Простейшая доильная машина. Доильные аппараты

Доильные аппараты и доильные установки

Физиологические основы машинного доения коров

 

       Современный этап развития систем машинного доения характеризуется интенсивным повышением технического уровня доильного оборудования, появлением принципиально новых конструкций доильных установок и доильных аппаратов, расширением использования автоматизированных элементов в традиционном оборудовании.

Одновременно с разработкой новых систем для доения коров ученые и специалисты интенсивно изучают все аспекты, связанные с применением систем машинного доения: физиологические его основы, селекцию коров по свойствам вымени и скорости молокоотдачи, рациональные основы эксплуатации и обслуживания доильного оборудования и др.

Функция молокообразования и отдачи молока при доении аппаратами связана с физиологическими процессами органов размножения и обусловлена нейрогуморальной регуляцией.

От размеров и формы вымени коровы, его физиологических функций зависит удой, скорость выдаивания и возможность применения машинного доения. Вымя коровы состоит из четырех, обычно неравномерно развитых долей одинакового строения, каждая из которых заканчивается соском. Во внутреннем строении вымени различают строму (соединительную ткань) и паренхиму (железистую ткань). Строма в виде своеобразного ячеистого мешка является остовом и вместилищем для паренхимы. В строме находятся кровеносные сосуды и нервные стволы, обеспечивающие нормальную работу вымени.

    Паренхима состоит из альвеол (пузырьков) и отходящих от них трубчатых протоков. Внутренние стенки альвеол выстланы железистым эпителием, клетки которого вырабатывают молоко. Мелкие ходы, соединяясь, образуют каналы средней величины, которые в свою очередь образуют более крупные молочные протоки. Последние сообщаются с полостью соска - молочной цистерной. Альвеолы, выводные протоки, молочные ходы имеют соединительно-тканную оболочку и слои гладких мышечных волокон. В паренхиме очень много кровеносных и лимфатических сосудов и нервных окончаний. Кровеносная система состоит из крупных и мелких артерий, распадающихся на густую сеть капилляров, по которым к молокообразующим клеткам поступают кислород и питательные вещества. С кровью к секреторным элементам вымени поступают гормоны, регулирующие процессы образования и отдачи молока. Оттекая от капилляров и собираясь в венозной системе, кровь уносит из вымени углекислоту и продукты жизнедеятельности организма. Считают, что для образования 1 л молока через молочную железу (паренхиму) должно пройти около 500 л крови. Вся кожа вымени, особенно сосков, также пронизана огромным количеством мельчайших нервных окончаний.

       В результате постоянно протекающего процесса молокообразования, молоко накапливается в вымени, причем перед доением основная его масса (80 -90 %) находится в альвеолах. После заполнения альвеол и молочных ходов молоко поступает в средние и крупные протоки, а затем в цистерны. При доении сфинктер соска рас­крывается, опорожняется цистерна, затем протоки, а в заключение — альвеолы.

Выделение молока из альвеол — сложный рефлекс, вызываемый как безусловно-рефлекторным путем, т. е. воздействием раздражителей (теплоты, поглаживания, давления) непосредственно на рецепторы нервной системы вымени, так и действием условно-рефлекторных стимулов, воспринимаемых другими анализаторами внешних раздражителей (слух, зрение, обоняние). Отдача молока регулируется нервными импульсами, идущими от кожи, например при обмывании вымени теплой водой перед доением, при массаже, а также связана с раздражением нервных окончаний переполненной молоком цистерны (рефлекторный путь регуляции). В результате многократного доения в постоянных условиях на ферме и совпадения по времени акта доения с определенными факторами внешней среды (место, раздача концентратов или других кормов, подготовка вымени к доению, надевание доильных аппаратов, запуск в работу вакуум- насоса и др.) у коров формируются условные рефлексы молокоотдачи и вырабатывается устойчивый стереотип поведения при машинном доении.

    Выведение молока из вымени коровы зависит также от выделения в кровь продуктов деятельности желез внутренней секреции, в частности гормона задней доли гипофиза (железы головного мозга) - окситоцина. Нервный импульс, поступая в молоковыделительный центр головного мозга, подает команду в гипофиз, который выделяет окситоцин. Через 20 - 30 с окситоцин с кровью доставляется в вымя и вызывает сокращение мышечных клеток звездчатой формы, которые окружают альвеолы. В результате накопленное в альвеолах и мелких протоках молоко выжимается и попадает по молочным протокам в цистерны вымени, т. е. происходит молокоотдача или «припуск молока». Однако, время припуска, или иначе время действия окситоцина весьма ограничено и для разных коров составляет примерно 4-6 мин.

    После того как окситоцин разрушится, сжатие альвеол прекращается, и, если в них осталось молоко, то выдоить его аппаратом практически невозможно. Это следует учитывать при групповом доении коров.

    На групповых и поточных доильных установках необходимо путем соблюдения технологии доения добиваться проявления устойчивого рефлекса молокоотдачи у всех коров в течение не более чем 40 сек. с момента начала подготовки их к доению.

    Если на комплексе или ферме нарушаются привычные условия доения (стереотип), например изменяется время начала доения, нет концентратов или они низкого качества, изменяется также частота пульсаций доильных аппаратов, вакуум и т. д., то может произойти торможение в молоковыделительном центре мозга коровы, и тогда гипофиз не получит необходимого сигнала на выделение окситоцина или этот сигнал будет слабым. Поэтому молокоотдача будет проходить вяло, и, чтобы полностью выдоить молоко, потребуется дополнительный массаж вымени, а это не отвечает требованиям машинной технологии.

При подмывании вымени холодной водой, а также если животное напугано или испытывает боль, может наступить не только торможение рефлекса молокоотдачи, но и полное ее прекращение. В этом случае нервная система животного выделяет гормон адреналина, который суживает кровеносные капилляры вокруг альвеол и мелких молочных протоков. В результате действие окситоцина затрудняется, и рефлекс молокоотдачи угасает.

    Из всего сказанного следует выделить два основных требования. Первое и самое важное — выработать у коровы устойчивый рефлекс молокоотдачи. Для этого необходимо с первых дней отела приучить ее быстро и полностью отдавать молоко при доении машиной. Это достигается путем надлежащей подготовки вымени, правильного надевания и снятия доильных аппаратов, а также путем контроля хода доения и правильной эксплуатации доильных установок.

    Второе требование сводится к правильному и своевременному проведению подготовительных операций. Все операции, начиная от подмывания вымени и кончая надеванием доильного аппарата, должны быть закончены не позже чем за 1 мин до начала интенсивного молоковыделения.

    Операции, выполняемые дояром при машинном доении, обусловлены физиологией молокоотдачи. Эти операции следует проводить вне зависимости от типа и конструкции доильных установок строго в соответствии с правилами машинного доения. Сама процедура выполнения всех операций должна быть в процессе каждой дойки совершенно одинаковой не только по последовательности, но и по длительности, т. е. должен быть выработан и постоянно поддерживаться жесткий стереотип машинного доения коров.

    К обязательным операциям относятся: а) подготовительные операции — подмывание вымени теплой водой (40-45°С), его обтирание и массаж, сдаивание первых струек молока, включение доильного аппарата и надевание доильных стаканов на соски, б) заключительные операции — отключение аппаратов, снятие доильных стаканов с вымени и отсасывание из них остатков молока. Машинное доение длится обычно не более 4-6 мин.

    Для профилактики заболевания коров маститом после снятия доильных стаканов соски обрабатывают специальными антисептическими растворами и мазями.

    Пригодность коров к машинному доению включает ряд селекционных показателей: форму, размер вымени и сосков, равномерность выделения молока из четвертей вымени, скорость молокоотдачи и полноту выдаивания.

    На промышленных фермах необходимо создавать сравнительно однородные стада по уровню продуктивности, живой массе, пригодности к машинному доению и другим признакам. Для машинного доения пригодны коровы с равномерно развитым выменем, доли которого выдаиваются за одинаковое время. Допустима разница по времени выдаивания отдельных долей не более 2 мин. для трехтактных доильных аппаратов и не более 1 мин. для двухтактных. Контрольный ручной додой после машинного додаивания не должен превышать 300 мл, а продолжительность доения на разных доильных установках составляет не более 8 мин

    Если у коров нет заболевания вымени, то их рекомендуется доить машинами с первого дня после отела. Для этого родильные отделения оборудуют доильными установками, а доение ведут аппаратом той же марки, что и в последующем на ферме. Первые 6—7 дней (молозивный период) лучше доить в переносные доильные ведра, а позднее — в молокопровод или на доильных площадках. Кратность доения новотельных коров, начиная с первых суток, должна быть такая же, как и в основном стаде. Это позволяет выработать определенный режим доения сразу же после отела и не снижать удой при переводе коров на ферму.

 

Устройство и принцип работы простейшей доильной машины

 

    Несмотря на различные конструктивные исполнения, основными элементами всех современных доильных машин являются: вакуумный насос 7(рис. 1) с электродвигателем; магистральный вакуумный трубопровод 6 с вакуумным баллоном 5, вакуумметром 4 и вакуумным регулятором 3; доильные аппараты 2 с доильными стаканами.

 

Рис. 1. Схема доильной машины: 1 — доильные стаканы, 2 — доильный аппарат, 3 — вакуумный регулятор, 4 — вакуумметр, 5 — вакуумный баллон, 6 — магистральный вакуумный провод, 7 — вакуумный насос.

 

    Характерно, что вся история развития доильных машин, по сути дела, представляет собой непрерывный процесс копирования естественного акта сосания теленком. Этот процесс заключается в следующем. Взяв в рот сосок коровы, теленок плотно охватывает его губами. Во рту при этом образуется вакуум, так как доступ новых порций воздуха туда закрыт. Теленок слегка сжимает сосок, и молоко вытекает в рот. Происходит это потому, что в вымени и внутри соска давление несколько выше атмосферного или равно ему, а кончик соска находится под вакуумом. Под действием разности давлений молоко выталкивается в рот теленка. Когда во рту набирается столько молока, что его можно глотать, теленок сжимает челюсти, впускает в рот воздух и глотает молоко. Далее процесс повторяется.

    В машинах для доения коров использовано действие вакуума, а доильные стаканы, надеваемые на соски, как бы заменяют рот теленка. При этом работа машины заключается в том, что вакуумный насос 7 выкачивает воздух из трубопровода 6, проложенного на ферме, и из доильных аппаратов 2, присоединенных к этому трубопроводу с помощью резиновых шлангов. Разряженный воздух (вакуум) через доильные стаканы 1 воздействует на соски коровы и отсасывает из них молоко. Таким образом, непосредственное воздействие вакуума, сжатие и сосание передается на соски через доильные стаканы.

    Вакуумная система доильной машины предназначена для создания вакуума в доильных аппаратах. В ее состав входят (рис. 2, б) вакуумный насос, вакуумный регулятор 10, вакуум-баллон 12 и система трубопроводов с арматурой.

    Вакуум-насос служит для создания вакуума в системе доильной установки и доильных аппаратах

    Вакуум-баллон превращает пульсирующий вакуум, создаваемый насосом, в равномерный и постоянный. Кроме того, он является резервом вакуума, защищает насос от попадания в него влаги (конденсата), механических и других частиц из вакуум-трубопровода, а также служит резервуаром для сбора воды при промывке вакуум- трубопровода.

    Вакуум-регулятор автоматически поддерживает заданное значение вакуума.

    Вакуумметр измеряет значение вакуума в системе и позволяет визуально (зрительно) оценивать его

    Вакуум-трубопровод с кранами служит для подведения вакуума от насоса к доильным аппаратам (месту доения)

 

Рис. 2. Устройство (а) и работа (б) унифицированной вакуумной установки УВУ — 60/45:

1 — рама, 2 — масленка, 3 — электродвигатель, 4 — глушитель, 5 — стекловата, 6 — корпус глушителя, 7 — корпус (статор), 8 — ротор, 9 — лопатки, 10 — вакуумный регулятор, 11 — вакууметр, 12 — вакуум-балон

    Краны служат для подключения доильных аппаратов к вакуумной системе доильной машины и их отключения.

    Вакуумные насосы бывают ротационные, поршневые и инжекторные. В практике машинного доения коров наибольшее распространение получили ротационные насосы. По конструкции они могут быть лопастными, водокольцевыми, типа Рута и др. В доильных установках применяют ротационные лопастные насосы.

Унифицированная вакуумная установка УВУ-60/45 (рис. 2, а) состоит из ребристого чугунного корпуса 7, ротора 8 с лопатками 9, двух крышек, шкива, масленок и глушителя 4. Насос приводится от электродвигателя 3 (рис. 2, а), установленного на общей раме 1. Ротор расположен эксцентрично к оси корпуса и вращается в ша­рикоподшипниках, уплотненных металлическими шайбами и резиновыми манжетами. В роторе имеются четыре паза, в которых перемещаются текстолитовые термостойкие пластины — лопатки. В средней части крышек имеются выхлопные окна, которые соединены с выхлопной трубой. На конец выхлопной трубы надет глушитель. Корпус б глушителя заполнен стекловатой 5, которая задерживает выброс отработанного масла.

    На насосе установлены две цилиндрические масленки 2. Масло из них самотеком по фитилям поступает в отверстия в крышках насоса и через подшипники и специальные каналы в крышках — в пазы ротора, смазывая поверхности лопаток и торцы ротора. Расход масла регулируют, изменяя число ниток в фитиле. На масленках име­ются отметки верхнего и нижнего уровня масла. При эксплуатации его уровень не должен опускаться за нижнюю отметку. В насосах последних конструкций применена однокорпусная масленка

    Работает насос следующим образом. При вращении ротора 8 центробежная сила выталкивает лопатки 9 из пазов и прижимает их к внутренней поверхности корпуса 7. Так как корпус и ротор расположены эксцентрично по отношению друг к другу, лопатки при каждом обороте по отношению друг к другу совершают возвратно-по­ступательное движение по ходу вращения, в результате чего обеспечивается герметизация изменяющихся объемов пространства между лопатками. Объем между двумя лопатками за один оборот, считая от места наименьшего зазора между корпусом и ротором, сначала увеличивается (при этом во всасывающем патрубке и во всей магистрали создается разряжение), а затем уменьшается (воздух под давлением сжимается и выталкивается через отводную трубу с глушителем)

    При выключении электродвигателя ротор под действием вакуума в системе начинает вращаться в обратную сторону, что может привести к поломке лопаток и выходу насоса из строя. Чтобы устранить это явление, между насосом и вакуумным бал лоном устанавливают предохранитель, который в момент выключения электродвигателя поднимает вверх и перекрывает вакуумную магистраль. Предохранитель соединен с трубами с помощью резиновых муфт.

    Насос работает в двух режимах в зависимости от частоты вращения ротора с подачей 60 или 45 м³/ч, вакуум 53 кПа. Подачу регулируют путем замены шкива клиноременной передачи на валу электродвигателя. Установленная мощность электродвигателя 3 кВт.