Сельское хозяйство/ 2.Механизация сельского хозяйства

К.т.н. Доровских В.И.;

к.б.н.Филиппова О.Б.;

к.б.н. Кийко Е.И.

Всероссийский научно-исследовательский институт использования техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве, Тамбов.

Управление параметрами доильного оборудования в зависимости от физиологических особенностей коров

Современные автоматизированные системы управления доением, как отечественного (АСУ ТП «Стимул») так и зарубежного (Metatron, Delaval Del Pro и др.) производства способны контролировать основные параметры процесса доения, осуществлять стимуляцию рефлекса молокоотдачи и своевременное снятие доильных аппаратов, доильные роботы (Leby NV, Bou-Matic, AMC Liberty, DeLaval и др.) выполняют весь комплекс подготовительных операций, надевание, почетвертной контроль процесса молоковыведения, отключение и снятие доильных стаканов, однако эти системы не в полной мере обеспечивают адаптацию режимных параметров доильного оборудования к особенностям функциональных свойств вымени животных [1,2,3]. Средняя интенсивность молоковыведения по стаду при их использовании может колебаться в пределах 1-5 л/мин, время доения от 2 до 15 минут. В результате чего животные не раздаиваются, и уровень использования их генетического потенциала не превышает 70-75%. Решение этой проблемы позволит увеличить объемы производства молока в стране без увеличения поголовья на 3-3,2 млн. тонн молока в год.

Исследования результатов процесса доения коров в зависимости от функциональных свойств вымени проводились на коровах-первотелках черно-пестрой породы в условиях одной из молочных ферм Тамбовской области. В течение года с помощью компьютерной программы «ALPRO» осуществлялся ежемесячный мониторинг основных параметров доения: продолжительность и интенсивность молокоотдачи, их вариабельность. После детального исследования лактационных кривых, графиков среднего и максимального потоков молоковыведения, средней продолжительности доения, а также характера изменения этих параметров мы разделили всех коров в стаде (144 головы) на четыре группы животных по степени тугодойности.

Признак тугодойности коров складывается из нескольких факторов, но за основу обычно принимают способность к молоковыведению с той или иной интенсивностью. Однако на протяжении лактационного периода происходят изменения продуктивности коров, соответственно меняются как продолжительность доения, так и поток молоковыведения. У одних первотелок сосковые сфинктеры легко реагируют на изменение продуктивности, уменьшая или увеличивая скорость молокоотдачи, при этом продолжительность доения практически не меняется и зависит от времени действия гормона окситоцина, обеспечивающего процесс молоковыведения из вымени. У других же коров поток молокоотдачи остается почти неизменным на протяжении всей лактации, и при увеличении продуктивности, животные вынуждены находится в процессе доения дольше времени действия гормона. Способность к раздаиванию предопределена генетически.

Около 7% всех первотелок в стаде являются тугодойными, процесс раздаивания у них проходит крайне медленно. У некоторых животных средняя интенсивность молоковыведения практически не менялась на протяжении всей лактации и оставалась ниже 1 л/мин., а продолжительность доильной сессии составляла 8-10 минут и больше. Почти 20% коров из стада мы отнесли к среднетугодойному типу, так как к концу лактации все же наблюдалось некоторое увеличение потока молоковыведения с одновременным уменьшением продолжительности доения. Более 62% первотелок в изучаемом стаде относятся к группе животных с нормальными параметрами доения, т.е. средний поток молоковыведения у них находится в пределах 1-2,8 л/мин., а время доения не превышает 6 минут (физиологически обусловленный срок действия гормона окситоцина). Около 10% коров являются легкодойными, так как их сосковые сфинктеры способны увеличивать среднюю интенсивность молоковыведения до 4,2 л/минуту, а максимальный поток может достигать 6 л/мин. На рисунках 1 и 2 представлены типичные графики лактации первотелок разных типов.

0,8-1,0 л/мин

Рисунок 1. Лактационная кривая тугодойной коровы. Пример позднего раздоя. Стабильный средний поток молоковыведения, продолжительность доения 7-10 минут.

1,5-2,0 л/мин

2,3-3,1 л/мин

2,0-3,1 л/мин

2,3-3,0 л/мин

2,5-3,3 л/мин

Рисунок 2. Лактационная кривая легкодойной коровы. Интенсивность молоковыведения меняется в зависимости от продуктивности, продолжительность доения 2-3,5 минуты.

Все коровы из группы легкодойных требуют индивидуального подхода при выборе режимов доения. Для них целесообразен переход на доение низковакуумными доильными аппаратами и управление отсасывающей способностью путем изменения соотношения тактов, в зависимости от характеристик молокоотдачи конкретных животных. Тугодойных коров, как правило, выбраковывают, однако для лучшего раздоя первотелок также можно корректировать режим доения. С этой целью разработан проект систем управления (СУ) для автоматизации процесса доения коров. При разработке структурных схем СУ и выборе программного обеспечения учитывались современные тенденции развития средств автоматизации и новейшие компьютерные технологии.

Основной особенностью предложенной централизованной СУ является то, что управление процессом молоковыведения осуществляется не блоками управления, установленными на каждом станке, а центральным процессором, управляющим всеми доильными аппаратами путем обеспечения многозадачности (одновременной работы нескольких программ управления соответствующих количеству скотомест).

Рисунок 3. Структурная схема системы управления

Структурная схема системы управления процессом доения показана на рисунке 3. Центральная часть СУ имеет в своем составе микропроцессор и память для функционирования алгоритмов, интерфейс оператора для вывода сообщений и клавиатуру для ввода данных. Чтение параметров биологических объектов происходит с бинарных датчиков расхода, по два датчика на один объект. Управление электропульсаторами дискретное в формате широтно-импульсной модуляции (ШИМ) с дискретностью 0.01с. Дополнительно осуществляется бинарное управление переключателями вакуумопровода и пневмоцилиндрами, с дискретностью более 60с.

Разработанный проект технологии и устройства управления качеством доения коров соответствуют мировому уровню и позволят обеспечить высокую интенсивность молоковыведения, повысить продуктивность животных на 15-20 % и увеличить срок использования коров в стаде.

Литература:

1. Цой Ю.А. Процессы и оборудование доильно-молочных отделений животноводческих ферм. М.: ГНУ ВИЭСХ, 2010. – 424 с.

2. Беспалов О. «ДеЛаваль»: оптимизация процессов доения // Животноводство России. – 2006. – №5. - С. 40-42.

3. Тенденции развития доильного оборудования за рубежом // М., ФГНУ «Росинформагротех». - 2000. – С. 3-7.