продуктивности коров при различных технологиях доения. Динамика молочной продуктивности коров при доении на роботе VMS незначительно отличается от динамики продуктивности при доении на установке «Европараллель», однако на роботах суточный удой несколько выше. Характер лактационной кривой имеет одинаковую тенденцию, разница максимальной продуктивности составляет 2-3 л.
Суточный удой по месяцам лактации, кг
Л/- Л Л КГ
35,00 -
30,00 25,00 20,00 15,00 10,00
1 234567В9 10 доильный зал DeLaval -роботы DeLaval
Рис. Лактационные кривые в течение лактации
Существующая закономерность объясняется наличием на роботах специального управления и более совершенной системой для раздельного независимого снятия доильных стаканов, что впоследствии благоприятно влияет на продуктивность животных.
В АО «Родина» Вологодской области основной курс взят на автоматизацию технологии доения, причем при доении роботами снижается заболеваемость коров маститом, так как процесс доения контролируется по каждой четверти вымени. Отмечены также и позитивные социально-экономические последствия от внедрения новой технологии, при этом сокращаются объемы применения нелегкого труда доярок, растет квалификация работников, занятых на фермах [9].
Выводы. На фермах с беспривязным содержанием АО Племзавод «Родина» Вологодской области при автоматизированных технологиях доения DeLaval в производственных условиях определены технологические факторы, влияющие на качество молока. При доении на роботах VMS уровень соматических клеток в молоке практически в 1,5 раза меньше, чем при доении в доильном зале, что в 3 раза ниже, чем предельно допустимые значения, а показатель бактериальной обсемененности молока ниже предельно допустимых значений в 5 раз. В современных условиях хозяйствования внедрение прогрессивных технологий производства молока на основе беспривязного способа содержания коров с автоматизированными системами доения обеспечивает повышение эффективности производства молока. Наиболее важным направлением совершенствования тех-
нологий производства молока на современных комплексах является правильное машинное доение, включающее интенсивный раздой, начиная с первой лактации животного.
В результате комплексной модернизации ферм с автоматизированным доением в хозяйствах существенно повышается конкурентоспособность производства молока. Автоматизированные системы дают возможность получать молоко высокого качества. При выборе оборудования необходимо учитывать поголовье фермы и обязательно обращать внимание на наличие сервисного центра, который будет обслуживать данную технологию в регионе, где находится хозяйство.
Литература:
1. Эффективность ведения молочного скотоводства в условиях Европейского Севера России / Х.А. Амерха-нов и др. М., 2011. 156 с.
2. Сухоруков Ю. Из опыта эксплуатации технологического оборудования для животноводства // Промышленный маркетинг. 2009. № 4. С. 8.
3. Молочное скотоводство России. М., 2013. 616 с.
4. Кудрин М.Р. Молочная продуктивность коров с учетом морфологических свойств вымени и технологии доения // Главный зоотехник. 2012. № 8. С. 18-21.
5. Сравнительная оценка технологических факторов, влияющих на производство и качество молока, при различных технологиях доения / С.Е. Тяпугин и др. // Доклады РАСХН. 2015. № 3. С. 50-53.
6. Производство и качество молока при различных технологиях доения и способах содержания / И.С. Се-
реброва и др. // Farm Animals. 2016. № 2(12). С. 10-12.
7. Иванов Ю.А. Направления научных исследований по созданию инновационной техники с интеллектуальными системами для животноводства // Вестник ВНИИМЖ. 2014. № 3(15). С. 4-16.
8. Контроль при машинном доении. М., 1977.
9. Zadumkin K.A. Enhancing the efficiency of dairy farming through improving the regional system of fodder production // Economic and Social Changes. 2017. № 6.
Literatura:
1. EHffektivnost' vedeniya molochnogo skotovodstva v usloviyah Evropejskogo Severa Rossii / H.A. Amerha-nov i dr. M., 2011. 156 s.
2. Suhorukov YU. Iz opyta ehkspluatacii tekhnologiches-kogo oborudovaniya dlya zhivotnovodstva // Promyshlen-nyj marketing. 2009. № 4. S. 8.
3. Molochnoe skotovodstvo Rossii. M., 2013. 616 s.
4. Kudrin M.R. Molochnaya produktivnost' korov s uche-tom morfologicheskih svojstv vymeni i tekhnologii doe-niya // Glavnyj zootekhnik. 2012. № 8. S. 18-21.
5. Sravnitel'naya ocenka tekhnologicheskih faktorov, vli-yayushchih na proizvodstvo i kachestvo moloka, pri raz-lichnyh tekhnologiyah doeniya / S.E. Tyapugin i dr. // Doklady RASKHN. 2015. № 3. S. 50-53.
6. Proizvodstvo i kachestvo moloka pri razlichnyh tekh-nologiyah doeniya i sposobah soderzhaniya / I.S. Sereb-rova i dr. // Farm Animals. 2016. № 2(12). S. 10-12.
7. Ivanov YU.A. Napravleniya nauchnyh issledovanij po sozdaniyu innovacionnoj tekhniki s intellektual'nymi sis-temami dlya zhivotnovodstva // Vestnik VNIIMZH. 2014. № 3(15). S. 4-16.
8. Kontrol' pri mashinnom doenii. M., 1977.
9. Zadumkin K.A. Enhancing the efficiency of dairy farming through improving the regional system of fodder production // Economic and Social Changes. 2017. № 6.
THE HIGH-QUALITY MILK OBTAINING CONDITIONS AT DELAVAL MILKING AUTOMATED
TECHNOLOGIES USING
V.E. Nikiforov, senior research worker L.A. Nikitin, candidate of technical sciences V.K. Uglin, candidate of technical sciences SZNIIMLPH - a separate unit of WOLNZ RAS
Abstract. The analysis of main technological factors, affecting the milk production and quality on modern complexes is presented, a comparative assessment of milk quality taken from the storage tanks in the "Europarallel" DeLaval and VMS -DeLaval robot- milkers' milking system is held. The data that show that the milk smallest number of somatic cells and low bacterial contamination are observed at robots milking, that is associated with milking high sanitary- and- hygienic conditions and is determined by the modern equipment's technical level using are given. The studies' results allow the milk quality in DeLaval automated milking technologies on farms' producing conditions with tied free cows keeping on AO "Plemzavod" Rodina" of the Vologda region to verify are obtained. Technological factors the milk quality affecting are determined. At VMS robots milking, the somatic cells' level in milk is almost in 1,5 times lesser than at milking in the milking parlor, that is in 3 times lower than the maximum permissible values, and the milk bacterial contamination indicator is lower than the maximum permissible values in 5 times. The milking equipment's technological parameters constant automatic control and equipment's timely service in accordance with the regulations it allows the highest sort of milk at DeLaval system's milking technology using to obtain.
Keywords: milking technology, robot, milk quality, somatic cells, bacterial contamination.
