Velenta_240x400_VL_4

Доильные аппараты: обзор и тенденции развития

0 1312

Текст: Н. Мишуров, канд. техн. наук, ФГБНУ «Росинформагротех»

Цели разработчиков и изготовителей техники для молочного скотоводства, как и для других отраслей животноводства, заключаются в увеличении производительности и сокращении затрат. На современном рынке прослеживаются два основных направления в исследованиях и разработках.

Анализ материалов крупнейших международных специализированных выставок выявил определенные тенденции развития техники для молочного скотоводства. Первая — разработка системных решений, которые связывают все элементы комплекса машин на ферме в единое целое. Это позволяет управлять технологическими цепочками в автоматическом режиме с оптимальными параметрами и учетом информационных взаимосвязей частей системы. Вторая — совершенствование конструкции отдельных технических средств, агрегатов и узлов для повышения их функциональных и технико-технологических возможностей. Уже сегодня существуют определенные достижения в обоих направлениях.

КОМПЬЮТЕРНОЕ ЖИВОТНОВОДСТВО

В силу большого объема поступающей в процессе работы информации работник не в состоянии вовремя воспринять, правильно оценить и своевременно отреагировать на изменение показателей оборудования. Вследствие этого возникают отклонения от оптимальных параметров и режимов функционирования всех систем на ферме. В результате происходит увеличение затрат ресурсов на производство продукции, снижение производительности труда и продуктивности животных, ухудшение состояния их здоровья и сокращение продуктивной жизни. Поэтому сегодня актуальна разработка системных решений. С использованием последних достижений развития кибернетических, оптических и сенсорных систем, лазерной и компьютерной техники, спутниковой навигации, датчиков разного назначения, средств беспроводной связи, математического анализа и программного обеспечения они позволяют создать надежные коммуникационные связи элементов фермы и обеспечить их согласованную работу. При этом эффективность автоматизированных систем управления в изготовлении продукции животноводства заключается в достижении не только известных преимуществ современного индустриального производства — повышения производительности и интенсивности использования оборудования, сокращения затрат труда и энергоемкости продукции, но и технологического эффекта путем создания наиболее благоприятных условий для животных. Например, для выявления проблем при содержании коров в Германии была разработана система Cows and More. Документирование особенностей поведения животных в коровнике, бонитировка молочного скота в цифровом формате и обнаружение повреждений кожного покрова осуществляются с помощью планшетного компьютера, оснащенного названной программой. Шведская компания DeLaval International AB разработала устройство мониторинга InService Remote. Его онлайн-сервис наряду с настроечными данными может в любой момент вызвать показатели работы доильной установки в реальном времени прямо из системы ее управления. Получение текущих значений от встроенных в агрегат измерительных приборов позволяет оперативно выявлять проблемы в функционировании узлов и своевременно их устранять.

Сейчас активно разрабатываются коммуникационные связи не только внутри фермы, но и между всеми элементами производства. Так, в качестве преемника системы DairyPlan C21 немецкими компаниями 365FarmNet и GEA Farm Technologies была создана специальная компьютерная сеть для предприятий молочного доения, которая позволяет документировать, анализировать и управлять сложными процессами растениеводства и молочного скотоводства с помощью одного универсального продукта. Впервые сельхозтехника, оборудование для кормления, доения и поддержания микроклимата были объединены в единую систему. Она экономит рабочее время на документирование и оценку информации, а также затраты на обслуживание поставщиком программного обеспечения.

ДОСТОИНСТВА КОНСТРУКЦИИ

Один из путей повышения эффективности выпуска продукции животноводства — улучшение основных показателей: увеличение производительности и продуктивности животных, снижение затрат ресурсов и труда. Поэтому разработчики и изготовители техники для молочного скотоводства уделяют большое внимание совершенствованию конструктивного исполнения доильного оборудования и входящих в него агрегатов, узлов, отдельных компонентов в целях повышения их функциональных и технико-технологических возможностей.

В последние годы для обслуживания молочного стада с большим поголовьем — 500–600 животных и более — наряду с доильными залами типа «елочка» и «карусель» все чаще используют помещения типа «параллель» — side-by-side. Их достоинствами являются минимальный фронт доения — до 70 см на один бокс; высокая интенсивность работы оператора; сравнимая с «елочкой» стоимость оборудования из расчета на единицу производительности. Также эти установки отличаются широким размерным рядом, благодаря чему есть возможность обслуживать различное по размеру поголовье, и прочной рамной конструкцией доильных боксов, рассчитанной на самую интенсивную эксплуатацию.

В целях снижения инвестиционных затрат и увеличения нагрузки на каждый аппарат все чаще применяется схема построения доильного помещения, в соответствии с которой одно устройство, размещенное на поворотной стойке типа swing over посередине установки, работает на обе стороны зала. Для обслуживания большого поголовья молочного скота рекомендуют использовать доильные установки типа «карусель», которые облегчают взаимодействие с группами животных, упрощают работу оператора машинного доения, снижают затраты на сервисное обслуживание. Наиболее высокая эффективность доения на данной разновидности оборудования может быть достигнута при выравненности стада по строению вымени и скорости молокоотдачи. Сейчас залы с внутренним размещением доильного оборудования монтируются с количеством мест до 42 штук, что влечет за собой чрезмерную потребность в площадях. Помещения же с внешним расположением агрегатов предполагают примерно 80 доильных боксов.

РОБОТЫ ДЛЯ СОСКОВ

Для упрощения труда операторов некоторые залы типа «карусель» снабжаются роботизированными устройствами для обработки вымени коров. Главное их преимущество состоит в том, что один аппарат может обслуживать всех находящихся на платформе доильной установки животных. Подобное оборудование оснащено автоматической программой промывки, помогает рационально расходовать средства при обработке и может быть интегрировано в уже работающие помещения.

Компания DeLaval предлагает потребителям робот-спреер TSR, повышающий эффективность роботизированной доильной установки AMR, применяемой в роторных залах типа «карусель». Обработка вымени коров осуществляется непосредственно на выходе из карусели, при этом производительность робота достигает 400 животных в час. Фирма BouMatic для дезинфекции сосков предлагает роботизированную систему SR1, которая устанавливается перед выходом животных с платформы роторного доильного зала. Движения робота вдоль крутящейся установки согласованы с частотой ее вращения. Месторасположение вымени определяется с помощью 3D-камеры. За счет двух жиклеров у распылителя и возможности его поворота вокруг своей оси на 180º создается однородное облако дезинфицирующего раствора. Это обеспечивает равномерную обработку всей поверхности сосков.

ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНАЯ ДОЙКА

До сих пор оптимальными считались значения рабочего вакуумметрического давления в пределах 37–42 кПа. Теперь же на рынке активно предлагается доильное оборудование с давлением около 30 кПа. Помимо этого появились системы доения, у которых отсутствует коллектор, что обеспечивает значительное снижение массы подвесной части доильного аппарата и тем самым уменьшает нагрузку на вымя. Такое устройство — MultiLactor — предлагает немецкая фирма Siliconform. Раздельный отвод молока от каждой четверти вымени позволяет исключить перенос патогенной микрофлоры с одной доли на другую.

Для своевременного отвода молока и снижения риска инфекционных заболеваний сосков вымени коллекторы новейших доильных аппаратов с учетом роста молочной продуктивности коров должны иметь соответствующее конструктивное исполнение и вместимость 250–350 мл. Одной из наиболее распространенных причин заболевания сосков является именно «холостое» доение, которое чаще всего происходит в конце процесса. Поэтому сейчас многими компаниями рассматривается возможность увеличения пороговой величины скорости молокоотдачи для съема доильных аппаратов до 250–300 мл/мин, а в некоторых случаях и до 400 мл/мин.

Одной из важнейших составных частей доильного устройства, которая оказывает влияние на состояние вымени, является пульсатор. Практически все ведущие производители выпускают их с широким спектром частоты пульсации и соотношения тактов. Обычно изготовители рекомендуют использовать частоту от 52 до 62 двойных тактов в минуту, а соотношение тактов сосания и сжатия — от 60:40 до 65:35. Сегодня наряду с неизменной активно применяется регулируемая пульсация в зависимости от молокоотдачи. Например, новый запатентованный пульсатор доильного аппарата RotoPuls фирмы Bitec Engineering позволяет программировать параметры пульсации в соответствии с потребностями животных, обеспечивая при этом эргономичные условия труда обслуживающему персоналу за счет снижения шумовых нагрузок. Пульсатор состоит из двух сервомоторов, каждый из которых работает отдельно и контролирует свой ротационный диск в блоке клапанов, и буферной емкости. Продолжительность тактов сосания и сжатия программируется путем внесения частоты вращения диска. Буферная емкость размещается между блоком клапанов и пульсопроводом. Основная задача емкости — абсорбировать кратковременный поток воздуха из пульсатора и затем медленно отдать его в воздух. Это дает возможность снизить вакуумные колебания в воздухопроводе.

МЯГКОЕ ПРИКОСНОВЕНИЕ

Сосковая резина — единственный элемент доильного аппарата, который непосредственно контактирует с выменем. Поэтому от ее технических параметров и качества в значительной степени зависят состояние сосков, скорость молокоотдачи и продуктивность животных, а также рентабельность производства. Для изготовления сосковой резины сегодня все чаще применяют силикон. Одним из примеров инновационного улучшения сосковой резины является использование в доильных стаканах трехгранной резины, преимущество которой заключается в более мягком обхвате соска. Кроме того, треугольная форма профиля позволяет эффективно регулировать сжатие, в результате чего соски более равномерно массируются. Проведенные в США исследования показали, что такое исполнение резины снижает риск соскальзывания доильных стаканов с вымени за счет надежного контакта с соском по всей его длине. Испытания, осуществленные в Великобритании, выявили, что в определенных случаях трехгранная сосковая резина способна снизить уровень гиперкератоза кончика соска.

Современные доильные аппараты комплектуются резиной AktivPuls фирмы System Happel, которая с меньшим усилием воздействует на вымя животного в период доения за счет снижения вакуумной нагрузки на концы сосков и оптимизирует поток молока благодаря размещению отверстия для поступления воздуха над верхней частью. Полная блокировка вакуума при массаже обеспечивается за счет изменения толщины стенок резины в сочетании с прикрепленной компенсирующей поверхностью. Подходящие величины этого показателя позволяют проводить эффективный, но щадящий массаж при низком давлении на соски. Поступление воздуха через размещенное над верхней частью сосковой резины отверстие и его прохождение по продольному аэрационному каналу дают возможность уменьшать вакуумную нагрузку на соски и ускорять отток молока. Конструктивное исполнение резины поддерживает молочную железу в здоровом состоянии и эффективно предотвращает попадание микробов через сосковый канал.

Сегодня на рынке предлагается новое поколение резины AktivPuls, разработанное по технологии SSC. Название является аббревиатурой из первых букв трех инноваций: сосковой резины Silicon-Pro, самоочищающегося сопла Smart-Air для оптимального уровня вакуума и сигнального элемента конструкции Control-Vac для онлайн-контроля текущих условий доения в каждом доильном стакане. Резина выполнена из высокоэластичного силиконового материала, который улучшает действие массажа даже при разных длине и толщине сосков. Smart-Air — воздухоприемное сопло из эластичного материала с функцией самоочистки. Сигнальный элемент путем визуально определяемой и прощупываемой рукой оператора деформации резины сообщает персоналу о вакууме у основания соска.

ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ АВТОМАТИЗМ

Уже вышли на рынок предложения для использования в залах автоматической руки-манипулятора для надевания доильных стаканов на соски вымени, аналогично применяемым в доильных роботах. Сейчас потребителям предлагается только одна такая система — автоматический модуль доильного места для разных типов помещений GEADairyProQ компании GEA Farm Technologies. Обладающий искусственным интеллектом модуль в автоматическом режиме выполняет все операции: подсоединение аппарата, очистка сосков и сдаивание первых струек молока — Predip, непосредственно доение, финальная дезинфекция сосков и снятие доильных стаканов с вымени животного. Также устройство очищает и обеззараживает стаканы в промежутках между дойками. Модулем доильного места GEADairyProQ может оснащаться каждый бокс установки, поэтому весь процесс осуществляется в автономном режиме с учетом индивидуальных особенностей коровы. Благодаря высокой пропускной способности новый аппарат рекомендуется применять на крупных предприятиях.

В последние годы на рынке доильного оборудования автоматические системы получили большое продвижение. Основную долю роботов с двумя боксами закупают животноводческие хозяйства со средним размером поголовья в 120 коров. Однако эти устройства нашли применение не только на небольших фермах, но и на предприятиях с поголовьем более 1000 животных. Однако концепция конструктивного исполнения доильных роботов несколько изменилась. Сегодня на рынке предлагаются автоматизированные установки четырех типов: один доильный бокс, обслуживаемый одной рукой-манипулятором; два параллельно стоящих бокса с размещенной между ними установкой; модуль с двумя сблокированными параллельными боксами с одним аппаратом; система тандемного типа из нескольких боксов, смонтированных один за другим и обслуживаемых рукой-манипулятором. Однако наибольшее распространение получили однобоксовые роботы.

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

Практика показала, что в целом работа автоматизированных доильных систем не вызывает нареканий. Однако существует ряд проблем, которые предстоит решить в ближайшее время, в частности — эффективность подобных систем доения. Она не в последнюю очередь зависит от интенсивности использования. При этом основным показателем загруженности робота выступает не число обслуживаемого поголовья, а максимальное количество выдоенного молока — 2000 л в сутки. Оптимальные размеры молочного стада составляют до 200 коров и свыше 600. Правильность данных предположений сможет доказать только практика.

Также сейчас формируются новые подходы для повышения эффективности доильных роботов. При установке дополнительного модуля динамического кормления DLM система управления Т4С робота Astronaut A4 компании Lely получает возможность автоматически определять экономически целесообразную норму выдачи корма каждой корове, исходя из результата решения компромиссной задачи «затраты — прибыль». В этом случае можно говорить не о ферме, производящей максимальное количество молока, а о предприятии, обеспечивающем максимальную экономическую выгоду.

Таким образом, современные решения в управлении молочным скотоводством представляют собой гибкую систему. Входящие в ее состав машины и средства контроля регулируются специальной программой в согласованном режиме, обеспечивая эффективное выполнение отдельной операции или процесса в целом. Они гарантируют индивидуальный подход к каждому животному, который позволяет получать высокие результаты, увеличивает период продуктивного использования коровы и снижает внутрихозяйственные риски. Инновационный потенциал доильного оборудования далеко не исчерпан. Новые технические решения для получения молока направлены на повышение производительности труда, поддержание хорошего состояния вымени коров, создание комфортных условий работникам и автоматизацию доения.

Подписаться на статьи

Наши новости
Cпециальные предложения
Cобытия и конференции

баннер на сайт 2

© 2013 Агробизнес. Ежедневное интернет-издание о новом поколении предпринимателей. Использование материалов Агробизнеса разрешено только с предварительного согласия правообладателей. Все права на картинки и тексты в разделе Новости принадлежат их авторам. Сайт может содержать контент, не предназначенный для лиц младше 18-ти лет.