Испытания доильных аппаратов начинаются в экспериментальных лабораториях, где создаются и изучаются опытные образцы нового оборудования. Такие испытания называются функциональными и проводятся для проверки работоспособности доильного аппарата. Для таких испытаний исследователи создают и применяют специальные методики и оборудование, с помощью которого осуществляется имитация необходимых форм тела и определенных функций животных.
При серийных испытаниях и производстве проводят заводские испытания всех частей доильной машины для проверки соответствия их чертежам и техническим условиям. Необходимо также периодически проводить контрольные испытания доильных аппаратов на молочных фермах с целью определения их пригодности к эксплуатации и для выявления тех недостатков, которые нельзя обнаружить при заводских испытаниях [1].
Проводят и сравнительные испытания различных доильных аппаратов, чтобы установить разницу – между ними и выявить конструкцию, наиболее приемлемую для машинного доения, эти испытания более трудоемки и обходятся дорого.
Эффективность работы доильного аппарата можно оценить при помощи самых разнообразных показателей. Это – время доения, средняя скорость доения, молочная и жировая продуктивность, изменение внутривыменного давления, величина ручного додоя и др. Причем, одни из них можно получить в лабораторных условиях, другие в производственных. Лабораторные испытания проводятся с целью определения основных технико-эксплуатационных параметров: количества пульсов в минуту, соотношение тактов, расходных характеристик.
Для определения количества выталкиваемого в вымя молока (обратного тока молока) в Оренбургском ГАУ используется искусственный сосок, имеющий специальное клапанное устройство для перепуска выдаиваемого из соска молока в мерную емкость. По объему вытесненного молока можно судить о степени совершенства доильного стакана [2].
В КазНИИ МЭСХе разработано устройство для имитации процесса молокоотдачи. Имитация достигается за счет включения в конструкцию искусственного вымени, управляемого клапана, регулирующего расход заменителя молока. При этом используются специальные шаблоны для привода в действие регулятора расхода. Устройство позволяет проводить сравнительные испытания доильных аппаратов в лабораторных условиях.
Каждый из видов испытаний имеет свою методологию – теоретическое обоснование, определяющее направление проводимых исследований и соответствующие этому направлению методики, связанные с физиологической оценкой доильного оборудования. Так В.Ф. Королев предлагает в первую очередь проводить сравнительные испытания доильных машин двухтактного и трехтактного способов доения. При этих испытаниях решается вопрос о продолжительности доения каждой коровы и о влиянии различных способов доения на продуктивность коров [1, 3].
Влияние способов машинного доения на продуктивность животных имеет большое значение. Необходимо иметь такую доильную машину, которая в наибольшей степени способствовала бы повышению производительности труда, раздаиванию коров и не вызывала бы заболеваний вымени.
Доктор Петерсен (США) утверждает, что только скоростное доение увеличивает продуктивность животных и что доение продолжительностью более 7 мин снижает продуктивность коров. Скорость доения коров машиной зависит, прежде всего, от их способности быстро или медленно отдавать молоко и от степени открывания сфинктера соска под действием вакуума [4].
К.И. Кавешникова и Л.Г. Красноперова предложили для сравнения доильных аппаратов проводить анализ лактационных кривых коров аналогов по возрасту, сроку отела, продуктивности, типу стрессоустойчивости. Молоковыведение в своих опытах они регистрировали графически ежемесячно. Стимулирующий эффект доильного аппарата по данной методике связан с повышением длительности молоковыведения при максимальном внутривыменном давлении [5].
Мокри, Холл и др. утверждают, что передержки доильного аппарата на вымени при продолжительности доения, вдвое превышающей нормальную, увеличивают количество молока приведенной жирности (450 г на корову в сутки) и уменьшают продолжительность додаивания. Это позволяет предложить проведение сравнительных испытаний машин трехтактного и двухтактного способов доения на двух группах коров: в одной группе доение производить нормально за 3 – 6 мин, а в другой – с передержкой, при которой продолжительность доения превышает нормальную в 2 раза. Каждую группу коров делят на подгруппы для двухтактного и трехтактного способов доения [6].
Для определения оптимальных параметров усовершенствованных доильных машин К.И. Кавешникова предлагает методику сущность, которой состоит в следующем: только три соска коровы выдаивают машиной, а в четвертый вставляют катетер и вытекающее из него молоко учитывают отдельно для каждой фазы доения. Оценку машины производят по длительности латентного периода, относительному количеству и качеству альвеолярной порции молока, величине додоя и скорости доения. По этой методике можно значительно быстрее определить оптимальные параметры доильных машин и дать оценку тому или иному усовершенствованию доильной машины [7].
В. Д – Х Ли для оценки эффективности работы доильного оборудования предлагает применять динамику молоковыведения. Для этого отбирают группу коров в количестве 11 голов на 3 – 5 месяце лактации. Показатели динамики молоковыведения определяют с помощью прибора Н – 321 в течение двух смежных суток сначала на одном оборудовании, затем на другом и через пять дней учитывают показатели молоковыведения так же, как и в первом случае. Кормление и условия содержания животных в оба периода одинаковы [8].
А.Н. Козлов. Н.Н. Викторова. Э.П. Кокорина для объективной оценки доильных аппаратов предлагают методику с учетом стрессоустойчивости животных. Для этого коров разделили на 4 группы: 1 – нетормозимые, 2 – слаботормозимые, 3 – среднетормозимые, 4 – тормозимые. Тормозным воздействием являлось проведение подготовительных операций и доение посторонним человеком. При доении замеряли скорость и время молоковыведения, машинный удой и степень относительной выдоенности. Сопоставляя результаты испытаний четырех групп, выяснили, что с целью более тонких различий при оценке доильных аппаратов необходимо использовать коров со средней стрессоустойчивостью, то есть среднетормозимых [9].
Г.П. Корж установил, что кривые интенсивности молокоотдачи, построенные методом графического дифференцирования, более точно отражают динамику выведения молока из вымени. Максимальная скорость молокоотдачи у коров красно – степной породы с различной продуктивностью находится в пределах 1,1…3,1 л/мин. Длительность проявления роста и спада максимальной скорости молокоотдачи составляет 4…32 % от длительности процесса выведения молока из вымени животного. Эти данные получены с помощью специального устройства предложенного автором методики для определения интенсивности молоковыведения [10].
И.В. Капустин и В.И. Гребенник разработали методику изучения влияния вакуумметрического давления на частоту пульсаций и соотношение тактов доильных аппаратов, а также изготовили лабораторную установку для этой цели. Согласно методике, лучшим является доильный аппарат, где частота пульсаций и соотношение тактов наименее подвержены изменению вакуумметрического давления в системе [11].
На наползание доильного стакана обращали свое внимание такие ученые как Ларсен, Уиттлстоун, Петерсен, Ю.И. Белявский. Оно заключается в том, что в конечной фазе машинного доения, тургор стенки основания железистой цистерны, вследствие уменьшения напора поступающего молока, уменьшается и дряблые ткани втягиваются в доильный стакан. В результате механически закупоривается отверстие между железистой цистерной и цистерной соска. Происходит сухое доение, что неблагоприятно влияет на здоровье животного, приводит к заболеванию вымени маститом, выбраковке из молочного стада [4, 12].
Оригинальный стенд для контроля молокоотдачи у коров при машинном доении предложил А.П. Дутов. Стенд состоит из комплексного доильного аппарата, измерительного регистрирующего блока и стабилизатора напряжения. Предлагаемый стенд с комплексным доильным аппаратом можно использовать для оценки доильных аппаратов и их составных частей по способности вызывать и поддерживать активный припуск молокоотдачи [13].
По мнению С.А. Соловьева, О.Л. Черновой, С.П. Суздалева для достоверной проверки адекватности работы доильного аппарата физиологическому состоянию организма наиболее целесообразно применять биологические тесты. Сущность таких тестов заключается в определении видового состава микрофлоры молока с характеристикой выделенных штаммов [14].
Е.И. Любимов предлагает получать на бумажной (магнитной) ленте одновременно все показатели доения: моторную функцию молочной железы (счетчик молока), параметры доильного аппарата (соотношение тактов, число пульсов, колебания вакуума), кардиограммы, энцефалограммы, нейрограммы. Это дает возможность проводить корреляционный анализ физиологических и технических параметров системы «корова – доильный аппарат» [15].
З.В. Макаровская считает возможным применение коэффициента (количественного показателя тугодойности – КПТ), достаточно точно отражающего особенности и состояние биологической подсистемы с точки зрения молокоотдачи. Этот коэффициент позволяет обойти сложности с подбором групп (аналогов) и учитывает специфическую направленность испытуемого оборудования [16].
Отличительной особенностью предлагаемой Е.М. Асманкиным и В.А. Шаховым методики сравнительных испытаний доильных аппаратов является то, что в качестве критериев конструктивного и технологического совершенства испытываемого оборудования используется степень пережатия молочного канала соска. Созданный для этой цели стенд состоит из искусственных сосков, имитирующих различные фазовые состояния естественного соска вымени – увеличения упругости, стабильного состояния и снижения упругости. По истечении испытания по прибору определяется степень пережатия молочного канала соска [17].
И.К. Винников, В.П. Бабкин, В.А. Дриго, Л.Ф. Розенберг и А.Ф. Гурихин создали прибор для настройки и проверки режима работы доильных аппаратов. Прибор состоит из основания, четырех искусственных сосков – датчиков с отверстиями для замера вакуумметрического давления под соском и присоске испытуемого доильного стакана, пневматических тумблеров, пневмоклапана, пневмосопротивлений и двух стрелочных вакуумметров. Если частота пульсаций контрольного и проверяемого пульсатора разная, то колебания стрелок вакуумметра не совпадают. Для удовлетворительной работы доильного аппарата необходимо, чтобы колебания стрелки совпадали по частоте и амплитуде отклонений. В противном случае необходимо провести соответствующую регулировку [18].
А.А. Курочкин, П.И. Огородников, М.И. Базаров и Л.П. Карташов предлагают для выявления степени отрицательного воздействия доильного аппарата на сосок, определять количество оксигемоглобина в крови соска (степени наполненности гемоглобина кислородом). Проводились испытания доильных аппаратов ДА – 2 и «Волга», имеющего ограничитель наползания стаканов со специальным устройством, которое позволяет создать в межстенном пространстве доильного стакана пульсирующий вакуум. В результате опытов было установлено, что доильный аппарат с ограничителем наползания доильных стаканов позволяет уменьшить наползание, а, следовательно, увеличить и улучшить процесс молоковыведения [19].
С целью совершенствования конструкции доильных аппаратов А.И. Фененко, С.П. Москаленко, С.П. Лещинский, А.М. Миропольский, Г.Г. Черноног разработали методику исследования доильных аппаратов и экспериментальную установку. При исследовании доильных аппаратов на экспериментальной установке регистрация частоты пульсаций и соотношение тактов доильного аппарата осуществляется при помощи оборудования лаборатории с использованием прибора УДА и быстродействующих самопишущих приборов Н – 327/5, Н – 328/6, Н – 3021/4. В качестве датчиков давление используют малогабаритные датчики МДД 0 – 1. По результатам испытаний дается заключение по улучшению технических параметров доильного аппарата [20].
Оригинальную методику оценки доильных аппаратов по характеристическим кривым молокоотдачи предлагает С.А. Соловьев. Общая методика оценки доильных аппаратов включает в себя две части, подбор групп – аналогов, снятие кривых молокоотдачи у коров, выявление характерных кривых для данной группы, испытание и оценка доильных аппаратов на стенде с заданием параметров по характеристическим кривым молокоотдачи. Создавая на стендах различные режимы доения, проводят испытания и оценку работы доильных аппаратов [21].
А.Е. Кузьмин предлагает оценивать доильные аппараты по величине коэффициента полезного действия [22].
Кроме описанных методик разработаны специальные способы для испытания отдельных деталей, узлов и механизмов доильных машин. Например, предлагаются различные способы для определения деформируемости сосковой резины или герметичности доильных стаканов и пр.
И все же описанные выше методики имеют определенный существенный недостаток, т.к. они проводятся непосредственно на животных. Например, различные коровы не одинаково реагируют на подготовительный массаж, подмывание и вытирание вымени полотенцем. Чтобы добиться припуска молока, одной корове нужно сделать массаж, а другой достаточно только подмыть вымя. Некоторые коровы припускают молоко при стуке пульсатора или даже только при приближении доярки. Все это вызывает особые затруднения, так как подобрать хотя бы две одинаковые коровы по своей физиологии очень трудно, а это значительно влияет на результаты опыта, искажает действительную информацию о работе той или иной доильной машины.
Поэтому испытание новых машин на коровах – аналогах приводит к болезненным ощущениям у животных, либо аппарат совершенно выбраковывают, так как его работа наносит ущерб здоровью животным, заболеванию вымени маститом.
Так же одним из основных недостатков современных испытаний является то, что не отработана методика комплексных испытаний доильных аппаратов, нет взаимосвязи между лабораторными и производственными исследованиями. Это возможно только при разработке специальных испытательных стендов, так как существующее оборудование для лабораторных испытаний позволяет регистрировать в основном технические параметры, которые не дают общей характеристики доильного аппарата.
Таким образом, все существующие методики испытаний доильных аппаратов не позволяют учесть влияние отдельно взятого фактора в отрыве от других. Значит, на оценочные показатели накладывается суммарное влияние многих факторов, тем самым результаты опыта претерпевают серьезные изменения и не дают субъективной оценки работы доильного аппарата.
Функциональные испытания доильного оборудования, а также доработка его конструктивно – режимных параметров должны проводиться в лабораторных условиях. Для этого необходимо использовать испытательные стенды и контрольно – измерительное оборудование, с помощью которых осуществляется имитация необходимых морфологических, физиологических и анатомических параметров организма коровы.
При проведении испытания доильных аппаратов в лабораторных условиях не наносится ущерб здоровью животным, т.к. исключено воздействие на соски доильного аппарата. При этом на результаты опыта не влияют многие факторы такие как, тщательный подбор животных по продуктивности, стрессоустойчивости, условиям содержания, которые невозможно учесть при испытании на коровах – аналогах, что в свою очередь влияет на достоверность испытаний.
Литература:
1. Королев В.Ф. «Доильные машины» – М.: Машиностроение, 1969. – 279с.
2. А.С. № 940710 СССР; (А1) М. Кл. А 01 j 7/00 Сосок искусственного вымени. Курочкин А.А., Аверкиев А.А., Соловьев С.А.; Заявлено 04.08.80г.; Опубликовано 07.07.1982г. Бюл.№25.
3. Королев В.Ф., Мартюгин Д.Д., Соколов Д.С., Злотин А.П., Ларин В.П. Механическое доение коров. Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1950. – 151 с.
4. Petersen W.E. The Cow Udder. Agricultural Experiment Station University of Minnesota. Bull. 36, 1947.
5. Кавешникова К.И., Красноперова Л.Г. Физиологическая оценка доильных аппаратов. // Тез.докл. VII симпозиума по машинному доению сельскохозяйственных животных. – Москва – Ленинград, 1988.
6. Mochrie R.D., Hall H.H., Eaton H.D., Elliot F.I. In J. Dairy Science. – 1953. – № 36.
7. Кавешникова К.И. Физиологическая методика испытания доильных машин: Сб.науч.тр. Саратовский СХИ. – Саратов, 1975. – Вып.43. – С. 226 – 232.
8. ЛИ В. Д-Х. Испытание комплектов оборудования для доения коров // Зоотехния. – 2000. – №2.
9. Козлов А.Н., Викторова Н.Н., Кокорина Э.П. Методика испытаний доильных аппаратов с учетом типа стрессоустойчивости коров. Труды ОСХИ. Сборник. – Оренбург, 1987. – С. 35 – 39.
10. Корж Г.П. Результаты исследования динамики выведения молока из вымени лакирующих животных: Сб.науч.тр./Кубанский СХИ. – Краснодар, 1984. – Вып.239 – С. 80 – 88.
11. Капустин Н.В., Гребенник В.И. Исследование влияния вакуумметрического давления в системе на частоту пульсаций и соотношение тактов доильного аппарата // Средства и методы для исследования машинного доения коров и его особенностей. Сборник. – Оренбург, 1987. – С. 5 – 8.
12. Уиттлстоун У.Г. Принципы машинного доения. – М.: Колос, 1964. – 197с.
13. Дутов А.П. Механизация сельскохозяйственного производства. – Ставрополь, 1972. – 117с.
14. Соловьев С.А., Чернова О.Л., Суздалев С.П. Методы оценки технических средств для машинного доения по биологическим тестам // Техника в сельском хозяйстве. – 2001. – №1.
15. Любимов Е.И. Электрофизиологическая методика оценки доильных машин: сб.науч.тр. / Тульская Госсельхозопытная станция. – Тула, 1972.
16. Макаровская З.В. Методика оценки доильного оборудования // Техника в сельском хозяйстве. – 2002. – № 3.
17. Асманкин Е.М., Шахов В.А. Совершенствование методики испытания доильных аппаратов // Техника в сельском хозяйстве. – 1997. – №4.
18. Винников И.К. Автолактограф. // Механизация и электрификация с/х. – 1988. – № 5.
19. Карташов Л.П. Машинное доение коров. – М.: Колос 1982.
20. Фененко А.И., Москаленко СП., Лищинский СП., Миропольский A.M., Черноног Г.Г. // Методика исследования доильных аппаратов. Труды ОСХИ. Сборник. Оренбург, 1987. – С. 57 – 66.
21. Соловьев С.А. Система испытаний технических средств для доения коров // Техника в сельском хозяйстве. – 1997. – № 5.
22. Кузьмин А.Е. Определение коэффициента полезного действия доильных аппаратов: Методические рекомендации. – Иркутск, 1987.
