Сравнительная оценка технологий доения высокопродуктивных коров черно-пестрой породы на современных комплексах

жения для тестируемых образцов на различных длинах волн или интенсивности флуоресценции. В результате исследований были получены зависимости коэффициентов отражения от длины волны падающего света галогенного осветителя и установлены диапазоны, в пределах которых заметны различия для образцов мяса с определяемыми признаками - 450...500 и 650...700 нм. В этих диапазонах возможна обработка полученных результатов. Например, измеряются коэффициенты отраженияр2 на длинах волн 480.520 ир2 - 640.720 нм, а качество мяса определяется по соотношению измеряемых значений к=р1+ар1/р2, где а - коэффициент, определяемый эмпирически.

Выводы. Выделены три перспективных экспресс-метода определения свежести мяса по показателям групп PSE, DFD и NOR: импедансная спектроскопия, колориметрический и спектрометрия в видимом свете.

Для исследования возможностей перспективных методов оценки интегральных показателей качества мяса разработаны, созданы и опробованы три экспериментальные измерительные установки, реализующие перечисленные методы.

Первые результаты показывают, что в каждом из апробированных методов можно выделить параметры, которые позволяют уверенно определять мясное сырьё с признаками NOR и DFD. Для достоверного установления признака PSE необходимо провести дополнительные эксперименты по выявлению критериев для его идентификации.

С точки зрения достоверности анализа и возможности выработки и оценки интегрального показателя качества мяса и мясных продуктов предпочтительно использовать комбинацию оптических и электрических методов.

Литература

1. Лисицын А.Б., Липатов Н. Н., Кудряшов Л.С. и др. Теория и практика переработки мяса / под общ. ред. А.Б. Лисицына. -2-е изд. - М.: Эдиториал сервис, 2008. - 308 с.

2. Алейников А.Ф., Пальчикова И.Г., Чугуй Ю.В. Обоснование экспресс-метода оценки свежести мясного сырья// Сиб. вест. с.-х. науки. - 2012. - № 5. - С. 83-90.

3. Алейников А.Ф., Пальчикова И.Г., Обидин Ю.В., Смирнов Е.С., Гляненко В.С., Чугуй Ю.В. Цифровая видеосистема для определения и анализа цветовых характеристик мясного сырья // Сиб. вест. с.-х. науки. - 2013. - № 1. - С.78-88.

4. Алейников А.Ф. Чтобы тайное стало явным// Наука в СССР. - 1990. - №4. - С. 18-21.

5. Алейников А.Ф., Осенний А.С. Оценка интегрального функционального состояния организма по показателям электрической поляризуемости ткани: метод. реком. - Новосибирск, РПО СО РАСХН, 1993. - 40с.

6. Алейников А.Ф. Структурный синтез принципов и средств измерений/Вестник Россельхозакадемии. - 1996. - № 2. -С. 124-134.

7. Алейников А.Ф. Вещественные и энергетические преобразования измерительных сигналов: автореф. дисс... д-ра техн. наук. - Новосибирск,1997. - 56 с.

DEVICES FOR THE FAST ASSESSMENT OF FRESHNESS OF MEAT

A.F. Aleyikov, I.G. Palchikova, YU.V. Obidin, V.S. Glyanenko, E.S. Smirnov, Yu.V. Chuguy, A.N. Shvydkov

Summary. Devices have been developed to perform the test for evaluating meat freshness and quality characteristics (NOR, PSE, DFD). The flowchart and form of installation of impedance spectroscopy is provided. Measurement of resistance of various samples of raw materials of meat in various frequencies showed possibility of quality of an assessment of meat. Image acquisition and digital image processing are used for finding visual attributes of meat samples. Algorithms and program design for processing meat images have been developed. Installation of measurement of a range for an assessment of quality of raw materials of meat is described. Installation of measurement of spectral characteristics for an assessment of quality of raw materials of meat is described. The assessment is made on the parameters determined from coefficients of reflection for tested samples on various lengths of waves or intensity of fluorescence. From the point of view of reliability of the analysis and possibility of development and an assessment of the integrated indicator of quality of meat and meat products, it is preferable to use a combination of optical and electric methods.

Keywords: raw meat, freshness, conductivity of animal fabrics, meat color characteristics, colorimeter, digital image, spectrophotometer.

УДК 636.085

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИИ ДОЕНИЯ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ КОРОВ ЧЕРНО-ПЕСТРОЙ ПОРОДЫ НА СОВРЕМЕННЫХ КОМПЛЕКСАХ

Е.А. ТЯПУГИН, член корреспондент РАСХН, директор

С.Е. ТЯПУГИН, доктор сельскохозяйственных наук, зам. директора

В.К. УГЛИН, кандидат технических наук, зав. отделом

В.Е. НИКИФОРОВ, старший научный сотрудник

В. В. ПЛОТНИКОВА

И.С. СЕРЕБРОВА

Северо-Западный НИИ молочного и лугопастбищного хозяйства Россельхозакадемии E-mail: sznii@list.ru

Резюме. Исследования проводили с целью анализа технологий доения высокопродуктивных коров, применяемых на современных комплексах при привязном и беспривязном

содержании. Для сравнительной оценки осуществляли хронометраж по времени выполнения операций доения, интенсивности использования доильного оборудования, изменения продуктивности и качества молока по месяцам лактации. Производительность доильных установок в основном зависит от их типа и числа используемых доильных аппаратов. Время подготовки коров к доению в доильном зале на установке типа «Европараллель» и в молокопровод соответствует оптимальному для образования окситоцина для начала процесса молокоотдачи и не превышает 60 сек. Подготовительные преддоильные операции при роботизированной технологии составляют в среднем 2,34 мин, что с физиологической точки зрения не соответствует норме. Средняя продолжительность однократного доения коровы на линейном молокопроводе с привязным содержанием составляет 7,37 мин., в доильном зале на установке типа «Европараллель» - 6,73 мин. и на роботе в доильном боксе - 7,67 мин. Качественный состав молока в течении лактации (за исключением соматических клеток) изменялся не существенно. Наименьшее количество соматических клеток наблюдалось при доении на роботе (в среднем за лактацию 248,8 тыс./см3), что связано с высокими санитарногигиеническими условиями доения, определяемыми прежде всего техническим уровнем оборудования.

Ключевые слова: коровы, технологии, доение, доильные аппараты, робот, молокоотдача, вымя.

Эффективность доильного оборудования и технологии в целом в значительной степени определяется такими показателями, как скорость доения, полнота извлечения молока и поддержание рефлекса молокоотдачи на высоком уровне в течение всего процесса доения. Нарушение производственного процесса или неэффективность применяемого оборудования может свести на нет достигнутые результаты в селекции молочного скота. По этой причине многие фермы недополучают значительное количество продукции, терпят убытки [1, 2].

Производительность доильных установок в основном зависит от их типа и числа используемых доильных аппаратов. Так, при привязном содержании животных более производительны установки с линейным молокопроводом. Для беспривязного содержания коров при поголовье более 400 гол. применяют автоматизированные системы доения стада в доильных залах типа «Параллель», которые обеспечивают высокую пропускную способность благодаря широкой зоне входа и быстрому выходу коров на дойку в сочетании с удобными и безопасными условиями труда для персонала.

Сегодня все более широкое распространение получают автоматизированные системы доения - доильные роботы. Это ведет к формированию новой технологии, основная суть которой заключается в создании коровам максимально возможного комфорта при доении.

Причем осуществляется раздельное доение для каждой четверти вымени, что исключает попадание молока пораженного маститом в общий молокопровод. Однако для такой технологии подходят не все животные. По данным зарубежных исследователей при формировании стада выбраковывают от 5 до15 % коров.

Доение коров не только функционально наиболее ответственный процесс, но и самый трудоемкий. На его выполнение затрачивается до 35 % всего рабочего времени обслуживания животных.

В связи с этим цель наших исследований - изучить используемые технологии доения высокопродуктивных коров на современных комплексах и провести их сравнительную оценку.

Условия, материалы и методы. Исследования проводили на фермах колхоза «Племзавод Родина» Вологодского района при доении коров черно-пестрой породы на роботе-дояре VMS фирмы de Laval, в доильном зале de Laval «Европараллель» с беспривязным содержанием и на линейном молокопроводе при привязном содержании коров. Доильная установка «Европараллель» имеет фронтальный выход на каждой стороне, что сокращает время на смену групп и приводит к увеличению пропускной способности установки. В результате режим работы операторов доения оказывается непрерывным.

В ходе исследований проводили хронометрические наблюдения по времени выполнения операций доения, интенсивности использования доильного оборудования, изменения продуктивности и качества молока коров черно-пестрой породы по месяцам лактации. Для обработки полученных данных использованы программы «Excel», «Access».

Результаты и обсуждение. Наименьшие затраты времени на проведение доения возможны при нормально развитом вымени. Отклонения от минимального значения связаны либо с очень тонкими или наоборот толстыми сосками, отсутствием соска, неадекватным поведением коровы, а также с человеческим фактором.

Доение коров на роботах начинается сразу после надевания каждого стакана, то есть пока будет найден четвертый сосок, первые три доли вымени в соответствии с очередностью одевания стаканов будут находиться в режиме доения. При средней разовой продолжительности пребывания коровы в

доильном боксе робота 7,67 мин., он способен со-

Подготовительные операции при различных технологиях доения коров

п . I

Доильным зал з

Молокопровод 2

Робот 1 мойка+массаж+сдаивание | с доением первых четвертей |

сек.

0 20 40 60 80 100 120 V

1 2 3

надевание стаканов, сек. 68 41 21

сдаивание первых струек + 20 20

массаж вымени, сек. + 7 11

мойка вымени, сек. + 65 (общее) 8 4

Рис.1. Длительность подготовительных операций при различных технологиях доения коров

Таблица. Распределение времени выполнения отдельных операций доения коров при различных технологиях доения.

Операция 5 £ со ї § І 0) а ф 0) о ! з- го о

в среднем минимальное \максималное

На роботе de Laval VMS

Вход в бокс 0,11 0,06 0,33

Позиционирование коровы 0,11 0,05 0,41

Мойка вымени 1,08 0,75 1,66

Надевание доильных стаканов 1,15 0,58 5,45

Доение 4,91 2,8 11,75

Выход коровы из бокса 0,31 0,16 0,75

Общее время 7,67 4,40 20,35

В доильном зале de Laval

Мойка вымени 0,06 0,05 0,16

Массаж вымени 0,18 0,06 0,60

Сдаивание первых струек Надевание доильных стаканов 0,33 0,16 0,80

технологическое 0,35 0,16 0,66

Доение 5,55 2,83 12,5

Снятие стаканов 0,26 0,08 1,36

Общее время 6,73 3,34 16,08

В линейный молокопровод

Мойка вымени 0,13 0,08 0,25

Массаж вымени 0,10 0,03 0,25

Сдаивание первых струек Надевание доильных стаканов, техно- 0,33 0,15 0,70

логическое (с переносом аппарата) 0,68 0,16 1,58

Доение 6,0 3,1 8,33

Снятие стаканов 0,13 0,08 0,41

Общее время 7,37 3,60 11,52

вершить 7,82 короводоек в час. Если принять время работы 19...21 ч в сутки, то робот может выполнить от 149.164 доений за сутки. Исходя из того, что число доений коровы в среднем находится в пределах 2,6...2,9 раза в сутки, один робот может обслуживать 57.63 коровы.

Средняя продолжительность доения в зале de Laval «Европараллель» 6,73 мин. Оно проводится раздельно на каждой стороне установки 12 доильными аппаратами по 6 аппаратов на одного оператора. Таким образом, при непрерывном цикле работы один человек доит до 54 коров в час.

Средняя продолжительность однократного доения коровы на линейном молокопроводе с привязным содержанием 7,37 мин. Отсюда, один оператор тремя доильными аппаратами при одноразовой дойке способен подоить до 25 коров в час.

Время подготовки коров к доению в доильном зале и в молокопровод соответствует оптимальному для образования окситоцина и не превышает 60 сек. (рис. 1). Подготовительные преддоильные операции при роботизированной технологии занимают в среднем 2,34 мин, что с физиологической точки зрения можно считать отклонением от нормы. Из-за этого продолжительность операции доения превосходит физиологическую

норму. Это, на наш взгляд, объясняется отсутствием соответствующего отбора коров для роботизированной технологии.

Интенсивность нагрузки на 1 доильный аппарат при доении на привязи составляет 8,1 короводоек в час, в доильном зале - 8,9, а при использовании робота - 7,8. Таким образом, в течение часа на привязи 4 оператора с тремя доильными аппаратами могут подоить до 100 коров, в доильном зале 2 оператора - до 108 гол., а при роботизированной технологии доения четырьмя роботами - до 32 коров.

С этой точки зрения наиболее эффективным можно считать доение на установке «Европараллель». Однако в связи со значительными колебаниями времени ожидания доения в накопителе у коров не вырабатывается прочных условных рефлексов молокоотдачи. Поэтому роботизированная технология, на наш взгляд, более предпочтительна, та как обеспечивает автоматическое управление режимом доения в соответствии с морфологическими и функциональными особенностями долей вымени животного с одновременным учетом молока. Кроме того, она позволяет сократить расходы на оплату труда работников и снизить нагрузки на оператора, что может компенсировать более высокие издержки на приобретение роботов.

Распределение продолжительности доения коров показывает, что максимальное его время на роботах достигает 13 мин., а минимальное составляет 3 мин. При этом основная часть коров выдаивается в течение 3.8 мин. (рис. 2).

В целом среднее время доения на предприятии находится в пределах 5.6 мин. На роботах за такой промежуток времени выдаивается 45 % животных, в доильном зале - 50 % и на привязи 45,5 %. Этого недостаточно для эффективного использования доильных установок, поскольку наиболее эффективная их работа обеспечивается при наличии не менее 70 % таких животных.

Средний надой коров за лактацию при доении на роботе составил 8465 кг молока, в доильном зале - 8452 кг, на привязи - 8727 кг.

б) в)

Рис. 2. Кривые распределения продолжительности доения коров: а) на роботах; б) в доильном зале «Европараллель» в) в молокопровод на привязном содержании

Жир,%

Белок, %

Лашоза.Уо

L

— ~ - - -- -- 1==- —

м эся LU lain ац ИИ

1 2 3 4 5 6 7 10

Сон.кл., тыс/см3

Рис. 3. Кривые качества молока коров черно-пестрой породы по месяцам лактации: —---- привязь, молокопровод; - -о - - - робот; - доильный зал.

Массовая доля жира при доении на привязи изменялась от 3,43 до 3,87 %, белка - от 3,25 до 3,60 %, лактозы - от 4,62 до 4,65 %, количество соматических клеток - от 293,84до 377,00 тыс./см3 (рис. 3). При доении роботом величины этих показателей составили соответственно 3,58.3,83 %, 3,38.3,44 %, 4,49.4,74 % и 142,27.295,95 тыс./см3; в доильном зале - 3,53.3,82 %, 3,27.3,52 %, 4,53.4,56 % и 419,14.551,86 тыс./см3.

Все показатели качественного состава молока за исключением соматических клеток изменялись не существенно. Наименьшее количество соматических клеток наблюдалось при доении роботом (в среднем за лактацию 248,8 тыс./см3), а самое значительное в случае привязного содержания (322,41 тыс./см3).

Низкое количество соматических клеток при доении на роботе, на наш взгляд, связано с высокими санитарно-гигиеническими условиями, определяемыми прежде всего техническим уровнем оборудования [3].

Выводы. На основании проведенного анализа технологий доения высокопродуктивных коров, применяемых на современных комплексах с привязным и беспривязным содержанием можно сделать следующие выводы:

средняя продолжительность доения при исследуемых технологиях составляет 5.6 мин. На роботах за это время выдаивается 45 % животных, в доильном зале -50 %, на привязи - 45,5 %, чего недостаточно для эффективного использования доильных установок;

все показатели качества молока (за исключением соматических клеток) существенно не менялись, что свидетельствует о практически одинаковом уровень кормления. Наименьшее количества соматических клеток наблюдалось при доении роботом (в среднем за лактацию 248,8 тыс./см3), что связано с высокими санитарногигиеническими условиями, определяемыми, прежде всего, техническим уровнем оборудования, а самое высокое - при привязном содержании (322,41 тыс./см3);

наиболее эффективным на сегодняшний день можно считать доение коров в доильном зале на установке «Европараллель». Однако при ее использовании из-за значительных колебаний времени ожидания коров в накопителе у животных не вырабатываются прочные условные рефлексы молокоотдачи;

при роботизированной технологии достаточно продолжительный период времени (в среднем 2,34 мин.) занимают подготовительные преддоильные операции, что не соответствует норме с физиологической точки зрения. В основном такая ситуация объясняется отсутствием соответствующего отбора коров. При этом роботизированная технология доения обеспечивает автоматическое управление режимом доения в соответствии с морфологическими и функциональными особенностями долей вымени животного. Кроме того, при ее использовании можно сократить расходы на содержание работников и снизить нагрузку на оператора, что может компенсировать более высокие издержки на приобретение и обслуживание роботов.

Литература.

1. АмерхановХ.А., Тяпугин Е.А., Симонов Г.А., Тяпугин С.Е. Эффективность ведения молочного скотоводства в условиях Европейского Севера

России. - Москва. - 2011.

2. Тяпугин Е.А., Углин В.К. Научно обоснованная технология ведения молочного скотоводства в условиях Европейского Севера Российской Федерации // Научные основы повышения продуктивности сельскохозяйственных животных: Сб. научных трудов международной научно-практической конференции СКНИИЖ. - Краснодар. - 2010. - С. 44-46.

3. Тяпугин Е.А., Бурыкина И.М., Тяпугин С.Е. Система рациональной организации производственных процессов получения и обработки молока в сельскохозяйственных предприятиях. //Вологда-Молочное. - 2008. - 46 с.

COMPARATIVE ESTIMATION OF TECHNOLOGIES OF ILKING HIGHLY PRODUCTIVE COWS OF BLACK-MOTLEY BREED ON MODERN COMPLEXES E.A. Tyapugin, S.E. Tyapugin V.K. Uglin, V.E. Nikiforov, V.V. Plotnikova, I.S. Serebrova

Summary. The aim of this work is the analysis of high-tech milking cows used on modern complexes in the stanchion and loose housing. For a comparative evaluation of these technologies held timekeeping time milking operations, usage of milking equipment, changes productivity and quality of milk by during of lactation. Analyzing the data, it was found that the performance of milking plants mainly depends on the type and number of used milking machines. Time to prepare cows for milking in the parlor on the installation type «Evroparallel» and in the milk with an optimal time for the formation of oxytocin to start the milk and do not exceed 60 seconds. Preparatory steps for robotic technology, on average 2.34 min, from a physiological point of view is a deviation from the norm. The average duration of a single milking cow on the line with the milk Tied is 7.37 min, in the parlor on the installation type «Evroparallel» 6.73 min and the robot in the milking box 7.67 min. Data quality of the milk did not change during of lactation (except for somatic cells). The smallest number of somatic cells was observed during milking on the robot (average 248.8 th/sm3), which is associated with high hygienic conditions of milking, is determined primarily by the level of technical equipment.

Key words: cows, technologies, milking, milking machines, the robot, udder.