Механизация и доения сельскохозяйственных животных

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лекция

Тема: механизация и доения сельскохозяйственных животных

ПЛАН

1. Физиологические основы и технология машинного доения

2. Общие сведения о доильных аппаратах и их классификация

3. Общие сведения о доильных установках и их технологический расчет

4. Уход за доильным оборудованием

1. Физиологические основы и технология машинного доения

Совершенствование существующих, разработка и внедрение в практику новых перспективных технологий и машин должны обеспечивать повышение продуктивности молочного скота и сохранение качества молока, при одновременном снижение его себестоимости.

Машинное доение позволяет увеличить производительность и облегчить труд доярок; наиболее эффективно использовать особенности рефлекса молоковыведения - его кратковременность и диффузный характер (т.е. одновременное выделение молока всеми четвертями вымени).

Электрификация животноводческих ферм благоприятствует внедрению машинного доения коров.

Здесь имеет место система Ч-М-Ж (человек-машина-животное).

В результате постоянно протекающего процесса молокообразования молоко накапливается в вымени животного.

Перед дойкой основная масса молока накапливается в альвеолах - мельчайших пузырьках, внутренняя поверхность которых выстлана слоем секреторных клеток.

Молокоотдача представляет собой сложную двигательную реакцию молочной железы, проявляющуюся в вытеснении молока из альвеолярного отдела в молочные цистерны вымени - это нейрогуморальный рефлекс, вызываемый как безусловнорефлекторным путем, т.е. посредством воздействия раздражителей (теплота, давление) непосредственно на рецепторы нервной системы вымени, так и действием условнорефлекторных стимулов, воспроизводимых другими анализаторами внешних раздражителей (слух, зрение и т.д.).

В результате многократного осуществления машинного доения у коров формируются условные рефлексы молокоотдачи и вырабатывается устойчивый стереотип поведения при машинном доении.

Рефлекс молокоотдачи осуществляется одновременно и с одинаковой силой во всех долях вымени.

В процессе машинного доения реализуются две задачи: во-первых, необходимо воздействовать на корову таким образом, чтобы она “припустила”, т.е. была готова отдать полностью молоко. Во-вторых это молоко извлечь, выдоить из вымени.

Молочная железа состоит из четырех долей, в которых имеется большое число мелких желез-альвеол, вырабатывающих молоко из веществ, которые поступают в них вместе с кровью. Молочные протоки связывают альвеолы с молочной цистерной и соском, на конце которого имеется запирающая мышца-сфинктер. В процессе молокообразования молоко скапливается в альвеолах: при этом избыточное давление внутри вымени повышается до 4 кПа. Из них по протокам молоко поступает в полость цистерны не самотеком, а выжиманием особыми клетками звездчатой формы, окружающими альвеолы и протоки.

Внутренний механизм молокоотдачи сводится к следующему. Возникающее при сосании вымени теленком или при доении раздражение окончаний нервных волокон (рецепторов) через центральную нервную систему передается в головной мозг животного. В ответ на это раздражение мозг подает команду в гипофиз, который выделяет в кровь особый гормон - окситоцин. Последний, дойдя по системе кровообращения до вымени, вызывает бодрое и энергичное сокращение звездчатых клеток, в результате чего молоко из альвеол начинает интенсивно переходить в молочные цистерны и соски. Происходит, так называемый, “припуск” молока, являющийся ответом животного на внешнее раздражение. При этом избыточное давление в вымени быстро повышается до 5 кПа. Это происходит в течение 45 с. За это время должны быть выполнены все подготовительные операции на вымени и включен доильный аппарат в работу. Действие окситоцина продолжается в течение 4-5 мин., после чего мышечные волокна расслабляются, наступает спад, а затем полное прекращение молокоотдачи.

Процесс молокоотдачи протекает относительно быстро и доение коровы должно быть проведено за 4-6 минут.

динамика процесса молокоотдачи представлена на рисунке 1.

Рис.1. Изменение интенсивности молокоотдачи и жирности молока по времени доения

В начале доения скорость молоковыведения быстро возрастает и достигает максимального значения. Затем она постепенно снижается. За 4-6 минут доильный аппарат должен полностью вывести молоко из вымени. Необходимо отметить, что последние порции молока имеют наибольшую жирность (10-12%).

Основные физиологические требования

1. Выработать у животного полноценный и устойчивый рефлекс молокоотдачи при машинном доении (первое и самое важное требование физиологии). Это достигается надлежащей подготовкой вымени и правильной организацией работы дояра, созданием внешних благоприятных факторов.

2. доильный аппарат должен оказывать стимулирующее воздействие на организм животного (пример, доильный аппарат АДС-1-СибимЭ-Сибирский научно исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства).

3. Правильно организовать проведение подготовительных, основных и заключительных операций.

4. Процесс доения вакуумной доильной машиной при максимальной скорости выведения молока должен быть безопасным для молочной железы.

Способы и технология машинного доения коров

Способы доения коров могут быть разными:

1. Естественный (сосание вымени теленком).

2. Ручной (выжимание молока из вымени руками дояра).

3. Машинный.

В свою очередь различают два основных способа машинного доения:

а) отсос при помощи вакуума;

б) механическое выжимание молока из сосков.

Второй способ машинного доения в настоящие время практически не применяется (по такому принципу работает доильный аппарат “Доярка”).

Технология машинного доения коров включает в себя 3 группы операций:

1. Подготовительные операции - обмывание вымени теплой водой (t = 40_45 ⁰С); обтирание и массаж вымени; сдаивание первых струек молока в отдельную посуду; включение в работу доильного аппарата и надевание доильных стаканов на соски животного.

Все подготовительные операции должны быть выполнены не более чем за 60 секунд.

2. Основные операции - машинное доение (4-6 мин.) и машинный додой (25_30 с - оттягивание доильных стаканов вниз и вперед с одновременным массажем).

3. Заключительные - отключение доильного аппарата и снятие доильных стаканов с вымени. Обработка вымени.

Технологическая скорость доения - пропускная или отсасывающая способность доильного аппарата. Ее величина целиком определяется техническими параметрами доильной машины.

Действительная скорость доения - фактическое количество молока, полученное доильным аппаратом в процессе доения за единицу времени. Ее величина зависит от совершенства доильного аппарата и от соответствия его требованиям физиологии.

Основное требование динамики работы доильного аппарата заключается в том, чтобы в течение всего периода доения скорость молоковыведения аппаратом была равна скорости молокоотдачи. В самом начале доения достаточно иметь небольшой по времени такт сосания. Далее, по мере роста молокоотдачи, длительность такта сосания должна быть максимальной.

Однако современные доильные аппараты работают в одном режиме с постоянной технологической скоростью, что является серьезным их недостатком.

Из анализа процесса молокоотдачи следует, что необходимо создать доильный аппарат с автоматическим регулированием процесса доения по интенсивности молокоотдачи.

2. Общие сведения о доильных аппаратах и их классификация

Первые попытки механизации доения коров были осуществлены с помощью соломинок (1719 г.), а позднее (1836 г.) - металлических трубок, называемых катетерами.

Позднее были предложены ряд приспособлений для этой цели - в виде валиков, пластинок, роликов, механических пальцев и др. Однако эти приспособления не нашли распространения, так как не облегчали труд дояра, а наоборот, увеличивали объем работ по сравнению с ручным доением и беспокоили коров.

В 1851 году в Англии была предложена первая высасывающая доильная машина, работающая на постоянном вакууме.

В 1885 году в Шотландии создали доильный аппарат, действующий на переменном вакууме. Пульсация достигалась соответствующим вакуумным насосом.

Это явились отправной точкой в разработке и создании современных доильных аппаратов.

В нашей стране начало развития машинного доения относится к 20-м годам прошлого столетия.

Доильный аппарат является основной частью доильной установки.

Классификация доильных аппаратов:

1. по характеру силы, используемой для извлечения молока:

- отсасывающие;

- выжимающие.

2. По типу исполнительного органа:

- однокамерные;

- двухкамерные;

- трехкамерные.

3. По приводу исполнительного органа:

- синхронного действия;

- попарного действия;

- почетвертного действия.

4. По принципу работы:

- двухтактные;

- трехтактные;

- четырехтактные;

- непрерывного отсоса;

- изменяющие принцип работы.

5. По режиму работы:

- с постоянными параметрами;

- с регулируемыми параметрами;

- с программным управлением.

В свою очередь аппараты с регулируемыми параметрами бывают:

- с изменением числа пульсаций;

- с изменением соотношения тактов;

- с изменением рабочего вакуума;

- с изменением веса подвесной части аппарата;

- с комбинированным изменением параметров.

6. По характеру сбора молока:

- в доильное ведро;

- в молокопровод;

- в подвижную емкость;

- раздельно из каждой четверти.

Из анализа динамики процесса доения можно сформулировать основные требования, которым должен удовлетворять современный доильный аппарат:

1. Аппарат должен работать в переменном режиме в зависимости от интенсивности молокоотдачи, обеспечивая в каждый момент времени оптимальную скорость доения.

2. Должен обеспечивать стимуляцию рефлекса молокоотдачи.

3. Аппарат должен быть абсолютно безопасным в случаях передержки стаканов на сосках животного.

4. Аппарат должен быть оборудован средствами сигнализации об окончании процесса доения и устройствами для автоматического отключения.

3. Общие сведения о доильных установках и их технологический расчет

машинный доение стойло пастбище

В настоящее время для доения коров применяют самые различные доильные установки. Выбор того или иного типа доильных установок зависит от размера фермы, продуктивности животных, способа их содержания, климатических условий. Доильные установки делятся на 3 основных типа:

1. доильные установки для доения коров в стойлах со сбором молока в ведро или через молокопровод в общую емкость.

2. Доильные установки для доения коров на доильных площадках или в специальных помещениях (доильных залах) со сбором молока через молокопровод в общую емкость.

3. Доильные установки для доения коров на пастбищах со сбором молока в ведра или через молокопровод в общую емкость.

Принципиальная схема доильной машины показана на рисунке 2.

Рис.2. Схема доильной машины: 1-электродвигатель; 2-ограждение; 3-вакуум-насос; 4-вакуум-магистраль; 5-вакуум-баллон; 6-маслосборник выхлопной трубы; 7-диэлектрическая вставка; 8-вакуумметр; 9-доильный стакан; 10-коллектор; 11-молочный шланг; 12-вакуумный шланг; 13-доильное ведро; 14-пульсатор; 15-магистральный шланг; 16-вакуум-регулятор; 17-воздушный кран

Установки для доения в стойлах

а) с переносными доильными аппаратами;

б) с передвижными доильными аппаратами;

в) передвижные с питанием электрического двигателя вакуумного насоса через гибкий кабель;

г) с молокопроводом, проложенным вдоль стойл.

К этой группе относятся такие установки: доильные агрегаты АД-100А; ДАС-2Б; доильные установки, АДМ-8, АДМ-Ф-20(30, 40, 50). Их применяют при привязном содержании животных.

Установки для доения коров в специальных помещениях

Их применяют при беспривязном и привязном содержании коров. Эти доильные установки оснащены доильными станками, которые монтируют в доильном помещении или на площадке.

В зависимости от конструкции доильных станков установки подразделяются на:

а) установки с индивидуальными доильными станками;

б) установки с групповыми станками;

в) конвейерные доильные установки.

Схемы установок показаны на рисунке 3.

а) Установки с индивидуальными доильными станками позволяют входить и выходить из него каждой корове независимо от других (обеспечен индивидуальный подход к каждой корове). К ним относятся установки с параллельными станками (рис.3, а) и типа “Тандем” с боковым заходом (рис.3, б).

б) Установки с групповыми станками. Здесь вход и выход животных осуществляется только группами. Сюда относятся доильные установки типа “Тандем” с проходными станками (рис.3, в) и “Елочка” (рис.3, г). Применение установок типа “Елочка” позволяет уменьшить площадь доильного зала в сравнении с “Тандемом” и увеличить производительность труда (за счет сокращения переходов доярок).

в) Конвейерные установки - позволяют доить коров в ритме конвейера непрерываемого действия, что открывает большие возможности повышения производительности труда. Кроме того, конвейерный процесс доения обладает значительными возможностями технологического совершенствования. Эффективны на крупных молочных фермах и комплексах (рис.3, д).

К конвейерным доильным установкам относятся шведские системы “Юникар” и “Юнилактор”.

Здесь коровы содержатся в специальных передвижных стойлах-клетках, которые перемещаются по определенному графику. Каждое стойло оборудовано кормушкой, емкостью с водой, автопоилкой и навозоприемником. Тележки с коровами в период отдыха находятся в стойловом помещении. Затем при движении тележек (рабочий цикл) автоматически заполняются кормушки, открывается поддон навозоприемника, заполняется бак водой. Далее тележки подъезжают к доильной площадке, где осуществляется выдаивание коров. После этого коровы вновь возвращаются на место отдыха.

Преимущества - высокая производительность труда (нагрузка на 1 дояра доводится до 120-180 коров).

Недостатки - большие затраты на строительство и быстрый износ животных (в течение 4-5 лет), т.к. нарушается обмен веществ, атрофируются мышцы.

а б
В г
Рис.3. Схемы доильных установок: а - с параллельными станками; б - типа “Тандем” с боковым заходом; в - типа “Тандем” с проходными станками; г - типа “Елочка”

Установки для доения коров на пастбищах и в летних лагерях

для этой цели специально выпускается универсальная доильная станция УДС-3А. Конструкция ее позволяет осуществлять быструю сборку и разборку. Для доения коров в летних лагерях предназначена доильная установка УДЛ-Ф-12.

Также в нашей стране начат выпуск индивидуальных передвижных доильных установок, оснащенных доильным аппаратом двойного действия “Нурлат”. Общий вид такой установки показан на рисунке 4.

Рис.4. Общий вид передвижной доильной установки с аппаратом “Нурлат”	Рис.5. Агрегат для индивидуального доения коров АИД-1-01: 1 - вакуумная установка; 2 - доильный аппарат; 3 - доильное ведро; 4 - тележка

Для механизации процесса доения коров в личных подсобных хозяйствах и на малых фермах (10…20 коров) предназначен агрегат индивидуального доения АИД-1-02 (рис.5).

Для механизации доения овец выпускаются модульные доильные установки для овцеферм. Такая установка позволяет организовать заход овец на платформу для доения, автоматическую индивидуальную фиксацию их у кормушек, доение, групповую расфиксацию после доения (рис.6).

Рис.6. Модульная доильная установка для овец: 1 - раскол; 2 - доильная платформа; 3 - доильный аппарат с ведром; 4 - вакуум-провод

В настоящее время на отечественном рынке техники для животноводства достаточно широко представлено доильное оборудование зарубежного производства.

Доильное оборудование DeLaval. Для машинного доения коров при беспривязном содержании животных поставляются следующие типы доильных залов (в различной комплектации и с разным уровнем автоматизации):

“Елочка” 30 (типоразмерный ряд: односторонние - от 13 до 16; двусторонние - от 23 до 212); (слайд Елочка)

“Европараллель” (типоразмерный ряд: односторонние - от 14 до 112; двусторонние - от 24 до 220); (слайд Каскад)

“МидиЛайн”;

“Карусель”. (слайд Карусель)

Для доения коров при привязном содержании по желанию заказчика поставляются доильные установки со сбором молока в молокопровод модульной конструкции с разным уровнем комплектации и автоматизации для обслуживания различного поголовья животных.

Доильное оборудование S.A.C. Для машинного доения коров при беспривязном содержании поставляются следующие типы доильных залов (в различной комплектации и уровнем автоматизации):

“Елочка” (типоразмерный ряд от 22 до 220);

“Автотандем” (типоразмерный ряд от 12 до 28);

“Параллель” (типоразмерный ряд от 23 до 225);

“Карусель” (на 24, 26, 28, 30, 32 и 34 доильных места);

“Полигон” (в различных вариантах исполнения).

Для доения коров при привязном содержании поставляется доильная установка с молокопроводом, комплектуемая оборудованием, используемым для оснащения доильных залов.

Доильное оборудование Westfalia Landtechnik. Для машинного доения коров при беспривязном содержании поставляются следующие типы доильных залов (в различной комплектации и уровнем автоматизации): “Елочка”, “Автотандем”, “Параллель”, “Карусель”.

Для доения коров при привязном содержании по желанию заказчика поставляются доильные установки со сбором молока в доильные ведра и молокопровод модульной конструкции, различной комплектации и разным уровнем автоматизации.

Одной из характерных тенденций развития молочного скотоводства в последнее время является появление в некоторых странах Западной Европы животноводческих ферм с полной автоматизацией основных технологических операций. Ключевым звеном в технологии производства молока на таких фермах является автоматизированная система доения (АДС) или, как ее еще называют, - доильный робот. На рынок поставляются доильные роботы двух видов: один - доильный бокс, обслуживаемый одной рукой робота; другой - многобоксовая конструкция тандемного типа, обслуживаемая одной рукой робота.

Для определения месторасположения сосков вымени и надевания доильных стаканов используются лазерные датчики, ультразвуковые устройства, оптические системы, сенсорные датчики. Современный уровень развития микропроцессорной техники и эффективное использование ЭВМ позволяют успешно решать эту задачу в подавляющем большинстве случаев.

Лидерами рынка автоматизированных систем доения по техническому уровню и объемам производства являются нидерландские фирмы “Lely” и “Prolion”, хотя производство доильных роботов освоили и другие фирмы-производители оборудования для молочного скотоводства.

Эффективность роботизированных систем доения заключается в автоматизации индустриального производства (исключение затрат ручного труда, повышение интенсивности использования оборудования и т.д.) и достижении технологического эффекта путем создания физиологически более благоприятных условий для молочного скота. При этом возникает практически новая технология, основная суть которой заключается в самообслуживании животного и которая оставляет корове право на свободу выбора срока и числа посещений доильного бокса.

В отличие от традиционных животноводческих помещений применение доильных роботов требует иной организации технологического процесса производства молока с соответствующей планировкой коровника. Только путем целесообразного размещения функциональных зон в животноводческом помещении возможно достижение необходимой эффективности использования преимуществ доильного робота. В настоящее время используют три формы организации движения коров в помещении: свободное, управляемое с возможностью последующего отбора животных и управляемое с предварительным и последующим отбором животных. Управляемое движение коров рекомендуется использовать на начальных стадиях внедрения автоматизированной доильной системы на ферме, а в последующем - переходить на свободное. При большом поголовье скота рекомендуется проводить разделение стада на группы, что увеличивает частоту посещения робота коровами, благотворно сказывается на режиме кормления животных.

Технологический расчет доильных установок.

Циклом доения называется сумма времени, затрачиваемого на обслуживание коровы, времени доения и времени непредвиденных простоев, т.е.

, мин/кор,

где - время машинного доения коровы (= 4-5 мин);

- время обслуживания коровы (включает в себя время впуска и выпуска коровы из станка, подмыв вымени, сдаивание первых струек молока, переноса доильного аппарата, надевания и снятия доильных стаканов, додаивания коров).

- время непредвиденных простоев. Обычно оно не превышает 15% от .

Тогда , мин/кор.

Производительность доильных установок (кор/ч):

а) доильные установки типа АДМ

,

где - количество доярок, одновременно работающих на установке

( = 4-8 чел);

- число аппаратов с которыми работает одна доярка (А = 2-3);

- цикл доения ( мин/кор).

б) доильные установки типа “Тандем”

,

где - число станков на доильной установке;

- цикл доения ( мин/кор).

в) доильные установки типа “Елочка”

,

где - рациональное количество скотомест в одном групповом станке (= 3-4);

- цикл доения ( мин/кор)

г) доильные установки конвейерного типа

,

где - время одного оборота доильной платформы, мин (t = 7-8,5 мин);

- количество работающих доильных аппаратов.

Число доильных аппаратов потребных для обслуживания всех дойных коров на ферме (m_д.к.) равно:

,

где - среднее время доения 1 коровы, мин;

- общая продолжительность дойки, ч.

Оптимальное число аппаратов, с которыми может работать 1 доярка:

,

где - время машинного доения коров, мин;

- время, затрачиваемое на ручные операции, мин.

Величину можно принять:

а) при доении в ведра - = 3-4 мин;

б) при доении в молокопровод - = 2-3 мин;

в) на установках типа “Елочка” - = 0,8-1 мин.

Величина = 4-6 мин.

4. Уход за доильным оборудованием

Бескомпромиссная молочная гигиена является обязательной предпосылкой для производства качественного молока. Только на стерильно чистой доильной установке можно получить сырое молоко высшего качества с наименьшим количеством бактерий.

С целью поддержания требуемого санитарного состояния системы доения необходимо выполнять определенные правила ухода, используя при этом моющие средства.

Требования к моющим средствам: обладать высокими моющими свойствами; быть безвредными для здоровья человека; не изменять свойств молока; не разрушать материал оборудования; быть дешевыми и удобными в эксплуатации.

В качестве моющих средств используются высокощелочные моющие средства (основная часть - едкий натрий NaOH); умеренно-щелочные моющие средства; нейтральные моющие средства и кислые средства (раствор азотной, соляной и уксусной кислот) для удаления молочного камня.

К дезинфицирующим средствам относятся: хлорная известь, гипохлорит натрия, гипохлорит кальция, хлорамин Б.

Процесс ухода включает следующие операции: ополаскивание оборудования чистой водой; промывка моющими растворами; ополаскивание; дезинфекция; ополаскивание.

Отечественные автоматизированные доильные установки типа “Тандем” и “Елочка” комплектуются автоматом промывки, обеспечивающим выполнение следующих этапов: 1 - преддоильное прополаскивание в циркуляционном режиме; 2 - преддоильная просушка линии; 3 - последоильное прополаскивание; 4 - промывка моющим раствором в циркуляционном режиме; 5 - прополаскивание системы; 6 - просушка.

Заслуживают внимания автоматы промывки, разработанные компанией “Westphalia Landtechnik” на базе современных энергосберегающих технологий. Общий вид таких автоматов показан на рисунке 7.

Автомат “Envistar” в стандартном исполнении имеет преимущества на доильных установках типа “Молокопровод” с использованием небольшого количества воды в фазе основной промывки. Благодаря электронному управлению он приспособлен к доильной установке любого типа и размера, экономит время и моющие средства.

Автомат “Envistar” со штабельной промывкой обеспечивает существенную экономию воды и электроэнергии за счет многократного (до 13 раз) использования моющего средства.

Рис.7. Общий вид автоматов промывки “Envistar”

ЛИТЕРАТУРА

1. ЭБС Университетская библиотека ONLINE: Хазанов Е.Е. Технология и механизация молочного животноводства / Е.Е. Хазанов, В.В. Гордеев, В.Е. Хазанов. - Изд-во “Лань”, 2010. - 352 с.

2. ЭБС Университетская библиотека ONLINE: Федоренко И.Я. Ресурсосберегающие технологии и оборудование в животноводстве / И.Я. Федоренко, В.В. Садов. - Изд-во “Лань”, 2012. - 304 с.

3. ЭБС Университетская библиотека ONLINE: Востроилов А.В. Практикум по животноводству : учебное пособие. - СПб.: Издательство "ГИОРД", 2011. - 368 с.

4. Технологическое и техническое обеспечение процессов машинного доения коров, обработки и переработки молока / Авт.-сост. В. И. Трухачев, И. В. Капустин, В. И. Будков, Д. И. Грицай. - Ставрополь : АГРУС, 2012. - 292 с.

5. Дегтерев, Г. П. Технологии и средства механизации животноводства : учеб. пособие для студентов вузов по специальности 311400 "Технология пр-ва и перераб. с.-х. продукции" / Г. П. Дегтерев. - М. : Столичная ярмарка, 2010. - 384 с. - (Учебники и учебные пособия для студентов вузов. Гр. УМО).

Размещено на Allbest.ru