СПОСОБ КЛАССИФИКАЦИИ МОЛОЧНЫХ ЛИНИЙ ДОИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ С МОЛОКОПРОВОДОМ
METHOD OF CLASSIFICATION OF PIPE-LINE PLANTS OF MILKING MACHINES WITH A MILK PIPELINE

Изобретение относится к машинному доению крупного рогатого скота в молокопровод и может быть применено для классификации молочных линий доильной установки с молокопроводом.
Известен способ определения воздействия линий молокопровода на сохранение жира в молоке, разработанный В.Бек. (Back W.D., 1973, Milchwissenschaft, 28 S 628-636), согласно которому молоко с известными параметрами жирности транспортируется по трубам при разных режимах движения и в конце пути пропускается через фильтр. По числу масляных конгломератов, оставшихся на фильтре, оценивается уменьшение жира в молоке и степень воздействия молокопровода и коммуникаций на жировые частицы продукта.
Недостатками данного способа являются косвенность метода, неточность расчетов по жиру на фильтре, определение его потерь в молокопроводе, неприемлемость такого подсчета потерь на производственных предприятиях, занятых производством молока.
Наиболее близким по технологической сущности и достигаемому результату является способ определения изменения дисперсного состава жировых частиц молока по индексу их дестабилизации (D), определяемой по формуле
i
i
i
где n, n' - соответственно численность жировых частиц i-го размерного класса до и после транспортировки; v - объем жировых частиц i-го размерного класса.
Разность  - есть объем жира в образовавшихся после транспортировки масляных конгломератах.
Индекс дестабилизации выражает потери объема жира в процентах от исходного их количества до транспортировки по молокопроводу (Ю.А.Цой, 1982, Молочные линии животноводческих ферм и комплексов, изд. «Колос», с.110-111).
Недостатками данного способа являются громоздкость подсчета жировых частиц, деления их на типоразмеры до и после движения молока по молокопроводу, необходимость перевода объема жира в количество жира, сложность оборудования, большие затраты труда, несоответствие применяемым процессам на производстве при доении коров и подсчету потерь.
Техническим результатом предлагаемого способа является повышение точности и технологичности определения воздействия линий молокопровода на дестабилизацию жира в молоке в условиях доения коров на ферме и достоверность их классификации, которая показывает пределы потерь жира в килограмме молока, что определяет стоимость конечного продукта.
Технический результат достигается тем, что в известном способе классификации молочных линий доильной установки с молокопроводом, включающий доение, транспортировку свежевыдоенного молока по молочной линии доильной установки в емкости, оценку изменения массовой доли жира по индексу дестабилизации жировых частиц, согласно предлагаемому способу производят одновременное доение двух групп коров в стойлах в одни и те же дойки с промежутком между ними 24 часа, причем доят контрольных коров в обе дойки в переносное ведро, а опытных - только в первую, а во вторую - в молокопровод, при этом определяют массовую долю жира в молоке в емкостях, после чего индекс дестабилизации жировых частиц определяют по изменению массовой доли жира в молоке по формуле, %:
м2
о
где Ж  - массовая доля жира в молоке опытных коров при доении в молочную линию во второй день;
в1
о
Ж  - массовая доля жира в молоке опытных коров при доении в переносное ведро в первый день;
в2
к
Ж  - массовая доля жира в молоке контрольных коров при доении в переносное ведро во второй день;
в1
к
Ж  - массовая доля жира в молоке контрольных коров при доении в переносное ведро в первый день; затем относят молочную линию с высокой ее сохранностью к I классу, если D больше -4%; ко II классу, если D равно -8%--4%; и с низкой, если D меньше -8%, к III классу.
В эксплуатируемых линиях доильных установок АДМ-8 существуют различные условия движения молока, особенно при неработающих механизмах подъема и опускания торцевых ветвей молокопровода, что приводит к возвратно-поступательному движению молока, гидравлическим ударам и сбиванию жировых частиц молока, дроблению белковых молекул. Причем одна молочная линия может иметь несколько участков. Например, один участок до подъема молокопровода и второй участок после подъема. При этом подъемов может быть несколько. Поэтому характеризовать целесообразно разные участки в их действии на жир молока.
В связи с этим возникла необходимость создать точный способ оценки влияния отдельных линий молокопровода доильных установок на молоко. Так, на практике потери молочного жира в пересчете на молоко составляют от 16 до 80 тонн в год на установку, что снижает эффективность производства.
Нами было установлено, что наиболее «уязвимой» частью молока являются жировые частицы. Концентрация СОМО и белка в молоке изменяются незначительно при смене доения коров с переносного ведра на молокопровод.
При этом нами учитывалось, что массовая доля жира определяет качество молока, стоимость каждого килограмма этого продукта, его количество и сумму выплат производителю при поставке его на молзаводы.
Следует также учитывать, что структура белка при доении может меняться, но не его количество и цена за килограмм продукта.
В силу сказанного, содержание белка относительно стабильно и цену за единицу продукта определяет концентрация жира в нем.
Поэтому логично судить о качестве доения в молокопровод по влиянию его на сохранение жировых частиц, определяющих концентрацию жира в товарном продукте, что и положено в основу нашего методического подхода по оценке молочных линий доильной установки с молокопроводом.
Новизна способа в том, что впервые разработан способ классификации молочных линий доильной установки с молокопроводом по индексу дестабилизации жира D в молоке в условиях доения коров в одни и те же дойки с промежутком между ними 24 часа, с определением классов: высокой сохранностью I класс - при потере массовой доли жира в молоке при доении до D -4%, средней сохранностью II класс, при снижении этого же показателя D=-4-8% и низкой сохранностью III класс - D меньше -8%.
За контроль в предлагаемом способе принято доение в переносное ведро, менее дестабилизирующее жировые частицы молока и технологически приемлемое на производстве, чем ручное доение. Нельзя принимать ручное доение коров за контроль, так как произойдет резкое изменение стереотипа доения, к которому коровы привыкают длительное время; его надо проводить профессионально и иметь таких специалистов, которые это могли бы сделать на группе коров, что практически трудновыполнимо; это не только организационно и технологически, но и экономически неприемлемо.
Поэтому оптимальным контролем является доение в переносное ведро, так как на практике животным в стойлах на установке с молокопроводом (например, типа АДМ-8) проводят контрольные дойки в переносные ведра за сутки по 2-3 дойки подряд через каждые 10-30 дней.
Период изучения «два дня подряд» берут потому, что коровы жвачные животные, у которых рубцовое пищеварение изменяется медленно с интервалом не меньше недели. В это время происходит стабильное пищеварение, обеспечивающее стабильную секрецию молока, особенно при однотипном кормлении. Поэтому в зоотехнической практике берут интервал между контрольными дойками 10-30 дней для контроля молочной продуктивности в течение лактации с определением количества и качества молока.
Доение коров осуществляют через 24 часа, что обеспечивает стабильность в секреторной функции молочной железы.
Молочная продуктивность может меняться в течение суток от дойки к дойке. Коров доят, как правило, от 2 до 4 раз. Стабильные результаты по удою и качеству молока получают при равных интервалах между дойками, особенно большая корреляция, когда доят в одно и тоже время суток. Самый стабильный состав молока в утреннюю дойку, потому что животные ночью не кормятся и не беспокоятся. Они отдыхают, переваривают имеющуюся в желудочно-кишечном тракте пищу, которая преобразуется в молоко.
Поэтому работу по предлагаемому способу проводят в одни и те же дойки с промежутком между дойками 24 часа, то есть подряд. Когда мы сравниваем в нашем способе секрецию молока не одной, а группы коров, то эти закономерности четко проявляются. Мы сравниваем количество и состав молока у одних и тех же коров первой группы в первый и второй день при доении в переносное ведро, а у второй группы в первый день при доении в ведро, а во второй со сменой его на молокопровод, при соблюдении стереотипа дойки, то получаем однофакторный опыт: влияние молокопровода, так как кроме него все однотипно.
Обычно жир молока находится в жировых шариках, покрытых белково-липидной оболочкой, не дающей им слипаться или выходить за ее пределы. Состав жировых шариков зависит от кормления взрослых животных, способов и темпов выдаивания. Он меняется в течение эксплуатации животных, поэтому следует использовать в подсчете не объем жира, а массу жира, что повысит точность определения индекса дестабилизации жирномолочности, т.е. упрощается оценка потерь жира в молоке при доении в молокопровод доильной установки.
Дестабилизация жировых частиц означает полный или частичный разрыв оболочек жировых шариков. В результате жир из них выходит в молоко, слипается в конгломераты, налипает на внутренних стенках молокопровода и другого оборудования и теряется. Поэтому этот процесс неизбежно ведет к уменьшению содержания массы жира в молоке в граммах, что точно отражает термин «процент жира в молоке», означающий содержание граммов жира в 100 граммах молока, или массовая доля жира. Эти закономерности дают основание считать синонимами по смыслу термины: «дестабилизация» жировых частиц - потери содержания жира - уменьшение процента жира в молоке или массовой доли жира.
Противоположность процесса потерь жира объясняют термины, отражающие сохранение: жировых частиц, - содержания жира, - процента жира, характеризующие явление в действии молокопровода на молоко, но со знаком «плюс».
Индекс дестабилизации жировых частиц выражает изменение показателя массовой доли жира в относительных процентах от первоначального значения одноименного показателя в предыдущую или контрольную или первую дойку при доении в переносное ведро.
Индекс дестабилизации жировых частиц имеет знак «-» - уменьшение массовой доли жира в молоке. Увеличение, как правило, не наблюдается.
Индекс означает уменьшение (или увеличение) показателя процента жирности молока молочной линией в относительных процентах к контролю. За контроль принимают показатель жирности при доении в переносное ведро, так как здесь меньше всего колебания вакуума при доении и короткий путь молока к ведру (всего 1,2 м) и практически нет подъема шлангов, а значит и минимальная сбиваемость молока при движении по шлангам. Практически параметры вакуума 49±1 кПа и частота пульсации 60±1 пульс в минуту при работе аппарата те же, что и при доении в молокопровод.
Индекс дестабилизации выражает изменение показателя массовой доли жира в процентах от первоначального значения одноименного показателя в первую дойку при доении в переносное ведро.
Способ разработан и апробирован в ОНО ОПХ «Рассвет» СКНИИЖ Краснодарского края и СПК «Родина» Красногвардейского района Республики Адыгея.
Способ осуществляют следующим образом.
Классификацию молочных линий доильной установки с молокопроводом осуществляют непосредственно на скотном дворе. Исследования проводят одновременно по двум группам животных, закрепленных за одним оператором машинного доения. Состав коров в группах стабильный на время исследований. Группы берут производственные, которые обычно доятся на этой установке и ее ветвях и стойле коровника. Животные клинически здоровы и находятся в одинаковых условиях кормления, содержания, очередности, времени и технологии доения, в течение двух суток в соответствии с действующими правилами машинного доения. Группы животных стабильны по породному и физиологическому состоянию, например, имеют установившуюся лактацию. Не допускают животных в молозивный период и в период запуска. Больных животных, например маститом, в эксперименте не должно быть. Доильные аппараты и молокопровод работают в заводском вакуумном режиме.
Доение контрольных и опытных групп коров проводят одновременно в одну и ту же дойку с промежутком между ними 24 часа, например две утренние. Замеряют количество молока из переносных ведер доильных аппаратов и емкостей доильной установки. Отбор проб проводят из переносных ведер и молочных емкостей непосредственно после выдаивания животных. В пробах определяют массовую долю жира в молоке разных групп: контрольных коров в обе дойки в переносное ведро, а опытных - только в первую, а во вторую - в молокопровод. После этого рассчитывают индекс дестабилизации жира, как изменение массовой доли жира в молоке, в молокопроводе или его отдельных молочных линий, затем оценивают его и относят молочную линию с высокой ее сохранностью к I классу, если D больше - 4%; ко II классу, если D равно - 4%--8%; и с низкой, если D меньше - 8%, - к III классу. Кроме того, в соответствии с действующим ГОСТ Р52054-2003 Российской Федерации «Молоко коровье натуральное - сырье», по которому осуществляют расчет молочных заводов с производителями молока, определяют массовую долю жира, белка, СОМО, плотность, бактериальную обсемененность и другие параметры. Мойку молокопровода и доильных аппаратов проводят стандартную до и после доения.
Пример осуществления способа.
Способ испытан в ЗАО СПК «Родина» Красногвардейского района Республики Адыгея непосредственно на скотном дворе при стандартной и стабильной технологии содержания животных. Взяли производственные группы дойных коров голштинской породы: одна - контрольная, вторая - опытная. На время исследований состав коров в группах стабильный и они обычно доятся на исследуемой молочной линии доильной установки, оснащенной молокопроводом. Группы закреплены за одним оператором машинного доения. Доильные аппараты и молокопровод работают в заводском вакуумном режиме.
Производят доение опытной группы из 24 коров голштинской породы в первый день в утреннюю дойку с началом в 6 часов утра в переносное ведро, определяют средний процент жира в сборном молоке, который равен 4,1%. Через 24 часа на следующий день производят доение также в утреннюю дойку в молокопровод, определяют средний процент жира в сборном молоке, он составляет 4,0%.
Одновременно доят коров контрольной группы в переносное ведро оба дня подряд, при этом в первый день средний процент жира равен 4,23%, а во второй день - 4,3%.
Рассчитывают индекс дестабилизации жира в молоке жирномолочности для исследуемого участка молокопровода, например
o
Полученное значение индекса D=-2,6% дестабилизации меньше D<-4%, это значит, что данный участок линии молокопровода обладает высокой степенью сохранения жирности молока и относится к I классу.
В таблице 1 приведены сведения по трем участкам с характеристикой состава молока в утреннюю дойку при доении опытных и контрольных животных два дня подряд как в переносное ведро, так и в линии молокопровода, а также индекс дестабилизации, и, в зависимости от него, класс разных участков молочной линии доильной установки.
Из таблицы 1 следует, что результаты доения участков линии молокопровода 1.1 позволяет отнести его к I-му классу. Здесь изменения массовой доли жира в молоке характеризуется индексом дестабилизации D равным -2,6%. При этом на этой линии количество молока с массовой долей жира 3,4% и белка 3,0% достоверно не понижалось по сравнению с доением в переносное ведро. В то же время, при доении в линию молокопровода 1.2 II-го класса дестабилизации, массовой доли жира в молоке с индексом D дестабилизации жировых частиц -6,3% количество молока с массовой долей жира 3,4% составило 91,2%, а молока с белком 3,0% - 96,8%; по сравнению с доением в переносное ведро. По участку молочной линии III класса показатели индекса дестабилизации жировых частиц по массовой доли жира D равны - 24,1%. По линии III класса количества молока 3,4% жирности и 3% белковости соответственно равны 80,2% и 98,7%.
Таким образом, уменьшились на участках молочных линий молокопровода II и III класса соответственно: количество белка в молоке - на 3,2-1,3%, а жира в значительно большей мере - на 8,8-19,8%.
Таблица 1
показатель
Класс линии молокопровода по изменению массовой доли жира в молоке
I
II
III
Количество дойных коров
24
24
24
Опытная группа. Состав молока при доении в переносное ведро
Количество, кг:
молока
205
200
195
жира
8,41
8,70
9,20
белка
6,25
6,1
6,16
молока 3,4% жирности*
247,4
255,9
270,6
молока 3,0% белковости*
208,4
203,3
205,4
Массовая доля, %:
жира
4,10
4,35
4,72
белка
3,05
3,05
3,16
Опытная группа. Состав молока при доении в молокопровод
Количество, кг:
молока
213
196
202
жира
8,52
7,94
7,37
белка
6,50
5,90
6,08
молока 3,4% жирности*
250,6
233,5
216,9
молока 3,0% белковости*
216,6
196,7
202,7
Массовая доля %:
жира
4,0
4,05
3,65
белка
3,05
3,01
3,01
Контрольная группа. Доение в переносное ведро.
Массовая доля жира в молоке:
в первую дойку (Ж<sup>к</sup> <sub>в1</sub>)
4,23
4,17
4,2
во вторую дойку (Ж<sup>к</sup> <sub>в2</sub>)
4,25
4,10
4,38
Индекс дестабилизации жировых частиц D, %
-2,6
-6,3
-24,1
Примечание: * - стандарт молоко натуральное - сырье ГОСТ Р 52054-2003.
Опыт проводили на 8 молочных линиях молокопровода доильной установки АДМ-8 в СПК «Родина» Красногвардейского района Республики Адыгея, на каждой из которых доилось по 24 коровы, для каждой из которых определяли индекс D дестабилизации жировых частиц в молоке и относили к определенному классу.
Таблица 2
№ линии
Длина, м
Высота подъема над уровнем пола, м
Внутренняя площадь молокопровода, м<sup>2</sup>
Индекс дестабилизации жировых частиц (жирномолочности), %
Класс участка молочной линии
1.1
50
2,50
7,9
-3,8
Высший 1 класс
2.1
50
2,50
7,9
-3,8
Высший 1 класс
1.2
80
3,7
12,6
-7,6
Средний II класс
2.2
80
3,7
12,6
-7,6
Средний II класс
3.1
65
3,4
10,2
-12,9
Низкий III класс
3.2
100
4,6
15,7
-26,9
Низкий III класс
4.1
65
3,4
10,2
-12,9
Низкий III класс
4.2
100
4,6
15,7
-27,0
Низкий III класс
При классификации 8 молочных линий доильной установки СПК «Родина» две линии отнесли к высокому I классу сохранности жира молока, так как у них индекс дестабилизации жировых частиц выше -4%; две линии отнесли к среднему II классу сохранности молочного жира (у них индекс дестабилизации жировых частиц (молочного жира) в пределах -4%--8%) и четыре линии - к низкому III классу сохранности жировых частиц (у них индекс дестабилизации был меньше -8%). Следовательно, 25% коров стада доились на линиях с высокой степенью сохранности жировых частиц, 25% коров - при средней и 50% животных - при низкой (таблица 2).
Полезность способа в том, что он позволяет определить степень потери количества молочного жира, плотности молока при доении на отдельных участках молочных линий одной и той же доильной установки, что связано прямо со стоимостью товарного продукта за количество жира, белка и сортностью молока.
Предлагаемый способ можно использовать для классификации современных доильных установок, в том числе типа АДМ-8 с разными вариантами монтажа молочных линий и технологического оборудования, с применением труб из нержавеющей стали увеличенного диаметра до 50 мм на молокопроводе и заводских доильных аппаратов с пульсатором попарного доения.
Способ является обоснованием для реконструкции молочных линий для повышения их класса со II и III до I. Это позволит увеличить количество молочного жира в товарном молоке на 4-10%, повысить сортность молока, что повышает его стоимость до 10%. При доении 200 коров и удое 5000 кг на корову и стоимости молока 10 руб./кг увеличение на 10% стоимости продукта дает прибавку выручки за него на 1 миллион рублей в год (200 коров ×5000 кг×10 руб./кг×10%:100%=1000000 руб.).
Таким образом, нами разработан и предлагается способ классификации молочных линий доильной установки с молокопроводом по сохранению молочного жира в молоке при доении.