Молочна ферма, користуючись термінологією машинобудівників, це фабрика виробництва молока, у якій засобом виробництва є корова. Особливість виробництва молока у тому, що вироблений продукт перебуває у певному сховищі — вимені корови.
Вилучення молока із цього сховища є складним технологічним процесом під назвою «доїння».
Виконуючи цей процес, людина взаємодіє з коровою за допомогою певних технічних засобів під назвою доїльного обладнання.
З вказаного вище сховища не можна взяти молоко, як з бочки відкривши кран, у корови має статися нейрогуморальний рефлекторний процес, який прийнято називати «припуском».
Час, за який відбувається цей процес, називають «латентний період». У лабораторних умовах він проходить протягом 60-90 секунд. Але при заході на доїльну установку тривалість латентного періоду має випадковий характер і може становити від «0» до «90» секунд. Можливість повністю вилучити секретоване у вимені молока, не завдаючи шкоди здоров’ю корови, залежить від того, наскільки в потрібний момент ми встановили доїльний апарат.
Оскільки тривалість латентного періоду має випадковий характер ніякими організаційними прийомами зловити цей момент неможливо. Почнемо доїти передчасно, завдамо шкоди здоров’ю корови, почнемо доїти із запізненням, не вилучимо все молоко, яке було секретовано.
«Припуск» може здійснюватися у відповідь на рецепторні подразники і триває до 90 секунд або умовно рефлекторно і триває кілька секунд. Нами встановлено, що на доїльний зал «Ялинка» 2х12 після заходу 12 корів у середньому 4 вимагають негайного одягання доїльного апарату, 3 мають двопіковий припуск і вимагають одягання апарата через 45 секунд, 5 вимагають одягання доїльного апарату через 30 секунд.
Реально розпочати доїння оптимально неможливо. При дослідженні ми фіксували коли корові доїльний апарат встановлювали із запізненням до 180 сек., тобто 3 хвилини з 6 коли діє окситоцин вже пройшли ця корова повністю видоєна не буде. Або навпаки протягом 30-40 секунд після одягання доїльного апарату молока немає. За стандартного режиму роботи доїльного апарату це шкідливо корові.
Ми поставили завдання технічними засобами виключити необхідність ловити момент завершення латентного періоду і успішно його вирішили, розробивши відповідні технічні засоби та режим роботи доїльного апарату, що автоматично налаштовується, індивідуально для кожної корови в залежності від її готовності до доїння.
До технологічного комплексу входить: багатофункціональний маніпулятор, електронний блок керування режимом доїння на основі зворотного зв’язку та дійкова гума з клапаном «стоп вакуум».
Маніпулятор перед установкою доїльного апарату тримає його у невагомому стані у вимені корови повністю, крім фізичних зусиль дояра. Після одягання доїльних стаканів орієнтує доїльний апарат з урахуванням різниці висоти розташування дійок корови.
На початку доїння, якщо не стався «припуск» механічно, впливає на дійки, стимулюючи рефлекс молоковіддачі. У процесі всього доїння утримує доїльні стакани, не дозволяючи дійковій гумі перетиснути канал. При дійках малого діаметра (20мм і менше) утримує доїльний апарат від зісковзування. Після закінчення доїння акуратно знімає доїльний апарат.
Алгоритм режиму доїння мається на увазі співвідношення тактів видоювання-відпочинок та частота роботи пульсатора мають 7 фаз. З них лише одна “стартовий режим 15сек.” встановлена жорстко, пульсатор працює дуже м’яко (скорочений такт та підвищена частота пульсацій). При цьому режимі забирається цистеральна порція, звільняючи цистерну вимені для надходження молока великих проток альвеол.
Режим стимуляції включається лише тоді, коли молока немає, але й досі продовжується надходження молока. Інші 5 режимів мають різну інтенсивність відсмоктування.
Відповідний режим включається лише за ознакою швидкості надходження молока. Усього 5 діапазонів швидкості надходження молока:
– Більше 4л/хв;
– від 2 до 4 л/хв;
– від 1,5 до 2 л/хв;
– від 1 до 1,5 л/хв;
– менше 1л/хв.
Чим більша швидкість надходження молока, тим довше такт тяги, менше частота пульсацій. При зниженні швидкості надходження молока такт тяги зменшується, а частота пульсацій збільшується. Такт відпочинку залишається постійним і складає 400 мілісекунд. Таким чином, інтенсивність доїння налаштовується у кожний момент оптимально для кожної корови індивідуально.
Наша програма дозволяє оптимально встановити момент припинення доїння. Маніпулятор автоматично знімає доїльний апарат за певної швидкості потоку молока, не допускаючи сухого доїння.
Досліджуючи вакуумний режим використовуючи спеціально розроблену для цього штучну дійку ми встановили, що в такті стиснення (його іноді називають тактом відпочинку) величина вакууму та ж, що при такті тяги. Кінчик дійки завжди перебуває під впливом вакууму незалежно від положення дійкової гуми. Це відбувається через те, що при стисканні дійкова гума не може повністю відключити піддійковий простір від вакууму.
Ми розробили спеціальний клапан для дійкової гуми, який у такті стиснення практично повністю захищає дійки від впливу вакууму забезпечуючи реальний відпочинок. Це так звана система “Стоп вакуум”.
На цьому графіку показаний вакуумний режим під дійкою при сухому доїнні.
Без клапана величина вакууму під дійкою як у такті тяги, так і в такті відпочинку практично однакова і знаходиться на рівні заставленої величини – 44кПа.
Із застосуванням клапана величина вакууму у такті відпочинку знижується до 8 кПа.
Ми досліджували ефективність клапана за різних швидкостей потоку молока.
На цьому графіку швидкість потоку молока 2 л/хв. (Більшість часу доїння проходить при цій швидкості).
Видно, що в порівнянні з гумою без клапана величина вакууму ефективно знизилася не тільки в такому відпочинку, але і в такті тяги.
Відбувається м’яке доїння.
При швидкості потоку молока понад 5 л/хв. без клапана істотно зменшується величина вакууму в такті тяги, що уповільнює швидкість доїння, що шкідливо при великому потоці молока.
При такті відпочинку величина вакууму під дійкою мало знижується, залишається лише на рівні такту тяги.
Із застосуванням клапана в такті тяги величина вакууму практично не знижується, а в такті стиснення знижується до кПа. забезпечуючи реальний відпочинок.
Таким чином, нами розроблена система доїння та обладнання до неї, яка автоматично оптимально налаштовується індивідуально для кожної корови виключає негативний вплив на корову при порушенні технології доїння з боку дояра і найголовніше ми виключили необхідність зважати на латентний період у процесі доїння.
Головний конструктор
Дріго Валентин Олексійович