Природний спосіб вилучення молока з вимені корови - це висмоктування його телям. Спосіб цей простий. Однак щоб отримувати молоко для потреб людини, необхідні технічні засоби. У період одомашнення великої рогатої худоби людина таких коштів не мають »мав, а тому для отримання молока з вимені корови люди стали застосовувати ручне доїння (вижимання молока з вимені), яке зіграло велику роль в підвищенні продуктивності тварин і згодом вплинуло на творчість інженерів і винахідників при конструюванні доїльних машин. Однак апарати, що наслідують ручному доїння, не набули поширення, так як були складні і незручні в експлуатації.
Одночасно з вичавлювати машинами розроблялися і відсмоктують, що працюють за принципом смоктання корови телям. В даний час такі машини успішно витісняють ручне доїння. Доїльні машини застосовуються тепер майже у всіх країнах.
В СРСР доїльні машини вперше були завезені в 1928 р Перші їх випробування проводилися методично неправильно, в результаті чого для виробництва в нашій країні була обрана німецька доїльна машина «Момент», яка мала істотні недоліки. Велика серія виготовлених машин після випробувань була забракована, так як їх застосування викликало падіння продуктивності корів і захворювання маститом. Невдалими виявилися спроби застосувати в нашій країні і інші зарубіжні машини.
Тому ВІЕСХ було доручено провести більш кваліфіковано випробування зарубіжних машин і створити вітчизняну доїльних машину, що відповідає фізіологічним вимогам доїння корів. Така машина була створена ВІЕСХ спільно з інститутами, які вивчають біологію тварин. Вона відрізнялася від зарубіжних машин принципом дії, який назвали трехтактним. Її виконавчий механізм (двокамерний доїльний стакан) по конструкції такий же, як і у найбільш поширених доїльних машин, але його дія включає в себе елементи роботи однокамерного доїльного стакана. Наводимо схематичний опис пристрою і принципу дії цих доїльних склянок.
Однокамерний доїльний стакан (рис. 3) має конусоподібну форму. Стінки зроблені з твердого матеріалу (часто прозорого). У верхній частині стакан знаходиться гумовий ковпак, призначений для кращого присмоктування склянки до соску.
Однокамерний доїльний стакан працює наступним чином. Під час першого такту з нього відкачується повітря поки розрідження під соском не досягне 40-45 см рт. ст. (Рис. 3, а). Така різниця тисків діє приблизно 0,5 сек. Сосок витягується, кінець його впирається в конус склянки, сфінктер соска відкривається, і молоко витікає. Номінальна різниця тисків при цьому діє тільки на кінчик соска, а стінки його піддаються впливу меншого розрідження, так як кінчик соска встигає впертися в конус ще до того, як утворюється номінальна різниця тисків, і перешкоджає відсмоктуванню повітря з верхньої частини склянки.
Під час другого такту в стакан впускается повітря, і тиск в ньому підвищується до атмосферного (рис. 3, б). Тон при цьому коротшає, витікання молока з нього переривається, і в соску відновлюється кровообіг, кілька порушене під час дії розрідження.
Перший такт називається тактом смоктання, другий - тактом відпочинку. Такт смоктання і такт відпочинку становлять пульсаційний цикл. Число пульсацій у різних доїльних машин з однокамерними склянками знаходиться в межах 30-60 в хвилину.
Переваги однокамерного доїльного стакана:
- при правильному відповідно розмірів склянок розмірами сосків не робить несприятливого фізіологічного впливу на соски корови, чи не порушує в них кровообігу; захворювання сосків спостерігаються рідко;
- дуже простий і надійний в роботі, так як не має швидко зношується сосковой гуми.
Недоліки однокамерного доїльного стакана:
- не завжди забезпечується чисте видоювання, так як сфінктер соска при такті смоктання в деяких випадках не може відкриватися повністю через стиснення його з боків при занадто сильному засмоктуванні в конусоподібний стакан, внаслідок чого у деяких корів спостерігається нечисте видоювання (великий річний додой);
- необхідно мати кілька комплектів доїльних склянок різного розміру до кожного доїльного апарату, щоб охопити машинним доїнням корів, що мають соски різних розмірів.
Двокамерний доїльний стакан (рис. 4) в більшості випадків має циліндричну або конічну форму. Стінки у нього подвійні; зовнішня тверда, найчастіше металева (гільза) і внутрішня гумова (сосковая гума). Між стінками утворюється замкнене кільцевої зазор - глуха камера, яка через гумову трубку з'єднується з пульсатором. Порожнина всередині сосковой гуми з'єднується знизу гумовою трубкою з вакуум-насосом. У верхній частині стакан має гумове або металеве пристосування для кращого утримання на соску і запобігання просасиванія всередину нього повітря.
Двокамерний стакан діє таким чином. Під час першого такту повітря з межстенного простору відкачується до номінального вакууму. У той же час всередині сосковой гуми вакуум підтримується постійним. У цей час під соском (т. Е. Усередині сосковой гуми) і в міжстінному просторі вакуум за величиною стає однаковим і сосковая гума не перешкоджає відсмоктуванню молока, так як протягом цього такту вона не деформується. Тон при цьому подовжується, сфінктер його відкривається і молоко витікає. Цей такт називається тактом смоктання. Під час другого такту в зазор між стінками (міжстінний простір) доїльні склянки впускается повітря, і сосковая гума стискається (сплющується), перериваючи витікання молока і захищаючи деяку частину соска від дії вакууму. Цей такт називається тактом стиснення. Потім процес повторюється.
Число пульсацій у різних доїльних машин з двокамерними склянками знаходиться в межах 30-180 в хвилину; найбільш поширене число пульсацій 40-60 в хвилину. Експлуатація машини полегшується при великому числі пульсацій, так як це сприяє кращому утриманню доїльних склянок на маленьких сосках і спрощує надягання склянок на соски корови. Однак велика кількість пульсацій невигідно через збільшення витрати повітря і не завжди відповідає фізіологічним вимогам.
Величина розрідження в різних доїльних машинах коливається в межах 200-650 мм рт. ст. Це обумовлює і відмінність в конструкції доїльних склянок. Слід зазначити, що для конструкцій і параметрів доїльних машин немає сталих стандартів. Це пояснюється тим, що доїльні машини впливають на організм, який має значні відхилення від середніх фізіологічних норм, а фізіологія віддачі молока вивчена ще недостатньо.
Переваги двокамерних доїльних склянок:
- можна обійтися (в межах одного стада корів) одним комплектом доїльних склянок до кожного апарату, так як сосковая гума в деякій мірі пристосовуємось до сосок різних розмірів;
- видоювання корів відбувається трохи швидше, ніж однокамерними доїльними стаканами, так як в двокамерних склянках сосковая гума, мабуть, менше перешкоджає відкриванню сфінктера соска, ніж тверді конусоподібні стінки однокамерних доїльних склянок.
Недоліки двокамерних доїльних склянок при двотактному способі доїння:
- під час кожного такту смоктання кілька порушується кровообіг в сосках, яке не відновлюється повністю під час такту стиснення;
- під час доїння соски значно подовжуються і доїльні стакани наповзають на соски і вим'я корови. Від цього нерідко повідомлення соска з вим'ям порушується, і доїння переривається передчасно, що обумовлює нечисте видоювання корів. Внутрішня тканина біля основи соска нерідко пошкоджується, в результаті чого можливе захворювання корів на мастит;
- робота склянок вхолосту при перетримці їх на сосках корови особливо шкідлива і викликає захворювання вимені (спроби усунути ці недоліки підбором оптимальних параметрів не завжди досягають мети);
- мають місце великі експлуатаційні витрати на змінні гумові Деталі, особливо на соскову гуму, яка служить від одного до шести місяців.
Трехтактная доїльна машина має двокамерні доїльні стакани. Принцип дії доїльного стакана цієї машини показаний на рис. 5. По суті трехтактний принцип заснований на поєднанні позитивних властивостей роботи двотактних доїльних машин з однокамерними і двокамерними стаканами, негативні властивості яких при цьому зведені до мінімуму. На додаток до тактам смоктання і стиснення введений такт відпочинку (за рахунок скорочення тривалості такту стиснення). Тривалість такту смоктання при цьому залишилася без зміни, а тривалість такту стиснення доведена до 10-15% тривалості пульсационного циклу. У першого і останнього варіантів трехтактной доїльної машини при 60 пульсаціях в хвилину співвідношення тривалості тактів (у% до тривалості пульсацій) було наступним:
Такт відпочинку здійснюється шляхом впуску повітря всередину сосковой гуми доїльного стакана (під сосок). Під час такту смоктання (рис, 5, а) під соском і в просторі між стінками доїльного стакана діє різниця тисків; під час такту стиснення (рис. 5, б) під соском - вакуум, а в просторі між стінками - атмосферний тиск; під час такту відпочинку (рис. 5, в) під соском і в просторі між стінками склянки діє атмосферний тиск.
Характерні особливості трехтактной доїльної машини в порівнянні з двотактної:
- під час доїння соски менше подовжуються і в них не порушується кровообіг;
- зведена до мінімуму можливість наповзання доїльних склянок на соски і вим'я корови;
- допускається перетримка доїльних апаратів на сосках корів після повного їх видоювання без шкоди для тварин;
- можна видоювати будь-яких корів, в тому числі і повільно віддають молоко, і при цьому захворювань сосків і вимені корів не виникає.
Недоліки трехтактной доїльної машини: як і у двотактних машин з двокамерними склянками »має місце значна витрата гумових деталей, особливо сосковой гуми. Однак, за даними випробувань сосковой гуми на Подільській МІС, термін служби її при роботі апарату по трехтактному способу в 2 рази більше, ніж при роботі з двотактному;
Для здійснення такту відпочинку проводиться впуск повітря під соски, як і в однокамерних доїльних стаканах, що в деякій мірі забруднює молоко. Однак експериментальні дослідження показали, що це забруднення незначно. Підрахунки підтверджують, що при найнесприятливіших умовах підвищення бактеріальної забрудненості молока через впуску повітря під соски може скласти від трьох до десяти бактерій на 1 мл (в найчистішому молоці допускається наявність близько 50 тис. Бактерій на 1 мл). Додатковий витрата повітря кілька збільшує і витрата енергії.
Будь-яку двотактний доїльних машину з двокамерними склянками можна перетворити в трехтактную (і навпаки) шляхом заміни колектора.
Найбільш поширена схема доїльної машини з двокамерними склянками показана на рис. 6. Всі чотири доїльних склянки повідомляються через трубки з колектором, розташованим нижче їх. Від колектора трубки йдуть до ПУЛЬСАТОР і доїльного відра, службовцю для збору молока. Пульсатор зазвичай розміщують на кришці доїльного відра, від якої йде шланг до вакуумного трубопроводу, прокладеному вздовж стійл і сполученого з вакуум-насосом.
В даний час в зарубіжній (друку нерідко пишуть, що ефективність машинного доїння залежить не стільки від конструкцій доїльних машин, скільки від організації самого робочого процесу, і що при хорошій організації машинного доїння можна без шкоди застосовувати всі доїльні машини, що випускаються промисловістю. При цьому під хорошою організацією розуміється така, яка забезпечує високу продуктивність праці, збереження достатньої продуктивності тварин і отримання молока високої якості.
Само собою зрозуміло, що продуктивність тварин залежить від стану вимені, а тому при машинному доїнні звертають велику увагу на збереження його здоровим.
Особливе значення має дотримання правил доїння корів двотактними апаратами; найбільш важливі з них наступні:
1. Не можна надягати доїльні стакани на соски, якщо корова ще не припустили молока, так як доїльна машина не стимулює в достатній мірі віддачі молока, і корова може затримати його і навіть не видоїти зовсім, тому що доїння порожніх сосків викликає біль і гальмування молоко- віддачі.
2. Не можна залишати доїльні стакани на сосках після припинення витікання молока з вимені. Перетримка доїльних стаканів на сосках викликає захворювання вимені, псування молока і зниження продуктивності корів.
Обидва ці правила цілком обгрунтовані з фізіологічної точки зору. Теля не смокче порожні соски у корови, а намагається викликати віддачу молока енергійним підштовхуванням вимені. Тільки після початку віддачі молока теля смокче корову, переходячи від одного соска до іншого З цього можна Зробити висновок, що смоктальні руху рота теляти, мабуть, недостатньо ефективні для стимулювання віддачі молока. Необхідно більш енергійне вплив на вим'я, наприклад підштовхування.
Якщо ж і підштовхування вимені не викликає віддачі молока і теля намагається смоктати порожні соски, корова проганяє його від себе, так як енергійне смоктання порожніх сосків, мабуть, завдає їй болю. Звідси ясно, що рот теляти не є ідеальним механізмом, якому слід обов'язково наслідувати при конструюванні доїльної машини. Ймовірно, помилка конструкторів, які розробляли за останні 100 років різні доїльні машини, і полягала в тому, що вони прагнули створювати машини, точно наслідують або смоктання теляти, або ручного доїння. Ручне доїння також не є досконалим способом вилучення молока: якщо в сосках немає молока, доярка, виробляючи доїння кулаком або відтягуючи соски двома пальцями, не може викликати хорошу віддачу молока, - вона вдається до масажу вимені і (інших прийомів, аж до ласкавих розмов з коровою. Іноді ж при ручному доїнні доярки, Видоївши деяку частину молока, сидять близько корови і чекають, поки вона не припустилися наступну порцію.
Коротше кажучи, роздратування сосків у багатьох корів не викликає повної віддачі молока і підвищення удою. Необхідно використовувати і інші, більш ефективні подразники, що забезпечують повну віддачу молока за допомогою вищої нервової діяльності.
З цього можна зробити висновок, що найбільш бажано мати в господарстві таких корів, які легше віддають молоко і у яких в силу цього можна розвинути більш високу продуктивність. Відбір корів для машинного доїння у нас і за кордоном проводиться в першу чергу за цією ознакою.
Багато корови мають всі дані для високої продуктивності, але не роздоюють, так як у них важко викликати віддачу молока. Такі корови особливо швидко зменшують надої, якщо їх неуважно доїти доїльними машинами. При доїнні двотактними апаратами, різко діючими на соски, ці корови швидко знижують продуктивність або навіть захворюють. При доїнні трехтактной машиною, більш досконалої з фізіологічної боку, зменшення продуктивності, а тим більше псування корів не спостерігається, але процес доїння таких корів більш тривалий, ніж корів, легко віддають молоко. Отже, корови, що затримують молоко, потребують при доїнні в додатковому впливі, що забезпечує стимулювання віддачі молока.
Фізіологи стверджують, що чим чистіше видоюють корову, тим швидше збільшується її продуктивність. Однак і при хорошому доїнні в альвеолах залишається до 1-3 л молока (так зване залишкове молоко), яке можна витягти за допомогою додаткового впорскування окситоцину в кров корови.
Стимулювання віддачі молока має на меті збільшення виділення гіпофізом окситоцину. Однак ручне стимулювання вимагає уміння і великих витрат праці. Перед конструкторами ставиться задача створити такі доїльні машини, які стимулювали б віддачу молока у корів і сприяли збільшенню їх продуктивності.
В результаті накопичення практичного досвіду з машинного доїння корів і вивчення досліджень, Проведених в нашій країні і за кордоном, були складені вимоги до конструювання нових доїльних машин і поліпшення існуючих. Наводимо їх повністю.