Содержание к диссертации
Введение
1 Аналитическая интерпретация литера турных данньх 10
1.1 Современные конструкции исполнительных механизмов и их влияние на сосок и вымя животного в процессе доения 10
1.2 Исследование воздействия сосковой резины на сосок вымени коровы в процессе доения 19
1.3 Существующие методы определения воздействия сосковой резины на сосок 25
1.4 Стимуляция молокоотдачи при машинном доении и возможность её реализации работой исполнительного механизма 31
1.5 Перспективы оценки эффективности процесса моло-ковыведения и работы исполнительного механизма тепловизионным методом 37
1.6 Выводы из аналитического обзора литературных источников. Обоснование проблемы, цели и задач исследования 42
2 Разработка и обоснование работы конструкции исполнительного механизма ... 45
2.1 Влияние физико-механических свойств и геометрических размеров сосковой резины на характер её сжатия 45
2.2 Режимы стимуляции животных 57
2.2.1 Стимуляция животного в первые дни лактации 57
2.2.2 Стимуляция животного на режиме биомеханического резонанса и устройство осуществля ющее его 65
2.3 Выводы 72
3 Методика расчета воздействия исполнительных механизмов на сосок вымени животного при доении 74
3.1 Методика расчета воздействия сосковой резины на сосок 74
3.2 Алгоритм и расчет воздействия сосковой резины на сосок в динамике процесса молоковыведения 78
3.3 Оценка работы исполнительных механизмов доильного аппарата тепловизионным методом 84
3.4 Выводы 90
4 Экспериментальные исследования 91
4.1 Предварительные испытания доильного аппарата 91
4.1.1 Стенд для измерения силы давления сосковой резины доильных аппаратов 91
4.1.2 Измерение сил давления на сосок, испытания исполнительного механизма доильного аппарата на лабораторном стенде 96
4.2 Производственные испытания исполнительных механизмов доильных аппаратов 100
4.2.1 Оценка физиологичности различных видов сосковой резины тепловизионным методом 100
4.2.2 Испытание доильного стакана стимулирующего действия на режиме биомеханического резонанса по обобщенному коэффициенту тугодойности 110
4.2.3 Оценка работы доильного стакана стимулирующего действия тепловизионным методом 115
4.3 Выводы 120
5 Обоснование экономической эффективности внедрения доильного стакана стимулирующего действия 122
Общие выводы 131
Список использованных источников 134
Приложения 149
- Исследование воздействия сосковой резины на сосок вымени коровы в процессе доения
- Стимуляция животного на режиме биомеханического резонанса и устройство осуществля ющее его
- Оценка работы исполнительных механизмов доильного аппарата тепловизионным методом
- Испытание доильного стакана стимулирующего действия на режиме биомеханического резонанса по обобщенному коэффициенту тугодойности
Введение к работе
Особое место в отрасли молочного животноводства занимает машинное доение коров, как наиболее трудоемкий и ответственный процесс, значительно облегчающий труд оператора машинного доения, повышающий его производительность.
Машинное доение по трудовым затратам занимает 40...65% совокупных затрат на производство молока.
К главным причинам низкой эффективности производства молочной продукции, относятся высокие затраты ресурсов — кормов, рабочего времени, энергии, низкая продуктивность животных, обусловленная слабой технической оснащенностью ферм и несовершенством применяемых технологий.
За 2003 год полная себестоимость молока по сравнению с предыдущим годом выросла на 14 %. Из общего количества доильного оборудования отвечают современным требованиям лишь 4%, а нарушения режимов работы наблюдаются почти у всех исполнительных механизмов доильных аппаратов. Это привело к заболеванию коров маститом почти 50% дойного стада, что на конец 2003 года составило 5,85 млн, гол.
Один из резервов роста молочной продуктивности коров является совершенствование существующих способов доения с применением передовых технологий, способных вызвать полноценный рефлекс молоко-отдачи. Традиционные способы машинного доения не обеспечивают активного возбуждения рефлекса молокоотдачи, так как в существующих конструкциях исполнительных механизмов доильных аппаратов недостаточно внимания уделено стимуляции животного с точки зрения эффективности процесса молоковыведения и адекватности воздействия на рецепторные зоны вымени и сосков, что не только тормозит рефлекс молокоотдачи, но и причиняет вред животному.
Кроме того, научная проблема состоит в неэффективной работе доильных аппаратов, конструкции которых не могут в полной мере обеспечить адаптивные свойства техники к поголовью и получение высококачественной молочной продукции.
Таким образом, исследования и разработка доильной техники, способной вызвать полноценный рефлекс молокоотдачи, наиболее полно реализовать генетический потенциал животного и позволяющей осуществлять индивидуальный подход, благодаря регулированию основных параметров доильного аппарата, является на сегодняшний день актуальной задачей.
Состояние вопроса. Развитие доильной техники в настоящее время характеризуется: интенсивным ростом технического уровня доильных аппаратов; появлением принципиально новых конструкций доильных аппаратов; широким использованием автоматизированных приспособлений для регулирования рабочих параметров доильного аппарата.
Вместе с тем, как показывает практика, с ростом уровня автоматизации и механизации в целом, возрастает число случаев заболевания вымени у дойных коров.
Поэтому создание эффективной доильной техники, способной вызвать полноценный рефлекс молокоотдачи без вредного воздействия на вымя — важная задача, эффективное решение которой позволит значительно повысить молочную продуктивность коров.
Для решения этой задачи была поставлена цель работы — обоснование конструктивно - режимных параметров исполнительного механизма, исходя из особенностей его работы в процессе машинного доения.
Объектом исследования является процесс молоковыведения исполнительным механизмом доильного аппарата.
Задачи исследования:
Определить влияние конструктивных параметров сосковой резины на адекватность ее воздействия на сосок животного.
Определить основные направления в создании конструкций исполнительных механизмов с точки зрения их физиологичности и эффективности выведения молока из вымени.
Обосновать конструктивно-режимные параметры исполнительного механизма доильного аппарата.
Изучить влияние исполнительного механизма на функциональные свойства вымени.
Разработать методику и дать оценку эффективности работы исполнительного механизма.
Методика исследования:
В работе использованы аналитический, экспериментальный и рас-четно-конструктивный методы.
Аналитический метод включал изучение технологического процесса с применением современных ЭВМ и методов классической механики, виброметрии, термодинамики.
В экспериментальных исследованиях были использованы методы физического моделирования для проверки положений и выводов теории. С помощью расчетно-конструктивного метода на основе результатов математического и экспериментального моделирования были получены оптимальные значения конструктивных и технологических параметров исполнительного механизма доильного аппарата.
Результаты исследований обрабатывали с применением известных методов математической статистики.
Научная новизна работы состоит:
В обосновании совокупности теоретических и практических положений о воздействии исполнительных механизмов доильных аппаратов на молочную железу с точки зрения физиологичности в процессе доения.
В выявлении информации о воздействии доильных стаканов на молочную железу и разработке математических моделей, позволяющих
8 теоретически исследовать влияние исполнительных механизмов доильных аппаратов на молоковыводящую систему животного для обоснования дальнейшего развития конструкций, повышающих адаптационные свойства доильного аппарата.
В предложенных способах оценки воздействия исполнительных ме ханизмов на животное.
Практическую ценность имеют: конструкция исполнительного механизма доильного аппарата; расчет конструктивно - режимных параметров исполнительного механизма доильного аппарата; разработанная методика определения физиологичное воздействия исполнительных механизмов доильных аппаратов способом теплови-зионного обследования; результаты проверки основных положений в лабораторных и производственных условиях.
Реализация результатов исследований: Опытные образцы проходили проверку в ЗАО «Заря» Ташлинского района, на ферме ФГОУ СПО «Покровский сельскохозяйственный колледж» Оренбургского района, и были внедрены в ряде хозяйств Оренбургской области: ЗАО «Ташлинское» и ЗАО «Пригородный» Оренбургского района.
Апробация: Общие положения диссертации обсуждались на семинарах кафедры «Механизации животноводства» ОГАУ (2002, 2003, 2004), опубликованы в материалах региональной научно - практической конференции молодых ученых и специалистов Оренбуржья (2004), VII Международной научно-практической конференции «Научно-технический прогресс в животноводстве» (Москва, 2004) и XII Международного симпозиума по машинному доению коров (Винница, Украина, 2004), демонстрировались на II окружной ярмарке «Российским инновациям -российский капитал» (Нижний Новгород, 2004) и на ВВЦ (2003).
Научная значимость работы отмечена дипломами лауреата конкурсов 2003 и 2004 г.г. на лучшую научную работу по естественным, техническим и гуманитарным наукам молодых ученых и специалистов Оренбуржья. Получен нагрудный знак «Участник ВВЦ», 2003г..
Публикации: Основное содержание диссертации, результаты исследований отражены в 4 статьях в центральной печати, в 3 трудах симпозиумов и конференций. По результатам исследований разработаны и изданы рекомендации по применению тепловизионного метода исследования при физиологической оценке доильных аппаратов и определению уровня здоровья животного (утверждены Россельхозакадемией). Получено свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ и положительное решение о выдаче патента на изобретение.
Объем работы: Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов и приложений. Работа изложена на 148 страницах машинописного текста, включая список литературы из 156 наименований, 30 рисунков, 22 таблицы, 1 схему, 3 приложения.
Работа является результатом исследований автора, выполненных в Оренбургском отделе биотехнических систем Института прикладной механики УрО РАН и Оренбургском государственном аграрном университете. Диссертация выполнена в соответствии с государственной научно-технической программой «Высокоэффективные процессы производства продовольствия», Федеральной программой «Техника для продовольствия России», целевой комплексной программой научно-исследовательских работ ОГАУ «Разработка и совершенствование средств механизации и автоматизации сельскохозяйственных технологических процессов и методов их использования».
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследование воздействия сосковой резины на сосок вымени коровы в процессе доения
Нельзя недооценивать влияние сосковой резины при машинном доении коров на характер извлечения молока из вымени и организм животного. Резина непосредственно контактирует с соском коровы и от её технических показателей зависит не только правильная и эффективная эксплуатация аппарата, но и продуктивность животного, его здоровье. Неслучайно работы большого числа ученых, среди которых: Е.М. Асман-кин [38], М.В. Барановский, А.С. Курак О.А. Кажеко, Р.Я. Навицкая [42], Т.К. Городецкая [60, 61, 62], Л.М. Ермолаев, Б.П. Бабкин [72], Э.А. Кел-пис [85, 86], Э.К. Вальдман [51, 52], И.И.Грачев [65, 66, 68, 70, 71], И.В. Жилов [74], Л.П. Карташов [80, 82, 133], И.Н. Краснов [97], Ю.С. Караваев [77, 78], Г.М. Марченко [106], П.И. Огородников [116], А.А. Скрома-нис [130], С.А. Соловьев [131-133], Г.Б. Тверской [136, 137], М.С. Butler [148], J.Bilek, V.Zuda [147], S.J. Hubbard [151], J. Hamman, G.A. Main, S. Wetzel [150], J.S. King, F.K. Neave, R.L.S. Williams [152] и др. [1-7, 59] по священы этой тематике.
Во время доения сосковая резина выполняет широкий набор функций: предохраняющую, восстанавливающую (кровообращение), стимулирующую.
Практика машинного доения демонстрирует [1-7, 114 и др.], что эти функции сосковая резина выполняет не в полном объеме, более того, она зачастую является главной причиной функциональных, морфологических и патологических изменений гладкомышечных структур молоковыводя-щего аппарата животного [60, 61, 62, 72, 115, 127 и др.]. Сосковая резина была и остается основным «контактирующим» элементом: длительность контакта сосковой резины составляет 4...6 мин, а при нарушениях процесса и более длительное время, при 2...4 разовом доении. Учитывая, что более продуктивные животные (как правило, обладающие высокой ско 20 ростью доения) в большей степени восприимчивы к маститам и требуют «тонких» защитных механизмов со стороны «машины», изучение воздействия сосковой резины на сосок животного имеет важное практическое значение. По данным M.JL Пейновича [123], сила сжатия соска рукой до-ярки достигает 68,6 кПа (0,7 кг/см ). Исследования И.Г. Велитока [50] показали, что наиболее полное опорожнение четвертей вымени происхо-дит при давлении на соски 67,6...77,7 кПа (0,69...0,79 кг/см ). Безусловно, эти показатели выше тех, которые получают в доильных аппаратах.
Исследованиями J. Hamman, G.A. Main, S. Wetzel [150] подтверждено, что величина вакуумметрического давления в большей степени влияет на состояние сосковых тканей, чем время доения. Так, например, при доении низким (25 или 30 кПа) и высоким (40 или 50) вакуумом различия в реакциях соска на доильное воздействие связаны с физиологическими и патологическими факторами. Ученые предполагают, что изменения в сосковой ткани после доения низким вакуумом отражает нормальные физиологические реакции на опорожнение вымени. И наоборот, увеличение диаметра и уменьшение сокращения соска (по сравнению с соском, выдоенным низким вакуумом) при высоком вакуумметрическом давлении объясняется возникновением отёков при машинном доении. Авторы не настаивают на необходимости доения животных вакуумом менее 30 кПа, так как при данной величине может возникнуть неприемлемо медленное доение, либо чрезмерное скольжение сосковой резины по соску, либо спадание доильных стаканов. Кроме того, ненормальную реакцию сосковой ткани могут вызвать такие факторы, как характер пульсаций, холостое доение и характеристики доильного стакана, особенно диаметр сосковой резины.
Кроме вышеперечисленных факторов, отрицательные последствия работы сосковой резины определяются ещё и характером сжатия сосковой резины вокруг соска [38, 52, 147, 153, 156].
В такте сжатия сосковая резина полностью сжимается в одной плоскости только в средней части, а по бокам остаются открытые проходы, которые соединены пространством под кончиком соска (во время сжатия вакуум под соском не исчезает). Наблюдается явление «излома» сосковой резины в поперечном направлении в форме восьмерки или эллипса. В этом случае происходит сплющивание и обескровливание соска в месте соприкосновения с резиной, а в других местах - ярко выраженная гиперемия. Гиперемия соска возникает, как правило, на ограниченном его участке - у сфинктера (на расстоянии 0,8... 1см от кончика соска) и предшествует маститому состоянию. Гиперемические явления сфинктера соска, возникающие вследствие его передавливания и открытия, приводят к проникновению вакуума во внутренние полости соска и вымени. Происходит затвердевание стенок сфинктера соска (т.е. канала) и уменьшение площади его поперечного сечения, что приводит к повышению тугодойности животного и нарушению моторики сфинктера. Вызваны эти явления «хлопоком» - резким сжатием сосковой резины (за счет быстрого перехода тактов) при работе доильного аппарата либо действием «жесткого» вакуума (его завышенное значение).
В такте сосания сосковая резина под влиянием вакуума вокруг соскового пространства принимает каплевидную форму. Отрицательные последствия наблюдаются, как правило, в случаях «холостого» доения, когда вакуум, проникший в сосковую цистерну, повреждает слизистые оболочки проток и цистерн соска, вызывает гиперемию эпителия сосковой цистерны, кровоподтек, отек, а иногда и воспаление эпителиальных и субэпителиальных тканей.
Очевидно, что, изменяя характер сжатия сосковой резины — уменьшая сплющивание (в двух плоскостях) и увеличивая обжатие - можно существенно изменить функциональные свойства резины и тем самым обеспечить нормальную работу доильного аппарата, повысив его эффективность.
Стимуляция животного на режиме биомеханического резонанса и устройство осуществля ющее его
На сегодняшний день существует большое количество способов стимуляции рефлекса молокоотдачи животных [1-7, 30, 31, 36, 37, 41, 44, 48, 52, 59, 80, 83, 84, 88-94, 98-101, 103, 106, 107, 128, 133, 144 и др.] и конструкций доильных стаканов, реализующих их при машинном доении [9, 12, 13,15, 17, 19,20,22,24,35,37, 118, 121, 122, 125 и др.]. Качество доильных раздражений во многом определяет секреторную деятельность молочной железы животного. При механических раздражениях из вымени коровы извлекается большая часть остаточного молока, чем при доении без них, за счет сокращения миоэпителия альвеол под влиянием прямых механических воздействий. Хотя спектр восприятия механорецепторов лежит в диапазоне 20Гц...1,540 Гц [143], наибольший эффект вибровозбуждения достигается на частотах биомеханического резонанса, что даёт все основания использовать его для стимуляции рефлекса молокоотдачи физическим воздействием рецепторного поля животного.
Известные способы стимуляции молокоотдачи, нашедшие практическое применение при машинном доении, не учитывают то, что рецептор, являясь приемником, первичным анализатором и преобразователем «информации» в биологических системах имеет пределы (пороги) чувствительности. Для срабатывания рецептора, как датчика поступающей информации, важны не только модальность, периодичность, сила и длительность сигнала, но и его соответствие собственным временным и частотным характеристикам рецептора.
Как уже упоминалось ранее, исследования морфологических и биомеханических свойств виброрецептора показали, что максимальная эффективность его деятельности проявляется на частотах биомеханического резонанса при 100...120 Гц или кратных, с допустимым временем непрерывного возбуждения не более 5 с. Следует учитывать, что максимальный размах амплитуды, вызывающий болевые ощущения зависит от частоты и равен 1...2 мм в диапазоне частот 16...96 Гц и 0,1...0,2 мм при частотах более 512 Гц, Величина порогового давления для рецептора составляет (2...3)-104Па [64, 143].
Следовательно, элементы доильного стакана, осуществляющие стимуляцию, должны наносить раздражение рецепторам периферийной зоны сосков вымени механическим воздействием на частотах биомеханического резонанса.
Исходя из этих посылок, нами был предложен способ стимуляции животных во время доения физическим воздействием на рецепторное поле животного вибровозбуждением на частотах биомеханического резонанса. Вибровозбуждение может наноситься на зоны повышенной физиологической активности кожного покрова животного, например, на рецепторное поле крестца коровы, основания сосков вымени и т.д. Вибровозбуждение подается модулированным по частоте, амплитуде и импульсу. Время непрерывного вибровозбуждения и величина давления составляют не более 5 с и (2...3)-104Па соответственно на частоте 100..Л20 Гц или кратных.
Стимуляция рефлекса молокоотдачи может проводиться как в процессе доения, так и во время преддоильной подготовки устройством, состоящим из доильного стакана, оснащенного насадкой с блоком управления для стимуляции животного вибровозбуждением (см. далее, рис. 2.12). Непосредственное физическое воздействие на рецепторное поле в области основания сосков вымени животного осуществляется вибратором. Настройка устройства на частоты биомеханического резонанса и физиологически допустимые параметры (по амплитуде, импульсу и времени непрерывного возбуждения) осуществляется блоком управления. Время непрерывного вибровозбуждения и величина давления на рецепторное поле составляют не более 5с и (2...3)-104Па соответственно на частоте 100..Л20 Гц или кратных. Устройство, работая в ре 67 жиме частотно-временных характеристик рецептора, максимально воздействует на рецепторы вымени, раздражая последние, и стимулирует рефлекс молокоотдачи.
Устройство представляет собой доильный стакан 1 с гофрированным присоском 2. Устройство 1 снабжено электромагнитом с обмоткой 3, охватывающей корпус 4 доильного стакана 1. Сердечник электромагнита 5 располагается в межстенной камере доильного стакана 1 за защитным кожухом 6. Сердечник электромагнита 5 одним торцом опирается на возвратную пружину 7, а другим - на внутреннюю поверхность гофрированного присоска 2 и совершает возвратно - поступательные движения вследствие прохождения по обмотке электромагнита 3 электрического тока. Обмотка электромагнита 3 соединена электрическими проводами с блоком управления (не показан). Блок управления модулирует сигнал в пределах биомеханического резонанса рецептора. Время непрерывного вибровозбуждения и величина давления на рецепторное поле составляют не более 5с и 2 г/мм соответственно на частоте 100... 120 Гц или кратных.
Устройство работает следующим образом. Настраивают устройство 1 на определенный режим стимулирования (устанавливают частоту, величину давления и время непрерывного возбуждения). Во время доения, по заданному режиму на обмотку электромагнита 3 поступают импульсы электрического тока. Под действием электромагнитного поля, создаваемого обмоткой электромагнита 3, происходят виброколебания сердечника электромагнита 5. Воздействуя на резиновую оболочку верхней части гофрированного присоска 2, сердечник электромаг нита 5 виброколебаниями раздражает рецепторы периферийной зоны сосков вымени механическим воздействием. Виброколебания сердечника электромагнита 5 происходит на частотах биомеханического резонанса. Возвратная пружина 7 обеспечивает обязательный возврат сердечника электромагнита 5 в исходное положение. Использование этой конструкции доильного стакана позволяет повысить эффективность машинного доения животных.
Устройство для стимуляции животных при машинном доении было сконструировано в виде насадки на стандартный доильный стакан (рис. 2.13).
Насадка к доильному стакану, состоит из кольца - 1, осуществляющего вибростимуляцию животных при машинном доении (аналогично сердечнику электромагнита 5 на рис. 2.12), втулки - 2, выполняющей роль катушки (электромагнит 3 на рис. 2.12), кожуха - 3, выполняющего защитную функцию (защитный кожух - 6 на рис. 2.12), обмотки — 4 электромагнита (обмотка электромагнита 3 нарис. 2.12).
Расчет конструктивных размеров доильного стакана проводили по стандартной методике [53,73] и заключался в определении размеров катушки. Рассчитывался диаметр намоточного провода - dm m, сопротивление R„n и число витков - в) .
Оценка работы исполнительных механизмов доильного аппарата тепловизионным методом
Немаловажная роль в рефлексе выведения молока принадлежит сосудистым реакциям молочной железы, которые во время доения или сосания могут характеризовать силу и полноту кровоснабжения вымени. Эта характеристика дает представление о проходящем процессе молоко-выведения. Одним из наиболее удобных показателей кровоснабжения органа является температура молочной железы.
О том, что при доении происходит повышение температуры вымени, известно было давно, однако связать это явление с реакцией выведения молока оказалось возможным, лишь изучив достаточно подробно кровоснабжение молочной железы и его изменения при секреции и выведении молока [56, 67]. Показано, что во время доения усиливается скорость тока крови через железу до 2 и более раз, увеличивается кровяное давление в сонной и молочной артериях (на 4.. .35 мм рт. ст.), изменяется плетизмограмма органа и увеличивается температура как на поверхности молочной железы (от 0,3 до 2,4), так и внутри ее (на 3...9) - в молочных цистернах вымени. Эти реакции осуществляются параллельно и имеют наибольшую величину в момент раздражения (доения).
Возникающая сосудистая реакция молочной железы проявляется тем отчетливее, чем значительнее объем выделившегося молока и чем выше его жирность. Следует особо сказать об экспериментах, в которых регистрировалась кожная температура молочных желез и одновременно дробными порциями (за 1 мин) учитывались количество выделившегося молока и содержание в нем жира. В этих условиях температурная кривая повторяет кривую изменения содержания жира в молоке. Такая закономерность обнаруживается как при доении, так и при выделении молока под действием введенного питуитрина или даже только при открывании катетера, т. е. при получении цистернальной порции молока [57, 54]. Возникновение сосудистой реакции через некоторый период времени после открывания катетера свидетельствует о том, что само вытекание молока является уже достаточным раздражителем для внутрицис-тернальных рецепторов, т. е. внутренние рецепторы молочной цистерны представляют собой одно из рецептивных полей рефлекса молоковыве-дения.
Было показано[54, 57], что катетеры, имеющие сильно различающийся внутренний диаметр, вызывают разную по величине сосудистую реакцию соответственно различной скорости вытекания молока. Оказалось и здесь, что чем больше изменяется температура молочной железы при выделении цистернальной порции молока, тем выше содержание жира в последней порции цистернального молока. Очевидно, что одно лишь раздражение внутренних рецепторов молочной железы, имеющее место при вытекании молока через катетер, способно вызывать сбросы молока из вышележащих отделов вымени в цистерну. Это говорит о том, что рефлекс выделения молока способен дробиться и дробные порции молока могут сбрасываться в нижние отделы железы не только при дозированных раздражениях поверхности соска, но также и при раздражении интерорецепторов молочной железы.
Еще больше видна связь температурной реакции вымени с его выделительной функцией, когда происходит выделение рефлекторной порции. Оказалось возможным на базе механического раздражения соска образовать сосудистые условные рефлексы и одновременно наблюдать за условнорефлекторными изменениями кровоснабжения и выделения молока [58]. Эти опыты были выполнены на козах и коровах. К настоящему времени материал в этом направлении заметно расширился и получены новые факты на различных животных, подчеркивающие связь кровотока с выделительной функцией.
Температурные показатели молочной железы, как критерии, характеризующие сосудистые реакции органа, регистрировались различными методами, Наиболее перспективными для исследования сосудистых реакций при выделении молока следует считать методы, акций при выделении молока следует считать методы, позволяющие вести непрерывную графическую запись изменений температуры [69], особенно при радиотелеметрической регистрации. Наиболее значительные смещения температуры при выделении молока, естественно, наблюдаются при регистрации кожной температуры и температурных изменений внутри цистерны, меньшие колебания отмечаются в тканях молочной железы. При выведении молока (доение и сосание) в тканях молочной железы было зарегистрировано повышение температуры на 0,25...0,85. При этом оказалось, что в альвеолярном отделе увеличение температуры было более значительным (в среднем 0,40), чем в цистернальном отделе (в среднем 0,25) [69]. Латентный период сосудистой реакции составлял 22...42 с, при сосании он оказался меньшим, чем при доении. Температурная реакция продолжалась 140...310 с, ее длительность зависела от времени протекания молоковыделительного рефлекса. Отмечается интересная деталь температурных реакций: перед тем, как температура органа начинает повышаться, наблюдается быстрое (с латентным периодом менее 1 с) кратковременное (продолжается в течение 3...15 с) понижение температуры на 0,15...0,20.
Все рассмотренные реакции, характеризующие молоковыделитель-ный рефлекс (изменения тонуса сфинктера соска, цистернального давления, температуры различных отделов молочной железы) осуществляются в молочной железе одновременно и могут быть синхронно зарегистрированы. Это говорит о том, что двигательная активность сфинктера соска и температурные реакции молочной железы, а равно и изменения цистернального давления при выделении молока, суть равноправные реакции, характеризующие различные стороны молоковыделительного рефлекса и указывающие, что в этой реакции участвует вся молочная железа, все ее отделы. Это обстоятельство позволяет диагностировать работу исполнительного механизма доильного аппарата с точки зрения его физиологичности при помощи тепловизионного обследования вымени животного.
Поскольку задачей исследования не является постановка диагноза, то в нашем случае, мы будем исходить из факта, что животное - гомой-терм (равномерно теплое тело) и его жизненные процессы протекают либо с потерей, либо с выработкой тепла и организм стремится к постоянному поддержанию индивидуальной температуры на самом благоприятном физиологическом уровне. Поэтому наличие температурного перепада (достаточно большого) является главным признаком ненормальной работы живого организма. При термографических исследованиях принято обращать внимание на наличие перепада радиационных температур: между зоной интереса и окружающими участками (ЛТ]); между зоной интереса и симметричной зоной другой молочной железы (ДТг);
между зоной интереса и этой же зоной через заданный промежуток времени (АТз); При ДТі52 2С можно говорить о признаках, характеризующих патологические явления.
Испытание доильного стакана стимулирующего действия на режиме биомеханического резонанса по обобщенному коэффициенту тугодойности
Целью испытаний явилась проверка стимулирующего влияния вибровозбуждения на рефлекс молокоотдачи и работоспособности конструкция - доильного стакана, имеющего специальную насадку. Работоспособность конструкции насадки, осуществляющей вибровозбуждение проверяли в производственных условиях на ферме ЗАО «Заречное» Ташлинского р-на Оренбургской области на коровах красной степной породы с использованием двух доильных аппаратов марки Alfa Laval agri.
Один аппарат использовали в стандартной комплектации, другой (экспериментальный), был оснащен устройствами для стимуляции животного вибровозбуждением (четыре насадки к стаканам с блоком управления). Все четыре насадки настраивали на частоту 102,5 Гц (резонансная частота виброрецептора) и время непрерывного возбуждения 5с.
Время возбуждения чередовали со временем покоя в соотношении 1:1. В этом случае время возбуждения составляло 5с, время покоя также 5 с. Оценку аппаратов проводили по методике, предложенной Л.П. Кар-ташовым и З.В. Макаровской [133] по обобщенному коэффициенту.
Обобщенный коэффициент определяется по : К0 — ,
где f-среднее значение величины латентного периода, с; Q -среднее значение интенсивности молоковыведения, г/с; f-среднее значение количества оставшегося молока, г.
По данной методике, чем выше коэффициент, тем физиологичнее аппарат или метод. Кроме того, о большей физиологичности внутри одного метода выведения молока можно говорить в случае, если разница в значениях обобщенных коэффициентах составляет более 15%.
Эксперимент проводили методом латинского квадрата. Для эксперимента подбирали две группы животных по пять коров в каждой. При подборе коров особое внимание уделяли состоянию вымени и функциональной развитости её четвертей. Подбор животных проводили по принципу аналогов с учетом возраста, отела, продуктивности, живого веса и упитанности. Кроме того, исходили из условия, чтобы животные имели одинаковые значения коэффициентов тугодойности (КПТ1, КПТЗ, см. таблицу 4.8) либо близкие (до 5%) при прочих равных условиях, перечисленных выше [105],
Породность животных, возраст и продуктивность устанавливали по материалам бонитировочных ведомостей, данным первичного зоотехнического учета и результатам исследования коров в подготовительный период. Характеристики коров опытных групп приведены в таблице 4.8 и свидетельствуют о достаточной равномерности распределения животных в группах. При проведении эксперимента животные находились в одинаковых условиях ухода и содержания.
Во время учетного периода проводили ежедневный индивидуальный учет надоев и времени доения. Определяли величину латентного периода, интенсивность молоковыведения и количество оставшегося молока. Жирность молока определяли кислотным методом. Массаж вымени перед доением не применяли.
Величину латентного периода определяли перед доением, вводя в левый передний сосок коровы катетер (для извлечения цистернальной порции молока) и после истечения струи на три остальных соска наносили раздражения, вызывающие молокоотдачу - подвешивали доильные стаканы стандартного исполнения и доильные стаканы с насадками для стимуляции животного вибровозбуждением. После этого фиксировали секундомером время до первого появления альвеолярной порции молока. Учитывали объем и жирность порций альвеолярного молока.
Количество остаточного молока определяли после машинного додаивания: аппарат снимали, вводили внутривенно 20 и.е. питуитрина и вручную выдаивали остаточное молоко.
Интенсивность молоковыведения вычисляли исходя из величин индивидуального машинного надоя и времени доения, включая значения машинного до доя.
Результаты производственных испытаний представлены в таблице 4.9.
Из результатов испытаний (см. таблицу 4.9) видно, что экспериментальный доильный аппарат более физиологичен, чем серийный аппарат. О чем свидетельствует значение коэффициента / =4,87 (4,87 2,63).
Кроме того, производственный эксперимент показал, что средние значения величин: латентного периода уменьшились на 3,7%, интенсивности молоковыведения увеличились на 3,26%, количество оставшегося молока уменьшилось на 46,3%, изменение времени доения несущественно. Всё это свидетельствует об эффективности предлагаемого способа стимуляции, поскольку разница в значениях обобщенных коэффициентов составляет более 15% - (т.е. составила 46%). Использование устройства позволило повысить молочную продуктивность животных без изменения условий кормления и содержания, за счет более полного выдаивания вымени.
