Содержание к диссертации
Введение
Состояние вопроса, цель и задачи исследований 11
Анализ резервов повышения эффективности производства молока 11
Анализ влияния конструктивно-режимных параметров доильных установок на эффективность их функционирования 13
Анализ структурно-технологических схем линейных доильных установок 16
Анализ методов и технических средств для учета молока на доильных установках 19
Анализ исследований пропускной способности элементов молокопроводных систем 31
Теоретический анализ работы молокопроводных систем доильных установок
Обоснование структурно-технологических схем молокопроводов доильных установок 36
Обоснование структурно-технологической схемы счетчика молока 39
Исследование рабочего процесса группового счетчика-эвакуатора молока 43
1 Исследование условий работоспособности счетчика-эвакуатора молока 43
2 Определение времени заполнения мерной камеры счетчика -эвакуатора молока
3 Определение времени опорожнения мерной камеры счетчика- эвакуатора молока 51
4 Определение времени продувки мерной камеры счетчика молока 56
5 Определение пропускной способности группового счётчика-эвакуатора молока
Выводы по главе 60
Методика экспериментальных исследований рабочего процесса счетчика-эвакуатора молока 62
Программа экспериментальных исследований 62
Методика экспериментальных исследований расходных характеристик счетчика-эвакуатора молока 64
Методика экспериментальных исследований влияния конструктивно-режимных параметров счетчика-эвакуатора молока на точность измерения количества молока 70
Результаты и анализ экспериментальных исследований 76
Результаты экспериментальных исследований расходных характеристик счетчиков-эвакуаторов молока 76
1 Анализ взаимосвязей параметров рабочего процесса счетчиков-эвакуаторов молока 76
2 Разработка математических моделей процесса эвакуации молока 81
Разработка алгоритма инженерного расчета конструктивно-режимных параметров счетчика-эвакуатора молока 89
Исследование метрологических характеристик счетчика - эвакуатора молока 93
Выводы по главе 96
Производственная проверка и экономическая оценка результатов реализации структурно-технологической схемы доильной установки на базе счетчиков-эвакуаторов молока 98
5.1 Условия проведения производственной проверки 98
5.2 Результаты производственной проверки 100
5.3 Экономическая оценка эффективности использования модернизированных доильных установок 104
Выводы по главе 107
Общие выводы 109
Список использованных источников 111
Приложения 121
- Анализ влияния конструктивно-режимных параметров доильных установок на эффективность их функционирования
- Обоснование структурно-технологических схем молокопроводов доильных установок
- Методика экспериментальных исследований расходных характеристик счетчика-эвакуатора молока
- Анализ взаимосвязей параметров рабочего процесса счетчиков-эвакуаторов молока
Введение к работе
В последние десятилетия, начиная с 1991 года, в молочном скотоводстве наблюдалась тенденция сокращения поголовья коров. В начальный период имело место снижение их продуктивности, а затем постепенный рост. В 2009 году уровень продуктивности коров превысил уровень 1990 года и в настоящее время наблюдается тенденция её повышения. В отдельных регионах он приблизился к 6000 литров на корову в год.
Производство молока в стране находится на уровне 32...32,4 миллиона тонн в год. Импорт молочной продукции составляет 7...7,3 миллиона тонн.
Учитывая сложившуюся ситуацию в разработанной концепции продовольственной безопасности России в ближайшие 5-6 лет намечено увеличение производства молока на 7,5...8 миллионов тонн в год.
Для реализации этой программы при экстенсивном развитии молочного скотоводства потребуется увеличить поголовье коров на 700...730 тыс. голов. Для их размещения потребуется строительство новых животноводческих ферм и комплексов стоимостью около 100 млрд. рублей.
Те же цели могут быть достигнуты при значительно меньших инвестициях за счёт интенсификации производства молока на существующих фермах и комплексах путём повышения производительности труда и продуктивности коров.
Продуктивность коров зависит от целого ряда факторов и в первую очередь от генотипа, условий кормления и содержания животных, а также от физиологичности процесса доения.
Без обеспечения оптимальных режимных параметров процесса доения другие факторы производства полностью не реализуются.
Несоответствие режимных параметров доильных установок функциональным свойствам вымени животных приводит к целому ряду отрицательных последствий.
Недостаточная отсасывающая способность доильных аппаратов или преждевременное их снятие приводит к недодою и, как следствие, к снижению секреторной функции организма животного. Избыточная отсасывающая способность доильных аппаратов, их передержка на вымени животного (холостое доение) увеличивает вероятность заболевания животных маститом.
Нестабильность режимных параметров в процессе доения животных приводит к увеличению отрицательных последствий.
В совокупности несоответствие и нестабильность режимных параметров процесса доения приводит к снижению продуктивности животных на 20...25%, выбраковке скота из-за заболеваний маститом или гиперкератозом до 30.. .35%.
В серийных линейных доильных установках, предназначенных для доения коров при привязном содержании, предусмотрено использование подъемных петель молокопровода над кормовыми проездами, что значительно увеличивает его длину, а это приводит к уменьшению уклона и как следствие к снижению пропускной способности молокопровода, усложняет конструкцию установки и снижает ее надежность. Применяемые серийные счетчики молока АДМ-52.000 имеют низкую пропускную способность, не надежны, дают большую погрешность измерений. В реальных условиях эксплуатации доильных установок низкая пропускная способность молочных магистралей приводит к снижению производительности труда операторов и снижению качества процесса доения из-за значительных флуктуации вакуума, вызванных повышенной частотой возникновения пробкового режима транспортировки молока.
Актуальность задачи повышения качественных и эксплуатационных характеристик доильных установок предопределила цель исследований: повышение эффективности функционирования доильных установок путем увеличения пропускной способности молокопроводных систем.
Диссертационная работа выполнялась по программе НИР РАСХН на 2005-2010 гг., задание 09.03.05.03 - «Разработать проект системы эффективного использования доильных машин и оборудования в молочном скотоводстве».
Объект исследований - процесс функционирования молокопроводных систем доильных установок.
Предмет исследований - закономерности функционирования молокопроводных систем доильных установок.
Методы исследований. Решение поставленных задач осуществлялось на основе математического моделирования процессов эвакуации молока с использованием методов математической статистики. Экспериментальные исследования проводились на лабораторных установках и экспериментальном образце счетчика - эвакуатора молока с применением аналогово-цифрового преобразователя, осциллографа и ПЭВМ. Данные теоретических и экспериментальных исследований обрабатывались на персональном компьютере.
Научную новизну составляют:
теоретически обоснована конструктивно-технологическая схема счётчика-эвакуатора молока с повышенной пропускной способностью (патент № 2340168) и на его базе структурно-технологические схемы молокопроводных систем;
аналитически обоснованы условия работоспособности счётчика-эвакуатора молока в зависимости от значений его конструктивно-режимных параметров;
разработаны математические модели рабочего процесса счетчика-эвакуатора молока с повышенной пропускной способностью, обеспечивающие улучшение качества функционирования молокопроводных систем доильных установок.
Практическая значимость работы заключается в разработке на базе счетчиков-эвакуаторов молока структурно-технологических схем молоко-
проводных доильных установок, обеспечивающих улучшение качественных характеристик процесса доения и повышение производительности труда.
Реализация результатов исследований. С использованием результатов исследований разработан проект модернизации технологии доения и первичной обработки молока для ферм с привязным содержанием животных на 100 и 200 голов. С положительным эффектом проект внедрен на двух фермах по 200 голов в ОАО «Голицыно» Никифоровского района Тамбовской области.
Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены и одобрены на Международной научно-практической конференции «Перспективные технологии и технические средства в АПК» (Мичуринск 2007 г.), на конференции молодых ученых в ГНУ ВИИТиН 2007 г, на XI Международной научно-практической конференции «Научно-технический прогресс в животноводстве - ресурсосбережение на основе создания и применения инновационных технологий и техники» (Москва - Подольск ВНИИМЖ 2008 г.), на XIV Международном симпозиуме по машинному доению сельскохозяйственных животных (Углич 2008 г.), на XII Международной научно-практической конференции «Научно-технический прогресс в животноводстве - стратегия машинно-технологического обеспечения производства продукции животноводства на период до 2020 г.» Москва — Подольск, ВНИИМЖ Россельхозакадемии 2009 г.), на заседаниях Ученого совета ГНУ ВНИИТиН Россельхозакадемии 2007-2009 гг.
Публикация результатов работы. По материалам диссертации опубликовано 11 работ, в том числе 1 работа в издании, рекомендованном ВАК РФ. Техническая новизна работы подтверждена наличием патента РФ на изобретение.
На защиту выносятся следующие основные положения:
- структурно-технологические схемы молокопроводов с использованием многофункциональных счетчиков-эвакуаторов молока;
конструктивная схема счетчика - эвакуатора молока с повышенной пропускной способностью;
теоретическое обоснование условий работоспособности счетчика -эвакуатора молока;
алгоритм поиска эффективных конструктивно-режимных параметров счетчиков - эвакуаторов молока;
расходные и метрологические характеристики работы счетчиков -эвакуаторов молока.
Анализ влияния конструктивно-режимных параметров доильных установок на эффективность их функционирования
Из таблицы видно, что при беспривязном содержании расход корма на 14,3% выше, чем при привязном. Учитывая, что в структуре себестоимости молока затраты на корм достигают 60%, дополнительные затраты на корм составят около 8,6% себестоимости производства. Затраты энергоресурсов также выше и кроме того при беспривязном содержании необходимы дополнительные капитальные вложения на строительство доильного зала.
Для более эффективного использования доильных залов многие хозяйства перешли на круглогодичное стойловое содержание животных. Однако как показали исследования ученых СЗНИИМЭСХ [9] в результате ухудшения условий содержания коров надои в этом случае снизились на 9%, выбраковка из-за болезни повысилась с 45,4% до 61,4%, а рентабельность производства снизилась на 5%.
В связи с этим модернизация технологий на существующих фермах и комплексах с привязным содержанием животных, направленная на повышение качества технологических процессов и повышение производительности труда может быть эффективнее перехода на технологии беспривязного содержания путем реконструкции ферм.
Анализ влияния конструктивно-режимных параметров доильных установок на эффективность их функционирования Особенностью использования доильных установок, как известно, является то, что они функционируют в составе биотехнической системы, одним из элементов которой является животное. Поэтому качество техноло гии определяется не только свойствами машин, обусловливающими удовлетворение потребностей товаропроизводителя (производительность, надежность, условия труда, затраты на технологию и т.д.), но и свойствами обеспечивающими удовлетворение физиологических потребностей животных [10 - 12]. Поэтому структура доильных установок, функциональные свойства отдельных элементов и машины в целом должны учитывать эту особенность. Повышению эффективности функционирования доильных установок посвящены работы отечественных и зарубежных ученых: Аверкиева А.А., Винникова И.К., Дриго В.А., Зеленцова А.И., Карташова Л.П., Кирсанова В.В., Королева В.А., Кормановского Л.П., Огородникова П.И., Рей-неманна Д., Соловьева С.А., Ужика В.Ф., Цоя Ю.А, и др. Цой Ю.А. сформулировал следующие требования к доильным установкам: они должны быть хорошо адаптированы к биологическим объектам — животному, человеку и биологической жидкости (молоку); иметь высокую производительность при минимальном уровне заболеваемости и максимальной продуктивности животных [13]. Исходя из этого, он сделал вывод, что развитие дольных установок должно осуществляться по следующим направлениям: - усовершенствование режимов доения на основе обратной связи с животными, повышение уровня автоматизации за счет применения новых структурно-технологических схем доильных установок; - совершенствование процессов контроля молочной продуктивности животных с использованием технических средств ранней диагностики мастита; - совершенствование процессов циркуляционной промывки и дезинфекции оборудования; - обеспечение стабильного вакуумного режима благодаря применению рациональных молокопроводных и вакуумных систем; - применение информационных технологий, обеспечивающих сбор, обработку и хранение поступающей от животных информации. Выполнение этих требований позволяет получать высокое качество молока, сохранять здоровье животных, улучшать комфортность и эргоно-мичность труда доярок. Одним из основных факторов, определяющих качество процесса доения, является стабильность режимных параметров доильной установки и, прежде всего рабочего вакуума [14 - 19]. Как уже отмечалось, это достигается, прежде всего, путем применения рациональных молокопроводных систем. Согласно стандарту ISO 5707-2007 [20] молокопроводная система должна обеспечивать расслоенный режим течений молокопроводной смеси в течение 95% времени доения. В этом случае обеспечивается стабильный вакуумный режим в молокопроводе и соответственно благоприятные условия для доения, и минимальное воздействие на молоко [21]. Анализ условий обеспечения расслоенного режима течения молоко-воздушной смеси в молокопроводе [22, 23] показал, что он зависит от следующих факторов: градиента скорости на поверхности раздела фаз, степени заполнения трубы жидкостью, уклоном и внутренней шероховатостью поверхности трубы. Влияние этих факторов было установлено исследованиями американских ученых Реинеманна, Меина, Патока, Спенсера и др. [23] которые показали следующее: полнота заполнения молокопровода имеет наибольшее влияние на его пропускную способность (при увеличении заполнения молокопровода с 0,3 до 0,5 пропускная способность увеличивается в два раза); пропускная способность молокопровода заметно увеличивается с увеличением уклона (пропускная способность при уклоне 1,5% на 40% больше, чем при 0,8%). Установлено также, что флуктуации вакуума в мо локопроводе не превышающие 2 кПа не оказывают влияние на характеристики доения. При этом считается, что снижение вакуума в молокопроводе не будет превышать 3 кПа, при условии ограничении количества аппаратов, работающих на одной ветви молокопровода. В США и Европе для оптимизации количества доильных аппаратов используют положение рекомендаций «Калифорнийской доктрины», регламентирующее число аппаратов, отнесенных к площади сечения молокопровода [24]. Следует заметить, что научное обоснование этих рекомендаций никогда не публиковалось, однако практика подтвердила их состоятельность. Аналогичный подход использовал в своих рекомендациях Цой Ю.А. [21], регламентируя количество доильных аппаратов на молокопроводах определенного сечения и длины. Им также даны ограничения на уклон ветвей молокопровода. Проведенный анализ выявил влияние параметров молокопровода на его пропускную способность, однако пропускная способность молокопро-водной системы в целом зависит и от других факторов, в частности от пропускной способности других элементов, в том числе от пропускной способности первичного молокоприемника.
Обоснование структурно-технологических схем молокопроводов доильных установок
При такой компоновке молоко из доильных аппаратов 1, подключенных на ветви молокопровода 2, поступает по нему непосредственно в мо-локоприемник 5, а из ветви 3 сначала в счетчик-эвакуатор 4, а уже из него в однофазном режиме в молокоприемник 5. При этом диаметр молокопровода зависит от количества доильных аппаратов, работающих на отдельной ветви молокопровода.
Проблему создания как индивидуальных, так и групповых счетчиков молока следует рассматривать в контексте общей блочно-модуль ной концепции построения унифицированного ряда доильного оборудования с минимальным количеством функциональных блоков (целевая функция 2.1).
Таким образом, при разработке структурных схем новых функциональных блоков доильных установок следует отдавать предпочтение их многофункциональности, универсальности, простоте конструкции, надежности. В равной степени это относится и ко всем типам устройств для измерения количества надоенного молока.
Исходя из выше сказанного, целесообразно создать счетчик молока, способный выполнять кроме основной функции - групповой учет молока дополнительную функцию - эвакуацию молока из линейного молокопро-вода в молокоприемное устройство. Анализ применяемых устройств и способов измерения жидкости позволяет предложить счетчик-эвакуатор молока по следующей структурно-технологической схеме (согласно рисунку 2.4).
На основе структурно-технологической схемы разработан счетчик-эвакуатор молока [78] (согласно рисунку 2.5), который содержит приемную и мерную камеры 1, 2, клапанно-поплавковое устройство, включающее в себя трубку 3, на которой закреплены поплавок 4 и клапан 5, нижний конец трубки 3 открыт, а верхний заглушён. Приемная камера 1 снабжена крышкой 6 с отверстием, в центре которой закреплена дополнительная камера 7 переменного давления, через которую проходит верхний конец трубки 3. Камера 7 переменного давления через шланг 8 соединена с силь-фоном сумматора 9. На крышке 6 также закреплен патрубок 10, соединенный с молокопроводом, и патрубок 11, соединенный через коллектор 12 с молокоприемником 13. Мерная камера 2 соединена шлангом 14 с коллектором 12 воздухораспределителя, а отверстие 15 с приёмной камерой 1. На верхнем конце трубки 3 имеется боковое отверстие 16, в камере 7 имеются отверстия 17 и 18, а так же клапанное устройство, включающее клапан 19, направляющую 20 и седло клапана 21, которые создают в камере 7, а соответственно в сильфоне сумматора 9 переменное давление.
Работа счетчика-эвакуатора состоит из трех циклов: наполнение, опорожнение и продувка мерной камеры 2. При включении вакуумного насоса вакуум из молокоприемника 13 через коллектор 12, шланг 14 и патрубок 11 поступает в мерную и приемную камеры 2, 1 и далее по патрубку 10 в молокопровод. Клапанно-поплавковое устройство находится в крайнем нижнем положении, клапан 19 также находится в нижнем положении. При этом клапан 5 открыт, клапан 19 открыт, боковое отверстие 16 находится в приемной камере 1. В это время в камере 7 устанавливается атмосферное давление, сильфон сумматора 9 - разжат. В процессе дойки молоко из мо-локопровода через патрубок 10 поступает в приёмную камеру 1, откуда через отверстие 15 сливается в мерную камеру 2. После её заполнения молоко начинает накапливаться в приёмной камере 1 и поднимать клапанно-поплавковое устройство. Поднимаясь, трубка 3 выводит боковое отверстие 16 из мерной камеры 1 в камеру 7. В это время клапан 5 перекрывает отверстие 15, трубка 3 входит в отверстие 17 и перекрывает его. Атмосферное давление через отверстие 18 распространяется по трубке 3 в мерную камеру 2, плотно прижимая клапан 5 к перегородке между камерами. Молоко под воздействием создавшегося перепада давлений в мерной камере 2 и молокоприемнике 13 отсасывается из мерной камеры 2 по шлангу 14 и коллектору 12 в молокоприемникІЗ и далее перекачивается насосом в молочный танк. После полного отсоса порции молока из мерной камеры 2 вакуум в ней возрастает, и при достижении величины вакуума в 1,2... 1,3 раза превышающем его значение в период эвакуации молока клапан 19 закрывается, перекрывая доступ воздуха в камеру 7 и в мерную камеру 2. В это время в камере 7 создаётся вакуум, который через шланг 8 распространяется в сильфон сумматора 9, сжимая его. Вакуум в мерной и приемной камерах 2, 1 выравнивается и клапанно-поплавковое устройство под действием собственного веса и веса молока, накопившегося к этому моменту в приёмной камере 1, опускается, в результате чего мерная камера 2 вновь наполняется. При этом верхний конец трубки 3 опускается, открывая отверстие 17, в камере переменного давления 7 устанавливается атмосферное давление, сильфон 9 разжимается, принимая исходное положение для последующего отсчета, клапан 19 опускается. Затем процесс повторяется.
Методика экспериментальных исследований расходных характеристик счетчика-эвакуатора молока
Экспериментальные исследования рабочего процесса счетчика-эвакуатора молока с управляющей камерой проводились поэтапно для расходных характеристик устройств при различных значениях конструктивно-режимных параметров и поиска резервов повышения метрологических характеристик.
Программа экспериментальных исследований в соответствии с поставленной целью предусматривала: разработку и изготовление экспериментального счетчика-эвакуатора молока; - проведение лабораторных исследований и производственных испы таний счетчика-эвакуатора молока; - проведение производственной проверки модернизированных до ильных установок. Основаниями для исследований рабочего процесса счетчика-эвакуатора молока являлись: - задание РАСХН 09.03.05.03 «Разработать проект системы эффективного использования доильных машин и оборудования в молочном скотоводстве»; - региональная программа на 2009 и последующий период по реализации стратегии и программы социально-экономического развития Тамбовской области; - заказы сельских товаропроизводителей. Планируемые результаты: - расходные характеристики счетчика-эвакуатора молока при раз личных значениях его конструктивно-режимных параметров; - данные для оценки точности измерений количества молока; - закономерности изменения составляющих рабочего цикла счетчика-эвакуатора молока. Критериями оценки работы счетчика-эвакуатора молока являются: пропускная способность, точность (погрешность) измерения количества молока. Пропускная способность счетчика-эвакуатора молока определяется отношением объема одной порции молока к времени цикла ее эвакуации из молокопровода. Погрешность измерения определяется разностью измеренного счетчиком-эвакуатором молока и фактического количества молока эвакуированного из молокопровода отнесенной к фактическому количеству молока. В соответствии с программой экспериментальных исследований был изготовлен экспериментальный счетчик молока (согласно рисунку 3.1). Экспериментальные исследования рабочего процесса счетчика-эвакуатора молока задачи проводились на экспериментальной установке, схема которой показана на рисунке 3.2, общий вид на рисунке 3.3.
Экспериментальная установка включает вакуумный насос 1, вакуумный баллон 2, служащий для снижения флуктуации вакуума в системе, образцовый вакуумметр 3, вакуумрегулятор 4, обеспечивающий изменение глубины вакуума в системе, вакуумпровод 5, экспериментальный счетчик-эвакуатор молока 6, отводящий шланг 7, молокоприемную емкость 8, установленную на штативе и имеющую возможность перемещения в вертикальной плоскости для изменения высоты ее расположения (Н) относительно мерной камеры счетчика-эвакуатора молока, емкость для жидкости 9, всасывающий шланг 10, снабженный сменными дросселирующими устройствами для изменения интенсивности поступления жидкости в приемную камеру счетчика-эвакуатора молока, устройство для измерения расхода жидкости из мерной камеры 11, датчик вакуума 12, 13 осциллограф, компьютер 14 и линейку 15 для измерения высоты подъема жидкости, кран для включения подачи жидкости 16.
Для измерения расхода жидкости из мерной камеры разработано устройство, схема которого приведена на рисунке 3.4, общий вид на рисунке 3.5. Необходимость разработки связана с тем, что использование других расходомеров (лопастных, турбинных) даёт значительную погрешность измерения применительно к условиям эксперимента из-за сравнительно большого гидравлического сопротивления самих расходомеров. Серийно выпускаемые потокомеры молока, используемые на доильных установках не обеспечивают, требуемую точность измерения (погрешность достигает 5%) [13].
Устройство для измерения расхода жидкости из мерной камеры счетчика-эвакуатора молока 1, включает: три группы контактов 2, 3, 4, вмонтированных в мерную камеру на трех уровнях, реле 5, 6, 7, электронный секундомер 8 и блок питания 9. Замыкание контактов происходит через жидкость, находящуюся в мерной камере. Верхняя группа контактов 2 предназначена для включения секундомера, нижняя 4 - для остановки, средняя 3 исключает возможность несвоевременной остановки секундомера в результате «дребезга» контактов верхней группы.
Анализ взаимосвязей параметров рабочего процесса счетчиков-эвакуаторов молока
Результаты исследований были использованы при разработке и реализации проекта модернизации технологии производства молока на двух молочных фермах по 200 голов ОАО «Голицыно» Никифоровского района Тамбовской области, оборудованных доильными установками АДМ-8А.
Были рассмотрены два варианта содержания животных: беспривязное и привязное. На основе проведенных расчетов было установлено, что объем капитальных вложений на одно скотоместо во втором варианте в 1,63 раза ниже, чем в первом, а затраты труда в 1,67 раза выше. Учитывая обеспеченность хозяйства ресурсами производства и квалифицированными кадрами, был принят привязный способ содержания животных, разработан проект модернизации технологии и комплекс мероприятий по повышению эффективности использования доильно-молочного оборудования.
Структурно-технологическая схема доильной установки разработана на базе счетчиков-эвакуаторов молока в соответствии со схемой представленной на рисунке 2.2. Молокопровод выполнен из стандартных стеклянных труб с диаметром проходного сечения 38 мм.
Представленная схема позволила: полностью исключить необходимость применения подъемных петель молокопровода; сократить протяженность магистральных молокопроводов в 2,1 раза; уменьшить расстояние перемещения молока по молокопроводу в 2,3 раза; увеличить уклон молокопроводов в 2 раза; повысить пропускную способность молокопровода на 30%:
9щью счетчика-эвакуатора (2) по молочному шлангу (3) поступает в моло-коприемник (4), откуда порциями в автоматическом режиме с помощью насоса (5) по шлангу (6) перекачивается в молочное отделение, проходя механическую очистку и предварительное охлаждение.
Эффективность использования доильной установки, выполненной по предложенной схеме обеспечивается за счет повышения качества процесса доения и повышения производительности труда операторов.
Повышение качества процесса доения достигается за счет более высокой стабильности вакуума, обусловленной снижением частоты возникновения пробкового режима движения молока по молокопроводу [95 -100]. Повышение производительности труда операторов связана с возможностью работы операторов с большим количеством доильных аппаратов в рамках допустимого диапазона [63,101]. 100
Доильная установка должна обеспечивать нормальный режим доения животных с продуктивностью до 8000 литров молока в год. При средней продолжительности периода лактации 305 дней разовый удой составляет примерно 13 литров. Оптимальная продолжительность периода моло-ковыведения равна (3 минуты плюс 0,2 минуты на один литр разового удоя) 5,6 минут [99]. Среднее значение потока молока от одного доильного аппарата составило для этих условий 2,2 л/мин. Максимальный поток молока для 3; 4 и 5 доильных аппаратов в соответствии с зависимостями 1.5 и 1.7 соответственно равен 10; 13 и 17 л/мин. На основе данных таблицы 1.3 и с учетом увеличенного уклона молокопровода его пропускная способность позволяет использовать не более 4 доильных аппаратов на ветвь.
Для принятия окончательного решения была проведена оценка достаточности рабочего времени операторов для проведения подготовительно-заключительных операций и переходов при работе с тремя и четырьмя доильными аппаратами.
При заданных параметрах процесса доения время выполнения подготовительно-заключительных операций и переходов при работе операторов с тремя аппаратами составило 1,9 минут, с четырьмя — 1,6 минуты, что в обоих случаях отвечает агрозоотребованиям и типовым правилам машинного доения. Поскольку при работе операторов с четырьмя аппаратами производительность труда повышается примерно на 30% было принято решение организовать работу операторов с четырьмя аппаратами.
Повышение стабильности вакуумного режима обеспечивает более высокий уровень интенсивности молоковыведения, что очень важно для раздоя животных, как одного из основных факторов роста их продуктивности [102, 103]. Однако для животных различной туго дойности эффект стимуляции секреторной функции проявляется по-разному. Для установления этой взаимосвязи в течение первого года эксплуатации установки был проведен мониторинг стада по продуктивности. Вначале было проведено тестирование животных по тугодойкости, в качестве показателя которой принята максимальная интенсивность молокоотдачи. Тестирование проводилось с помощью устройства для зоотехнического учета молока на базе серийного УЗМ-1, снабженного электронным блоком регистрации информации, разработанным ГНУ ВНИИТиН (согласно рисунку 5.4) [104].
На основе полученных данных (приложение В) был построен вариационный ряд животных по интенсивности молокоотдачи, осуществлена его интервальная разбивка и для каждого интервала определен средний суточный удой. Результаты на начало, и конец контрольного периода представлены на рисунках 5.5 и 5.6. Животные, выбракованные в течение контрольного периода, исключены из рассматриваемого массива данных. Установлено, что максимальная интенсивность молокоотдачи коров (V) находится в интервале 0,5...3,5 л/мин. Распределение коров (N) носит усеченный характер с преобладанием тугодойных животных. С увеличением показателя интенсивности молокоотдачи в обоих случаях имеет место рост продуктивности (У), однако в среднем по контрольному периоду он выше. Средний суточный удой в начале периода составил 12,6 литра, а в среднем по периоду 14,3 литра. Прирост продуктивности составил 13,3%. 102
