Классическая теория машинного доения и новые параметры в условиях добровольного роботизированного доения

Рефлексы молокоотдачи

В начальной стадии процесса доения, в организме самки действуют сложные рефлексы. С некоторым упрощением, можно сказать, что молокоотдача начинается с раздражения вымени, в ходе подготовки животного. От этого сфинктеры расслабляются, гладкие мышцы сокращаются, молоко выводится из протоков и цистерн. Проходит еще немного времени и, под действием окситоцина, звездчатые клетки сжимаются вокруг альвеол. Альвеолы сокращаются, продукт выдавливается в цистерны и протоки. Самое время подставлять ведро (если это фермерское хозяйство) и заполнять молочные бидоны. Хотя, даже если доение проведено по всем правилам, то в вымени все равно остается около 10-15% сырья с жирностью от 9 до 12%. Поэтому корову надо додаивать.

Рефлексы молокоотдачи лактирующих животных со временем вырабатываются, в зависимости от влияния окружающей обстановки. Буренка привыкает к тому, что перед доением начинает шуметь оборудование, появляется доярка, происходят другие повторяющиеся события. Они становятся условными раздражителями со знаком «плюс». Под их действием сжимаются альвеолы, начинает выделяться гормон окситоцин. Другие факторы, такие как изменение привычной обстановки, громкие звуки и прочее, действуют отрицательно, тормозят рефлексы. Поэтому в коровнике должно быть тепло и сухо, необходимо соблюдать тишину и не нарушать заведенный распорядок.

Количество доений

Если бидоны для молока заполнены – это хорошо. Когда их много – это прекрасно. Но это не значит, что, чем чаще доить корову, тем лучше. Число доений в день выбирается так, чтобы не затормаживалось молокообразование и вымя успевало заполняться. В большинстве случаев это происходит 2 – 3 раза. Для новотельных и высокопродуктивных животных – 3-4 раза. Перед запуском корову доят реже, до полного прекращения.

Если в стаде подобраны самки с небольшой емкостью вымени, то нередко бывает, что трехкратное доение дает возможность получить на 10% молока больше, чем двукратное. Для животных с большим выменем это не характерно. С другой стороны, затраты труда при двукратном доении на 25-30% ниже, чем при трехкратном.

Технология доения коров при помощи доильного аппарата

Технология машинного доения коров должна основываться на индивидуальной молокоотдаче, которая регулируется рефлексами буренки, а также деятельностью ее нервной системы. Процесс дойки состоит из:

1. Подготовки вымени буренки,
2. Подготовки оборудования для дойки,
3. Доения,
4. Мытья оборудования для дойки,
5. Мытья вымени буренки.

Стандартная подготовка коров к машинному доению заключается в обмывании и протирании сосков и всего вымени. Обычно сразу после этого буренки готовы к молокоотдаче — это можно определить по заметному набуханию сосков. Если этого не произошло — дояру необходимо сделать небольшой массаж: пальчиками следует обхватить нижнюю части вымени и, поглаживая, потянуть по направлению к соскам. Перед тем, как надеть стаканы для дойки, лучше вручную сдоить со всех сосков по несколько молочных струек.

Это позволит определить состояние вымени, освободить молочные каналы от возможных бактерий, а также отследить первые признаки появления мастита.

После того, как вымя подготовлено, необходимо надеть стаканы, и включить оборудование. Очень важно не допустить образование подсосов. Для этого стаканы для дойки нужно немного приподнимать с одновременным перегибанием молочной трубы. Подсос опасен тем, что снижает вакуум внутри трубки, что приводит к ухудшению работы всего аппарата. Если стаканы надеты правильно — аппарат работает бесшумно: не слышно никаких посторонних шипений или хлюпаний.

Немного истории

Старинное фото — доение коровы вручную

Ранние попытки доения коров представляли собой использование различных методов. Около 380 года до нашей эры, египтяне, наряду с традиционной ручной дойкой, присоединяли соломинку пшеницы к соску коров. Доильную установку впервые применили в 1851 году, хотя попытка была не совсем успешной.

Для стимуляции дальнейших изобретений Королевское сельскохозяйственное сообщество Англии объявило вознаграждение за представление безопасной доильной машины. В конце XIX века в Шотландии разработали машину с вакуумным насосом, приводимую в движение с помощью парового двигателя. Этот агрегат, наряду с внедрением двойного доильного стакана, привел к автоматизированному доению животных. С начала XX века принцип машинной дойки укоренился в молочной промышленности.

Доильный стакан

Способы машинного доения

Все современные доильные установки работают по принципу, схожему с сосанием теленка. Они не выжимают молоко, а отсасывают. Основная разница между аппаратами, предназначенными для дойки коров, не в принципе работы, а в способе. Так, различают устройства с двумя и тремя рабочими тактами, и с доильным стаканчиком однокамерным или двухкамерным.

Двухтактное устройство с однокамерным стаканом

Данный аппарат работает так: первый такт обеспечивает откачивание воздуха до образования вакуума в подсосковой области. Разность давления поддерживается в течение полсекунды. Это приводит к тому, что сосок вымени вытягивается, концом упирается в конус доильного стакана, сфинктер дает сигнал к открытию, и молоко выбрызгивается из соска. Второй такт работы аппарата обеспечивает нормализацию давления. Сосок вымени принимают свою нормальную форму и положение. Такты имеют свое название. Первый именуется тактом сосания, а второй — отдыха. Оба такта составляют один единый цикл пульсации. Число пульсаций зависит от мощности и модели аппарата, но обычно составляет от тридцати до шестидесяти в минуту.

Плюсы аппарата:

• Правильно подобранные размеры доильных стаканчиков не оказывают негативного влияния на здоровье буренки,
• Доильные стаканчики нужного размера не влияют на кровообращение,
• Простота и надежность,
• Простой и легкий уход за оборудованием.

Минусы оборудования:

• Буренка не всегда выдаивается полностью,
• Необходимость иметь несколько стаканчиков разных размеров для разных буренок.

Двухтактный аппарат с двухкамерным стаканом

Данный тип стаканчика отличается двойными стенками. Более твердая — наружная — изготавливается обычно из металла. Внутренняя — мягкая, из специальной резины, а между стенками расположена герметичная камера, соединенная с пульсатором. Работа данной модели стакана имеет свои отличия.

Во время первого такта воздух из камеры между стенками откачивается, и образуется вакуум. Внутри резиновой камеры поддерживается постоянный вакуум, вне зависимости от тактов и пульсации. Когда вакуум внутри резиновой камеры равняется вакууму межстенного пространства, происходит высасывание молока. Когда наступает черед такта сжатия, в пространство между стенками поступает воздух, что приводит к нормализации давления. Под воздействием нормального давления резина сжимается, и это сжатие прерывает поступление молока.

Количество ежеминутных пульсаций зависит от модели. Чаще всего встречаются модели доильного аппарата с числом пульсаций от 35 до 60, но можно найти и более мощные, с числом пульсаций до 180. Большее число пульсаций повышает эффективность доения, но и увеличивает рабочий расход воздуха.

Плюсы аппаратов:

• Возможность использовать один размер доильных стаканчиков для нескольких животных,
• Более качественное и быстрое выдаивание.

Минусы аппаратов:

• Во время такта сосания отмечается нарушение кровообращения в сосках,
• Наползание стаканчиков на вымя буренки, что приводит к неполному выдаиванию,
• Передержка стаканчиков на вымени уже выдоенной буренки может привести к болезням вымени,
• Частая замена резиновых деталей.

Аппараты с трехтактной системой работы

Современные трехтактные установки для дойки буренок имеют только двухкамерные стаканчики. Принцип работы такого устройства сочетает в себе плюсы работы двухтактных устройств с двумя видами стаканчиков.

Трехтактный аппарат имеет не только такты сжатия и сосания, но и дополнительный такт отдыха. Время на еще один такт найдено за счет уменьшения продолжительности такта, сжимающего коровий сосок. Такт сосания образует в подсосковой области разность давления, последующий сжимающий такт — вакуум, а во время третьего такта — такта отдыха — давление нормализуется, что обеспечивает восстановление кровообращения.

Особенности данного аппарата:

• Нет угрозы кровообращению,
• Нет наползания стаканчиков на вымя буренки,
• Нет угрозы здоровью животного, даже если стаканчики останутся на время на уже выдоенной корове,
• Возможность полностью выдаивать коров с разной молокоотдачей.

Недостатки:

• Частая замена резиновых деталей,
• Больший расход электроэнергии.
• Приучение коровы к доильному аппарату

В машинном доении очень важную роль играет и то, как корова относится к доильному аппарату. Поэтому перед тем, как доить буренку специальной техникой, ее необходимо приручить и приучить к оборудованию.

Механизированный массаж вымени

Чтобы выдаивание было более полным, а процесс доения – непрерывным, на современном доильном оборудовании предусмотрена возможность механизированного массажа вымени. Управление осуществляется с помощью электроники.

Раздражение нервных рецепторов, расположенных на коже вымени, происходит через тактильные воздействия. Они образуют комплекс предварительных операций: ручной массаж, обмывание, сдаивание первых струй, подсоединение стаканов. А также – вследствие пульсирования сосковой резины, которое происходит уже во время доения. Чтобы стимуляция перед надеванием стаканов была оптимальной, она должна продолжаться не менее 1 минуты. Так как перечисленные операции делаются вручную, то надо сократить их продолжительность – иначе не получится поднять производительность труда на автоматизированном комплексе. Но в этом случае неизбежно возникает дефицит стимуляции. Компенсировать его можно только одним способом – усилением стимулирующего воздействия сосковой резины. То есть, роль раздражителя передается от человека к машине. Для практической реализации, применяется технология Импульса АПФ. Увеличение частоты пульсирования сосковой резины в течение всего процесса доения до 200 двойных тактов ежеминутно интенсивно раздражает рецепторы и обеспечивает максимальное выдаивание и заполнение молочных фляг.

Благодаря Импульсу АПФ, можно с минимальными затратами обеспечить тактильное раздражение вымени от начала до конца доения. В результате, ручная стимуляция в предварительной фазе становится ненужной. Таким образом, возрастают надои молока, оператор обслуживает больше животных.

Несколько простых советов о том, как приучить корову к доильному аппарату

• Проявление терпения,
• Соблюдение режима,
• Приучение к оборудованию,
• Приучение к доильному станку,
• Индивидуальный подход.

В домашних условиях приучение коровы к доильному оборудованию должно происходить постепенно. Лучше всего начинать приручение за несколько месяцев до отела. Первый шаг — поглаживание вымени, далее — легкий массаж. Когда буренка станет нормально относится к процедурам — можно начинать приучать к обмыванию вымени и протиранию. В процессе приучения очень важно соблюдать режим. Все процедуры, как приучить корову к доильному аппарату, должны проводиться в одно и то же время и лучше, если это время будет совпадать со временем последующей дойки.

Приученных к подготовительным процедурам буренок знакомят с аппаратом. Сначала следует познакомить корову с видом и издаваемым шумом. Обычно коровы перестают реагировать на раздражитель через два -три дня. Под шум работающего аппарата следует сделать массаж вымени, обмыть его и протереть. Можно попробовать сделать несколько доильных движений.

Многие фермеры для доек используют специальные станки. Для того, чтобы животное чувствовало себя комфортно, необходимо заранее приучить его к новому помещению.

На протяжение нескольких дней корову необходимо заводить в станок, оставлять на привязи на определенное время, затем выводить. В первые дня два можно повесить на бортик станка кормушку с сеном — это облегчит задачу. Когда корова станет нормально заходить и стоять в станке — приносят доильный аппарат и повторяют обучение.

Доить аппаратом можно начинать тогда, когда корова спокойно реагирует на все манипуляции. Перед машинной дойкой рекомендуется подоить немного вручную. Если корова молодая и это ее первый отел, то лучше на время первых доек оставлять телёнка рядом — так животное будет более спокойным. Также рекомендуется во время первых доек иметь помощника, который будет подбадривать буренку лакомствами.

Важный момент: коровы обладают индивидуальными особенностями характера.

Некоторые привыкают к доильному аппарату через несколько дней, другие — через пару недель, а третьи — проявляют агрессию к доильному оборудованию и отказываются доиться машинным способом. Если корова выказывает свое недовольство и нежелание даже через продолжительное время, не стоит пытаться приучить ее к аппарату. Это может спровоцировать не мало опасных ситуаций.

Дальнейший путь прогресса

Дальнейший путь прогресса в этом направлении – создание «интеллектуальной фермы», в которой кроме доения, будет автоматизирован ряд других работ, прежде всего, наиболее тяжелых и неприятных, таких как уборка навоза. Машине можно поручить такую работу как кормление животных, контроль за их состоянием и даже управление стадом.

Системы динамического кормления (например, модуль DLM, система управления Т4С робота Astronaut A4 компании Lely) дают возможность автоматически определять экономически целесообразную норму выдачи корма каждой корове, исходя из результата ее же последнего доения. А логическим завершением стали системы контроля работы всего оборудования, состояния животных, комфортности условий их содержания и так далее. Например, в Германии для оценки состояния коров была разработана система Cows and More с одноименной программой для планшета, который контролирует работу системы.

Речь идет не только о поломках самих механизмов и агрегатов, но и качестве молока. Его изменения могут свидетельствовать о болезни коровы, и об этом тоже предупредит робот, даже с помощью смс на ваш телефон. Он же и отделяет молоко от больной коровы – с кровью (при мастите), насыщенное антибиотиками в результате лечения и так далее.

Но вот решать задачу подгона стада без участия человека пока удается плохо, так что, несмотря на весь технический прогресс, ковбоев пока рано списывать в запас. По подсчетам профессора Лейпцигского университета, доктора Герхарда Шляйтцнера, чтобы загонять на дойку 90 коров в час, нужно не менее трех человек ежедневно, не менее четырех человеко-часов на корову в год.

Правда, работа в этом направлении ведется. Например, в молочном хозяйстве «Гёргсдорф» (федеральная земля Бранденбург) тестируется управляемая с помощью компьютерной программы система подгона. В ней коровы одной группы направляются из сектора отдыха через центральный коридор к накопителю. Выдоенные же коровы от доильной установки автоматически перенаправляются в сектор отдыха. Вообще, перспективное направление – интеллектуальные сортировочные ворота, которые пропускают или на дойку, или на обработку, или назад в коровник.

Кроме этого, большинство доильных роботов работает по системе добровольного доения, когда корова сама идет в зону доения. В этом случае ворота доильного робота срабатывают на приближение цифрового идентификатора коровы, открывая ему вход в установку, где животное также получат порцию концентрированного корма, как вознаграждение. Чтобы коровы, для которых концентрированные корма, как сладости для детей не ходили каждый час на доение, компьютер не пускает животных в зону доения следующие 5-8 часов. Оператору же удобно следить за стадом, так как система сама сигнализирует о животных, которые долго не приходили на доение, что может сигнализировать как о болезни, так и банальной лени животного, которое в данном случае на доение пригоняет менеджер стада.

Правила доения коров

Существуют специальные правила машинного доения коров, о которых нужно помнить всегда:

• Регулярность проверки здоровья вымени и сосков,
• Соблюдение режима доения. Если буренок несколько — первыми доят недавно отелившихся, затем молодняк, после них — высокомолочных, последними — буренок с трудной отдачей молока,
• Проверка на наличие хлопьев или примеси крови первых порций молока,
• Тщательная очистка вымени буренки,
• Регулярность проверки вакуума внутри доильных стаканов,
• Быстрое прикрепление подвесных частей аппарата к доильным стаканам,
• Недопустимость передаивания,
• Своевременность отключения аппарата и снятие доильных стаканов,
• Дезинфекция сосков и вымени после каждой дойки,
• Промывка доильного оборудования после каждого доения,
• Правильное охлаждение выдоенного молока,
• Регулярность контроля качества молока,
• Регулярность проверок состояния доильного аппарата.

Какие бывают ошибки?

На первый взгляд ничего сложного в доении нет, главное, чтобы корова не сердилась и не пугалась. Но есть мелочи, которые могут навредить молокоотдаче.

Ошибки при ручной дойке

Большинство ошибок связано с режимом и техникой доения:

1. Нарушение привычного режима доения – может привести к маститу, сепсису, смерти.
2. Неполное опустошение вымени. Оставление молока в сосках – снижается его качество.
3. Заход к корове с левой стороны. Подходить нужно справа.

Уход за доильным оборудованием

Правильный уход за доильным аппаратом позволит не только продлить срок его службы, но и избежать многих проблем со здоровьем буренки. Уход за оборудованием подразделяют на ежедневным и периодический.

Ежедневный уход

Перед каждой новой дойкой аппарат необходимо промыть. Мойка аппарата осуществляется пропусканием через него горячей водой (температура более 90 градусов). Это обеспечивает не только хорошую дезинфекцию, но и прогревает доильные стаканы. Во время мойки проверяется и исправность, и число пульсаций. После того, как дойка завершена, оборудование следует промыть теплой водой, после чего горячим раствором моющих средств.

Лучше, если на ферме имеется система циркуляционной промывки. В таком случае мойка проходит так:

1. Пять минут промывание теплой водой,
2. Пятнадцать минут промывание горячим раствором,
3. Десять минут промывание теплой водой.

Промыть оборудование можно и вручную, опустив доильные стаканы в ванну или ведерко с водой. Включенный аппарат начнет прокачивать воду через все шланги и системы. Если есть возможность, после каждой дойки следует проводить дезинфекцию оборудования 0,1% раствором хлорной извести или гипохлорита кальция.

Периодический уход

Раз в неделю аппарат необходимо разобрать и тщательно промыть все составляющие в горячем растворе любых доступных моющих средств. Модели импортного производства часто имеют встроенную систему очистки, которая достаточно эффективно освобождает оборудование от загрязнений, поэтому импортные модели можно разбирать и чистить раз в месяц.

Все резиновые детали необходимо выдержать не менее получаса в горячем моющем растворе, а затем хорошо промыть под горячей проточной водой. Сосковую резину необходимо менять каждые две недели, а снятые детали хранить в темном и сухом месте.

Масло для доильного аппарата

Если тип двигателя доильной установки масляный, то требуется периодическая доливка и регулярная полная замена масла. Существуют специальные марки масла, разработанные для доильного оборудования — Milking Mashine, Chempioil Super, но оно отличается высокой ценой. Для большинства моделей подходит веретяное масло или обычное машинное масло, можно использовать и вертолетное масло, и индустриальное, и гидравлическое.

Заливать масло необходимо в специальную масленку и под кожух корпуса. Перед использованием аппарата нужно также залить немного масла в редуктор. При еженедельной чистке рекомендуется также смазывать маслом кожаную чашу вакуумного насоса — это не только улучшит герметизацию, но и снизит трение и износ деталей.

Доливать масло необходимо каждую неделю, а полностью менять — раз в месяц.

Чтобы сменить масло — разберите аппарат, слейте старое из масленки, и после того, как масленка просохнет — лейте новое масло до установленной внутри отметки.

Плюсы и минусы

Как и любая другая техника, доильное оборудование имеет как положительные стороны, так и некоторые недостатки. Рассмотрим преимущества такой техники:

1. Не требуется большой персонал дояров, в разы сокращается использование рабочей силы (примерно на 20-25%). Благодаря этому достигается существенная экономия в хозяйстве. Достаточно всего лишь нескольких работников, которые обеспечат контроль за процессом доения и чистоту в помещении. Для работников наличие аппарата машинного доения на 35% освобождает время.
2. Машины улучшают качество доения, причем это совершенно не зависит от того, какой аппарат используется. Коровам подходит режим машинного доения. Из-за этого такие агрегаты широко используются не только на крупных фермах, но и в частных хозяйствах с небольшим количеством скота.
3. Освоить работу с доильными машинами может каждый. Если придерживаться рекомендаций, то никаких проблем не возникнет. На это уйдет не более получаса времени.
4. Быстрая окупаемость оборудования — несомненный плюс. Она составляет около полугода. При правильном использовании техники дальнейших затрат не потребуется. Исключение составляют плановые осмотры.
5. С помощью доильных аппаратов легче раздаивать корову, которая отелилась первый раз.
6. Молоко, полученное с помощью доильных аппаратов, можно сразу же использовать в пищу, так как оно стерильное.
7. На продукцию, получаемую с использованием аппаратов машинного доения, легче получить сертификаты, необходимые для ее продажи.

Есть так же и недостатки:

1. Достаточно высокая стоимость некоторых видов подобных устройств.
2. Большой выбор, что сильно усложняет покупку. Перед тем как приобретать какой-либо аппарат, желательно увидеть его в действии, чтобы понять, подойдет ли он для конкретного хозяйства.

Сколько это стоит?

На сегодня уже все крупные производители доильного оборудования предлагают минимум одну собственную автоматизированную систему. Более половины всех доильных систем проданных в Германию, Швецию и Данию за последние два года — роботы. А в Финляндии 80 % новых аппаратов – автоматические установки.

Оценка объема рынка установленных на молочных фермах в 2016 году доильных роботов составляет $1,9 млрд. По мнению немецких специалистов, к 2025 году роботы будут доминировать на фермах с поголовьем от 50 до 250 коров.

Таких в ЕС порядка 126 тысяч, и более 2 млн фермеров со стадом менее 50 голов. В более крупных хозяйствах использовать роботов нецелесообразно: пропускная способность одного бокса – в среднем 55–70 голов, а самый высокопроизводительный робот GEA Farm Technologies имеет пять боксов. При этом один роботизированный пост доения с выстраиванием инфраструктуры движения животных в коровнике, бункерами кормления, программой управления и селекционными воротами обойдется (в средней комплектации) в сумму около 150–200 тыс. евро.

Для стада от 1000 голов сумма затрат на одну корову выходит такая, что доильный зал типа «карусель» или «параллель» получается экономичнее. То есть на ферме, насчитывающей более 500-700 голов, доильные роботы считаются нерентабельными.

При этом в ЕС проявляется не сильная, но все же заметная тенденция роста численности стада. По данным компании Dairymaster, в течение последних двух лет количество предприятий, содержащих более 200 коров, увеличилось на 3%. Если тенденция сохранится, тогда существующий рост продаж доильных роботов скоро сменится застоем, если, конечно, не будут предложены принципиально новые технические решения.