Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса. Цель и задачи исследования 9
1.1 Общая характеристика машинного доения коров 9
1.2 Состояние и перспективы развития технологий машинного доения коров. Направления совершенствования доильных установок ... 11
1.3 Доильные аппараты и направления их совершенствования 16
1.4 Влияние величины и стабильности разрежения на развитие и профилактику мастита 23
1.5 Краткий обзор работ по исследованию, анализу и стабилизации вакуумного режима доильных установок в процессе машинного доения 25
1.6 Постановка вопроса и задачи исследования 27
2 Теоретические предпосылки повышения эффективности функционирования доильной установки 29
2.1 Системный анализ машинного доения коров 29
2.2 Аналитическое исследование распределения колебаний разрежения в молокопроводе доильной установки 38
2.3. Теоретический анализ формирования вакуумного режима во время второй фазы взаимодействия оператора и животного (фаза машинного доения) 47
2.4 Совершенствование конструктивно-технологической схемы
доильной установки с молокопроводом и её элементов 58
3 Программа и методика исследований 64
3.1 Программа исследований 64
3.2 Приборы и оборудование 65
3.3 Методика исследования вакуумного режима 68
4 Экспериментальное исследование вакуумного режима доильных установок 74
4.1 Исследования распределения колебаний разрежения в молокопроводе 74
4.2 Исследование колебаний разрежения в вакуумпроводе при доении коров в переносные ведра 81
4.3 Исследование вакуумного режима наиболее распространён- 86 ных в Кировской области доильных установок
4.4 Влияние участков подъёма (опускания) молокопровода на стабильность вакуумного режима 89
4.5 Исследование колебаний разрежения при подключении доильных аппаратов 97
4.6 Общие закономерности вакуумного режима доильных установок с молокопроводом 101
4.7 Исследование доильных установок третьего поколения 104
4.8 Результаты исследования вакуумного режима в молокопроводе с дополнительными ресиверами 112
5 Оптимизация вакуумного режима доильных установок. экономическая эффективность результатов исследований 120
5.1 Оптимизация вакуумного режима доильной установки УДМ-200 120
5.2 Оптимизация вакуумного режима доильной установки АДМ-8А с дополнительными ресиверами 130
5.3 Экономическая эффективность результатов исследований 139
Общие выводы 147
Литература 149
Приложения 161
- Состояние и перспективы развития технологий машинного доения коров. Направления совершенствования доильных установок
- Аналитическое исследование распределения колебаний разрежения в молокопроводе доильной установки
- Влияние участков подъёма (опускания) молокопровода на стабильность вакуумного режима
- Оптимизация вакуумного режима доильной установки АДМ-8А с дополнительными ресиверами
Введение к работе
Актуальность темы. В ближайшей перспективе в рамках выполнения национального проекта «Развитие АПК» потребуется разработка энергосберегающих, безопасных для животных и окружающей среды технологий и средств машинного доения коров, обеспечивающих повышение эффективности производства, снижения издержек, увеличения продуктивности животных, в конечном счете, повышения рентабельности производства и конкурентоспособности продукции молочного скотоводства. Данное обстоятельство требует системного подхода при анализе состояния и перспектив развития молочной отрасли в целом и, в частности, к наиболее трудоёмкой (до 50% общих трудовых затрат) её составляющей машинному доению. В настоящее время применяется широкий спектр доильных установок, у которых основным и наиболее слабым звеном по-прежнему является вакуумная система.
Несоответствие воздействий технической составляющей машинного доения коров и человеческого фактора физиологическим потребностям и реакциям животных приводит, как правило, к снижению продуктивности, увеличению расхода кормов, вызывает повышение заболеваемости животных. Не случайно все мировые рекорды по молочной продуктивности (прижизненные, годовые, суточные) поставлены при ручном доении. В результате, современное состояние молочной отрасли характеризуется широким распространением мастита, коротким сроком хозяйственного использования животных и ухудшением качества молока.
Следовательно, исследования, направленные на совершенствование доильных установок в направлении снижения негативных последствий для молочной железы, сохранения генетической продуктивности и повышения качества молока, являются актуальными и имеют важное народнохозяйственное значение.
Цель работы - повышение эффективности функционирования доильной установки путем совершенствования и оптимизации её конструктивно-технологической схемы и режимов работы вакуумной системы.
Объекты исследования - технологические процессы и технические средства машинного доения коров.
Методы исследований. Методологическую основу составили системный анализ в совокупности с положениями теории вероятностей, газовой динамики и технической механики. При выполнении работы использовались: серийное оборудование для обслуживания животных и разработанные экспериментальные установки; методы и средства анализа молока, рекомендуемые ГОСТами и предложенные вновь; методы планирования экспериментов с обработкой данных на ПЭВМ.
Научную новизну работы составляют:
системный анализ и математические зависимости, определяющие процесс формирования вакуумного режима в молокопроводе и эффективность применения дополнительных ресиверов; математические модели рабочего процесса вакуумных систем доильных установок;
теоретическое обоснование предельного значения среднего квадратического отклонения разрежения в молокопроводах доильных установок, обеспечивающего максимальное пребывание вакуумного режима в благоприятном по зоогигиениче-ским требованиям диапазоне;
результаты экспериментальных исследований вакуумного режима доильных установок во время доения;
конструктивно-технологические схемы доильной установки и её элементов.
Практическая ценность диссертации обусловлена:
адаптированной к физиологическим особенностям животных суточной коррекцией предельной величиной разрежения;
стабилизацией флюктуации разрежения в молокопроводе доильной установки, обоснованным снижением его предельной величины и уменьшением на этом фоне случаев заболевания молочной железы.
Разработанные методы расчета и оптимизации параметров и режимов работы вакуумных систем доильных установок могут быть использованы в проектных, конструкторских, научно-исследовательских и учебных заведениях.
Реализация результатов исследований. Конструктивно-технологическая схема модернизированной доильной установки АДМ-8А с дополнительными ресиверами, ее техническое описание и результаты исследований переданы НПО «ФЕМАКС» (г. Москва), конструктивно-технологические схемы пульсоколлектора переданы ОАО «Кировский завод «МАЯК» (г. Киров). Результаты научно-технических разработок используются в учебном процессе на инженерном факультете ФГОУ ВПО Вятская ГСХА (г. Киров).
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на международных научно-практических конференциях в ГНУ НИИСХ Северо-Востока Россельхозакадемии (г. Киров, 2006, 2007 гг.); в ГНУ ВНИИМЖ (г. Подольск, 2007...2009 гг.); на ежегодных научных конференциях Вятской ГСХА (г. Киров, 2005...2010 гг.) и Ижевской ГСХА (г. Ижевск, 2005 г.).
Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 28 научных работах, из которых одна опубликована в издании, рекомендованном ВАК РФ, один патент на полезную модель, одна работа опубликована за рубежом.
Защищаемые положения:
- системный анализ и математические зависимости, определяющие процесс фор
мирования вакуумного режима в молокопроводе и эффективность применения до
полнительных ресиверов. Математические модели рабочего процесса вакуумных
систем доильных установок;
теоретическое обоснование предельного значения среднего квадратического отклонения разрежения в молокопроводе во время доения, обеспечивающего максимальное пребывание вакуумного режима в благоприятном по зоогигиеническим требованиям диапазоне;
вакуумные режимы, реализующие адаптированную к физиологическим особенностям животных суточную коррекцию предельной величины разрежения;
- конструктивно-технологические схемы и результаты исследований вакуумного
режима существующих и усовершенствованных доильных установок и аппаратов;
- экономическая эффективность результатов исследований.
Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, списка литературы и приложений, изложена на 193 страницах машинописного текста, включая библиографию из 152 наименований, 33 рисунка, 41 таблицу и 5 приложений.
Состояние и перспективы развития технологий машинного доения коров. Направления совершенствования доильных установок
В настоящее время применяется широкий спектр доильных установок с молокопроводом для привязного содержания, все многообразие которых по конструктивным особенностям разделим на три группы. К установкам первого поколения отнесём установки типа АДМ-8 с торцевыми и, как правило, заглубленным расположением молочной (рис. А. 1,6). Установки типа АДМ-8А с центральным, расположением молочной (рис.АЛ,а) назовём установками второго поколения. Молокопроводы первого и второго поколений выполняют стеклянными диаметром 38 мм. Третье поколение характеризуется молокопроводом из нержавеющей стали с увеличенным до 50 мм диаметром, мо-локоприёмники размещены в животноводческом помещении (рис. А.2). Вместе с тем в установках всех поколений; основным и наиболее слабым звеном является вакуумная система.
В настоящее время в России применяются два типа отечественных вакуумных насосов (табл. 1.1): пластинчато-роторные и водокольцевые с рециркуляцией рабочей жидкости. Оба этих типа насосов имеют ряд существенных недостатков. В пластинчато-роторных насосах недостаток заложен в самой конструкции. Свободно плавающие,пластины создают трение о корпус ив пазах ротора, что приводит к потере энергии и износу. В водокольцевых вакуумных насосах по сравнению с пластинчато-роторными меньше уровень шума, они более экологически чистые. Наличие водяного, кольца ограничивает окружные скорости ротора, которые составляют не более 14... 15 м/с. К насосам типа ВВН прилагается водосборник, что увеличивает и без того высокую металлоемкость [14]. Значительный интерес представляют двуротор-ные насосы типа Ruts, которые являются быстроходными, вследствие чего имеют невысокую металлоемкость и габариты [67]. Н.З. Хисметов [119, 120] предложил шестеренный вакуумный насос, имеющий меньший износ рабочих органов. Из всех насосов централизованных вакуумных систем на фермах крупного рогатого скота используются большей частью насосы ВВН-3 и ВВН-6 [87, 135, 149]. Первый, предназначен на фермах с поголовьем 100...200 коров, второй применяют на животноводческих комплексах с поголовьем 200.. .400 коров.
В результате комплексной оценки вариантов технологий производства молока минимальные удельные затраты соответствуют ферме с поголовьем 200 коров при беспривязно-боксовом содержании и продуктивностью более 4000 кг молока на одно животное в год [69, 70]. Реконструкция фермы с заменой привязного содержания на поточно-групповое обслуживание совместно с использованием манипулятора конструкции ВНИПТИМЭСХ обеспечат снижение заболеваемости коров маститом, совокупный рост их продуктивности на 10... 15%, увеличение нагрузки на одного работающего с 11... 13 до 18...20 коров [40]. За рубежом беспривязное содержание является наиболее перспективным и распространённым (в Западной Европе на беспривязном содержании находится около 70% поголовья молочного стада) [82].
В России, наоборот, технология привязного содержания животных с доением в ведра получила наибольшее распространение. По данным Н.В. Сивкина [93] она применяется при обслуживании 71,3% всего поголовья, доение в молокопровод - 28%, в доильных залах - 1.. .2%. С учетом развития технологий, комплексов оборудования и темпов внедрения в сельскохозяйственное производство передовых технологий и технологических процессов в России к 2010 году в условиях новейших технологий будут содержаться только 15... 18% коров [150]. Поэтому в ближайшие 10... 15 лет наибольший спрос будет на доильную установку с молокопроводом [38, 88; 95, 97, 122]. Такая ситуация в механизации доения характерна и для ближайшего зарубежья [20, 23, 64, 148]. При использовании доильной установки с молокопроводом на фермах с поголовьем свыше 50 коров производительность труда при доении вырастает на 28%, затраты труда на корову снижаются, на 28...30% [6]. В таблице 1.2 приведены технические данные наиболее распространённых доильных установок с молокопроводом.
СВ. Рыжовым [88] приведена сравнительная технико-экономическая оценка различных, в том числе импортных, доильных установок по результатам испытаний Северо-Западной машиноиспытательной станции. Показаны очевидные экономические преимущества доильной установки УДМ-200 конструкции НІЖ «Фемакс» (рис. А.2).
В результате механического воздействия на молоко в доильных установках имеют место потери жира из-за дестабилизации белковых оболочек жировых шариков. Исследованиями Ю.И. Коровина и А.П. Бахарева [41] показано, что при транспортировке молока по молокопроводу, потери жира могут возрасти до 3,57% к общему количеству жира, а в промывочной воде обнаруживается еще до 0,8% жира. При машинном доении общие потери молочного жира в молоке по данным исследований И.Д. Богдана [6] составляют от 0,19% до 32%. Неравномерное течение молока в молочном шланге приводит к снижению разрежения под сосками, что снижает скорость и полноту выдаивания и служит причиной заболевания коров маститом. Кроме этого снижается»качество молока, так как сбиваются жировые шарики, образуются комочки масла и молочная пена, содержание жира в которой составляет 12... 15%. Флюктуации разрежения в доильных установках можно уменьшить, применив промежуточные переносные молокосборники на базе серийного дозатора молока с автоматическим перекачиванием молока в молоко-провод. Жирность при-использовании молокосборника составляла 4,31%, в то время как без него — 4,07%, что эквивалентно прибавке молока от каждой коровы примерно 380 л в год [6].
Аналитическое исследование распределения колебаний разрежения в молокопроводе доильной установки
Первая фаза взаимодействия соответствует дискретным низкочастотным колебаниям с максимальной амплитудой. Эти колебания обусловлены кратковременной разгерметизацией вакуумной системы, происходящей в момент одевания доильных стаканов на соски вымени коровы на данной ветви молокопровода. Величина и характер колебаний разрежения имеют случайный характер и определяются квалификацией оператора машинного доения, его физическим и психологическим состоянием в данный момент времени.
Периодичность первой фазы взаимодействия, а также её статистические показатели определяются взаимодействием двух биологических (оператор и животное) звеньев и одним механическим (доильный аппарат) звеном. Данная фаза взаимодействия биологических и технических звеньев легко идентифицируются.по реализации на ленте и визуально по действиям, выполняемым оператором.
К первой фазе взаимодействия, по определению, должны быть отнесены также периодические низкочастотные колебания разрежения со средней по величине амплитудой. Они изначально инициированы операторами машинного доения при одевании доильных стаканов на соски вымени животных, размещенных на других ветвях молокопровода данного помещения и на ветвях молокопровода соседнего помещения. В последствии эти колебания преобразованы общей машиной (вакуумной установкой).
Периодические низкочастотные колебания разрежения со средней по величине амплитудой, хотя они по природе происхождения соответствуют первой фазе взаимодействия, визуально идентифицировать, то есть определить начало и конец воздействий практически не представляется возможным ни по действиям операторов, вследствие территориальной протяженности и значительного их количественного состава, ни по реализации из-за машинного преобразования. Эти колебания выступают по существу общим фоном, на который накладываются результаты взаимодействия технических и биологических звеньев данной технологической линии (ветви молокопровода). С учётом выше сказанного и того обстоятельства, что на данной ветви молокопровода эти колебания разрежения не обусловлены действиями оператора (биологического звена) именно этой линии, в анализе их следует отнести ко второй и третьей фазам взаимодействия технических и биологических звеньев данной ветви молокопровода.
Вторая и третья фазы взаимодействия представлены на диаграмме непрерывными высокочастотными колебаниями с минимальной амплитудой, так как в этих фазах практически не происходит разгерметизации вакуумной-системы. Данные колебания разрежения неизбежны, так как обусловлены техническим состоянием и возможностями доильной установки. Они" зависят от течения молока.в молокопроводе, от. его частоты переходов из безнапорного (расслоенного), движения в напорное движение (пробковое), определяются производительностью вакуумного насоса, объёмом ресивера, протяженностью, уклонами и диаметрами молочных линий, конструктивными особенностями дозаторов, регуляторов давления, количеством и типом доильных аппаратов.
Фрагмент реализации (рис. 2.2,а) назовём суммарным или общим процессом колебаний разрежения, он обусловлен взаимодействием технических и биологических звеньев и представляет собой графическую иллюстрацию функционирования подсистемы третьего уровня в целом.
С целью углублённого статистического анализа условно разделим его на две составляющие части: машинный процесс (рис. 2.2,6), к которому отнесены вторая и третья фазы взаимодействия технических и биологических звеньев, и биологический (рис. 2.2,в) - первая фаза взаимодействия. Дополнительныи независимый друг от друга статистический анализ составляющих общего процесса позволяет объективно оценить возможности вакуумной системы в различные фазы взаимодействия технических и биологических звеньев.
Поэтому конечной целью системного анализа на уровне исследования фаз взаимодействия элементов технического и биологических звеньев (подсистема третьего уровня) является математическое описание рабочего процесса формирования вакуумного режима в молокопроводе с позиций теории вероятностей. Математические модели в дальнейшем используются для решения задач разработки, совершенствования и оптимизации элементов доильной установки, а так же синтеза на их основе подсистем высших ступеней в иерархии машинного доения коров.
В настоящее время почти нет методов, позволяющих строго формально решать задачи синтеза, в конечном счете, все сводится к так называемому перебору вариантов или «синтезу через анализ»[8]. Таким образом, математические модели процесса формирования разрежения, полученные в результате исследования третьего уровня подсистемы машинного доения коров, позволят сформулировать объективные технические условия к вакуумным системам доильных установок, например, предельно допускаемое значение среднего квадратического разрежения, обеспечивающее максимальную вероятность попадания случайной величины разрежения в заданный интервал. Это позволит целенаправленно совершенствовать существующие или разрабатывать новые элементы доильной установки (второй уровень).
Усовершенствованные и вновь разработанные элементы доильной установки преобразуют конструктивно-технологическую схему доильной установки (первый уровень), которая способна после соответствующей оптимизации в целом её составных линий надлежащим образом обеспечить и поддерживать во время доения вакуумный режим.
Рассмотрим [146] процесс колебаний разрежения в молокопроводе доильной установки (рис.2.2,а) во время доения как стационарный, установившийся режим, достигаемый на промежутке времени t —» со. В этом случае можно пользоваться не множеством реализаций, а одной достаточно длинной реализацией процесса. При этом интересующие нас вероятностные характеристики случайного процесса флюктуации разрежения могут быть получены как средние по времени для одной реализации.
Предположим, что кроме стационарности процесс обладает еще и так называемым эргодическим свойством. Это свойство заключается в том, что каждая отдельная реализация процесса является как бы «полномочным представителем» всего класса реализаций. На практике эргодические случайные процессы встречаются чаще, чем неэргодические и, как правило, одна реализация позволяет получить все вероятностные характеристики [12].
Влияние участков подъёма (опускания) молокопровода на стабильность вакуумного режима
Для стабилизации разрежения в молокопроводе доильной установки на кафедре ТЭО Вятской ГСХА. [76] предложено присоединить по обе стороны разделителей к молокопроводу дополнительные ресиверы. Доильная установка (рис. 2.9) содержит, установленные вдоль рядов стойл, доильные мо-локопроводы 7, переходящие в транспортные молокопроводы 4. Краны 6 для присоединения доильных аппаратов 5 размещены на доильном молокопроводе 7. При доении транспортные молокопроводы 4 посредством переключателей потока жидкости 3 и через дозаторы молока 2 соединены с молокопри-емником-воздухоотделителем 1, а система промывки 15 отключена от транспортных молокопроводов 4. Разделители 8, делящие молокопроводы во время доения на две ветви, установлены на доильных молокопроводах 7. Моло-коприемник—воздухоотделитель 1 соединен с источником разрежения 14 через предохранительную камеру. Источник разрежения 14, водокольцевой вакуумный насос, снабжен ресивером 13 и регулятором давления. На молоко-проводах 7 по обе стороны разделителей 8 установлены дополнительные краны 9 для присоединения к ним дополнительных ресиверов 10.
Дополнительные ресиверы 10 выполнены в виде доильных ведер с крышками. На крышках установлены два патрубка. Один патрубок посредством молочного шланга соединен с дополнительным краном 9 и установлен заподлицо с внутренней поверхностью крышки. Внутренняя поверхность крышки выполнена сферической формы. Другой патрубок имеет воздушный клапан, а с внутренней стороны крышки смонтирован выступающим над ее поверхностью. Вакуум-проводы 11 соединены с ресивером 13. Доильная установка работает следующим образом. Во время доения переключатели потока жидкости 3 установлены в положение, которое отключает систему промывки 15 от транспортных молокопроводов 4. Транспортные молокопроводы 4 соединены посредством переключателей потока 3 с дозаторами 2. Разделители 8 установлены в положение, делящее молокопроводы 7 на две ветви. Через дополнительные краны 9 дополнительные ресиверы 10 подключены к доильным молокопроводам 7. Из источника разрежения 14 разрежение поступает последовательно в ресивер 13, молокоприемник-воздухоотделитель 1, транспортные 4 и доильные молокопроводы 7. Затем через дополнительные краны 9, молочные шланги в дополнительные ресиверы 10. К кранам 6 подключены доильные аппараты 5. Выдоенное молоко поступает из доильных аппаратов 5, через краны 6 в доильные молокопроводы 7, а затем в транспортные молокопроводы 4. Из транспортных молокопроводов 4 молоко через переключатели потока 3 поступает в дозаторы молока 2. Из дозаторов 2 молоко попадает в молокоприемник-воздухоотделитель 1, а из него молочным насосом подается на первичную обработку (фильтрацию, охлаждение и т.п.). При повышенном расходе воздуха на участке доильного молокопровода (подключение доильных аппаратов) разрежение поступает к данному участку из ресиверов 10 и 13. При пробковом режиме движения молока в транспортном и (или) доильном молокопроводах образовавшаяся пробка молока отключает доильный молокопровод от источника разрежения. В это время дополнительные ресиверы 10 обеспечивают стабилизацию давления в молокопроводе 7. После окончания доения дополнительные ресиверы устанавливают вниз крышкой и открывают воздушный клапан. Поступающий воздух повышает давление в дополнительном ресивере 10 и вытесняет из него молоко в доильный молокопровод 7 и далее в молокоприемник воздухоотделитель 1.
После окончания доения отключают дополнительные ресиверы. Промывка доильной установки осуществляется в последовательности предусмотренной конструкцией и в режиме, рекомендуемом инструкцией завода изготовителя. Наибольшая дестабилизация вакуумного режима наступает во время надевания доильных стаканов на соски, поэтому подавать разрежение в под-сосковые камеры необходимо в завершающей стадии надевания каждого доильного стакана. Для этой цели, на наш взгляд, в доильных аппаратах, содержащих пульсатор и коллектор, целесообразно использовать коллектор с индивидуальным клапанным механизмом для каждой подсосковои камеры [136]. На рисунке 2.10 изображен общий вид опытного образца доильного аппарата, в котором коллектор с индивидуальным клапанным механизмом заимствован от аппарата ДАЧ-1, а переходник - из комплекта оборудования АДМ-8А . Такое конструктивное решение позволяет оператору при работе с доильным аппаратом последовательно и автономно подключать подсосковые камеры доильных стаканов к молокопроводу и визуально контролировать по прозрачным молочным трубкам молокоотдачу от каждой четверти вымени животного.
В доильных аппаратах с пульсоколлектором технически невозможно использовать коллектор с индивидуальным клапанным механизмом, поэтому рекомендуется использовать разработанное нами приспособление (приложение В), установленное на каждом доильном стакане. Приспособление позволяет автономно и независимо друг от друга подсоединять подсосковые камеры доильных стаканов к источнику разрежения, не влияя на работу пульсо-коллектора. Схема приспособления показана на рисунке 2.11. Оно состоит из основания 3, жестко закреплённого на гильзе 1 доильного стакана, и подпружиненного рычага 4. Основание 3 и рычаг 4 в нижней части имеют зажимы 6, например, прорезиненные ролики. Основание 3 и рычаг 4 соединены между собой осью 7, для фиксации рычага в сжатом состоянии в верхней части основания 3 установлена собачка 5. Приспособление работает следующим образом.
Оптимизация вакуумного режима доильной установки АДМ-8А с дополнительными ресиверами
Коррекция предельной величины разрежения совместно с использованием доильных аппаратов с пульсоколлекторами не оказали отрицательного влияния на полноту извлечения молока.
В результате снижения предельной величины разрежения до 48 кПа и замены двухтактных доильных аппаратов фирмы SAC на аппараты с пульсо-коллектором производства Кировского завода «Маяк» число соматических клеток в сборном молоке уменьшилось более чем в два раза, что обеспечило повышение качества молока и соответственно экономическую эффективность произведенной реконструкции.
После модернизации технологической схемы доильной установки путем установки дополнительных ресиверов в молокопроводе фермьь№ 2 агрофирмы «Коршик» нами изучено влияние на показатели машинного доения коров совместного влияния двух факторов: предельного значения разрежения в молокопроводе (45, 47, 49, 51, 53 кПа), определяемого величиной настройки вакуумрегулятора, и объёма подключаемого ресивера (0,02 м3, 0.04 м3, 0,06 м3) [144]. В основу исследований был положен план на шестиугольнике, особенностью которого является варьирование одного фактора на пяти уровнях, а другого на трёх, что позволяет при семи опытах получать математические модели для двух факторов в виде уравнения второго порядка (3.1). В качестве критериев оптимизации в исследованиях приняты величина разового удоя с фермы (У, кг), продолжительность доения (П, мин), среднее квадратическое отклонение (а, кПа) и темп роста числа соматических клеток (Т, %), определяемый по формуле (5.1). План, интервалы варьирования факторов, результаты опытов, оценки коэффициентов, их значимость и адекватность математических моделей приведены в таблицах 5.8 и 5.9. Графическая интерпретация результатов опытов представлена на рисунке 5.2. Число соматических клеток в опытах определяли до соответствующей настройки вакуумрегулятора, согласно выбранному плану исследований, и после истечения двух суток работы доильной установки в настроенном режиме. Измерения производили в каждой четверти вымени путем ручного отбора проб молока у группы из шести физиологически здоровых на данный момент коров, не болевших ранее маститом. Полученные результаты в дальнейшем усредняли по всем измерениям. Анализ полученных математических моделей, выполненный с уровнем значимости #=0,05, показывает, что все они адекватно описывают экспериментальные данные, поскольку расчетные значения -критерия Фишера значительно меньше табличного значения (табл.5.9). На темп роста числа соматических клеток оказывают статистически значимое влияние оба фактора и их взаимодействие, так как расчетные значения /-критерия Стьюдента превышают его табличное значение. Из математических моделей следует, а из рисунка 5.2 видно, что уравнения второго порядка для темпа роста соматических клеток в выбранном интервале варьирования имеют частные экстремумы. Минимум темпа роста числа соматических клеток расположен в диапазоне 48.. .50 кПа.
Математические модели для продолжительности доения и удоя в выбранном интервале варьирования 47...53 кПа не имеют экстремумов при объёме дополнительных ресиверов 0,06 м3 и 0,04 м3. При объёме ресивера 0,02 м удой практически не изменяется во всем интервале варьирования предельной величины разрежения, а его максимальное значение соответствует величине разрежения 49 кПа.
Продолжительность доения, при использовании ресивера объёмом 0,06 м уменьшается с увеличением разрежения, не зависит от величины раз-режения при объёме 0,04 м , а при дальнейшем уменьшении объёма ресивера возрастает. Данная тенденция обусловлена, по-видимому, повышением скорости доения с возрастанием стабильности вакуумного режима при увеличении объёма ресивера.
С увеличением предельной величины разрежения до 49,5 кПа наи-больший удой при подключении ресивера объёмом 0,04 м . При дальнейшем увеличении разрежения более эффективным по полноте извлечения молока будет ресивер объёмом 0,06 м3. С учетом ограничения предельной величины разрежения в диапазоне 48..50 кПа, обусловленного резким возрастанием числа соматических клеток за его пределами, следует считать достаточно эффективным по полноте извлечения молока и продолжительности доения объём ресивера равный 0,04 м .Учитывая трёхразовое доение корова на; ферме, нами дополнительно изучено влияние предельной величины разрежения и объёма дополнительного ресивера на показатели машинного доения коров во время утренней и вечерней доек. План, интервалы варьирования факторов, результаты опытов, оценки коэффициентов, их значимость и адекватность математических моделей приведены в таблицах 5.10...5.13.
