Požadavky na dojící stroje

Dojící stroj byl vytvořen, aby ulehčil těžké práci spojené s ručním dojením. Staří Egypťané se snažili vložit hadičky do strukových kanálků, aby si usnadnili dojení. První dojící stroj se však objevil až v roce 1830. Poté byl neustále technicky vylepšován. Byly testovány různé principy fungování. Byly vytvořeny instalace, které simulují ruční dojení. Nejúčinnější byl přístroj, který simuluje sací pohyby. V roce 1851 bylo poprvé použito vakuum a poté byl vyvinut jednokomorový strukový násadec. Dvoukomorová savička byla vynalezena v roce 1905 a farmáři byli seznámeni s dojicím strojem podobným těm, které se používají dnes.

Dojící stroj navržený Jen Nielsen v roce 1882 (vlevo) a dojící stroj navržený Annou Baldwin v roce 1879 (vpravo) (T. Jansson. Creation of a milking machine, 1973)

Biologické požadavky na dojící stroj

Jaké jsou požadavky na dojící stroj? Když byl vyvinut první dojící stroj, bylo požadováno účinné odstranění mléka bez poškození struků vemene. Mělo to také ulehčit farmářům práci spojenou s dojením. Aby byly všechny tyto požadavky zohledněny, musí být dojící stroj vytvořen společným úsilím biologů, inženýrů a veterinářů.

Jaký vliv má dojící stroj na struky vemene? Princip strojového dojení je odlišný od principu ručního dojení nebo sání. Při ručním dojení se mléko z vemene vytlačuje a při sání se stlačuje a do určité míry odsává. Při strojním dojení dochází k odsávání mléka v důsledku tlakového rozdílu mezi vnitřní stěnou vemene a vložkou.

Při ručním dojení se mléko vytlačuje z vemena.

Při neustálém sacím působení na bradavku se v ní hromadí krev a lymfa. Proto je dojírna konstruována tak, že sání je přerušováno rytmickými pohyby (otevírání a zavírání) vložky. V souladu s tím jsou bradavky masírovány, což zabraňuje skřípnutí špičky bradavky.

Při sání se mléko většinou vytlačuje
a je do určité míry vysátý

Všechny části dojící jednotky jsou důležitými součástmi celého systému. Proč například navrhovat vložku s optimální funkcí, pokud frekvence pulzování, úroveň podtlaku nebo velikost mléčného potrubí nesplňují požadavky? Pro lepší pochopení systému si však stručně proberme význam a požadavky jednotlivých jeho součástí.

Při strojním dojení se mléko odsává z vemena

Vložit

Závěsná jednotka se skládá ze čtyř strukových násadců (každý s tělem, pružnou vložkou a krátkou impulsní hadičkou), svorky, dlouhé mléčné šňůry a dlouhé impulsní hadičky. Vložka se skládá z hlavy, nádobky na mléko a krátké zabudované hadičky na mléko. Vložka je pouze ta část dojícího stroje, která je v přímém kontaktu se strukem. Proto je konstrukce vložky extrémně důležitá pro optimální dojení a interakci struků. Výsledky srovnávacích experimentů ukazují, že konstrukce vložky obecně ovlivňuje výkon dojení více než jakýkoli jiný mechanický faktor. Konstrukce vložky může ovlivnit průtok mléka, skluz vložky, dobu dojení, úpravu struků a stav vemene zvířete. Vložky by měly zajišťovat bezpečné uchycení na obou koncích těla a mít trysku a uzávěr, které dobře sedí na vsuvce a minimalizují klouzání a pád jednotky. Dojení by mělo být prováděno rychle, s maximální úplností a vyvarovat se skřípnutí a poškození bradavky.

Trh nabízí obrovské množství vložek různých designů, které jsou přizpůsobeny jejich účelům. Například průměr trysky se pohybuje od 18 do 27 mm a průměr otvoru – od 20 do 28 mm. Důvodem odlišné konstrukce vložky dojícího stroje je rozdílná velikost a konfigurace struků vemene u různých plemen skotu. Rozsah velikostí v rámci stáda je však často širší než průměrné rozdíly mezi většinou stád a plemen. Je třeba poznamenat, že pokud je vložka příliš krátká, tryska nebude mít dostatek místa pro stlačení pod strukem, což má za následek neproduktivní dojení, zatímco příliš velká vložka může způsobit časté prokluzování.

Pohled v řezu na vložku

Jakmile je struk vsunut do otevřené vložky, před dojením ve vakuu se natáhne na 140-150 % své délky. Během dojení se struk v prvních sekundách dojení posune dále do vložky a nedochází k žádnému dalšímu pohybu struku, dokud neustane tok mléka v této čtvrti vemene. Na konci dojení se vložka někdy posouvá po struku a zabraňuje vytékání mléka z nádrže na vemeno do nádrže na struky, což může v konečném důsledku ovlivnit produkci mléka. Hloubku průniku bradavky ovlivňuje několik faktorů. To může být způsobeno samotnou vsuvkou, podtlakem, vložkou, tryskou a třením mezi vložkou a vsuvkou. Optimálního průniku bradavek je dosaženo, když všechny tyto faktory spolupracují. Pohyby vložky při pulzaci vedou k uvolňování mléka a masáži vemene. Dobu pulsace lze rozdělit do čtyř různých fází: a, b, c a d.

Doba pulsace a = fáze otevírání; b = fáze dojení, c = fáze uzavírání, d = fáze masáže

Během fáze „a“, počáteční fáze, se vložka začne otevírat a mléko vytéká z bradavky. Během fáze „b“, dojení, mléko ze struku dále vytéká. V další fázi „c“ se vložka strukového násadce začne uzavírat, což zabraňuje vytékání mléka ze savičky. Během poslední fáze „d“, masáže a odpočinku, zůstává vložka uzavřená.

Pro dosažení optimální účinnosti dojení a dobrého stavu vemene by klidová fáze měla činit alespoň 15 % doby pulsace neboli 150 ms. Uvolňování mléka ovlivňuje pohyb stěny vložky tak, že je dosaženo vysoké dojivosti kratšími masážními fázemi, což v konečném důsledku ovlivňuje stav vemene. Nedávný výzkum vedl k vytvoření tzv. „Harmony insert“, ve kterém je masážní fáze téměř nezávislá na toku mléka. Pohyb vložky je také důležitý na začátku a konci dojení, kdy je nízká dojivost.

Vlivem stlačení vložky se kanálek ​​vsuvky uzavře. K překonání diastolického tlaku v cévách se doporučuje, aby tlak na uzávěr bradavky byl 10 kPa, když je tlakový rozdíl asi 50 kPa. Kromě vytváření tlakového rozdílu hraje vložka důležitou roli při masáži bradavek. Při nižších úrovních podtlaku se doporučuje měkká vložka a při vyšších úrovních se doporučuje tvrdá vložka.

Lze konstatovat, že pro zajištění dobrého stavu struků a optimální produkce mléka musí být velikost vložky vhodná pro krávy ve stádě a vložka musí vyhovovat podtlaku instalace a úrovni vedení mléka. Vložky by měly být připevněny při mírném zatížení a měly by mít relativně měkké upevnění. Pro zachování správné funkce by měla být vložka vyměněna po 2500 1000 dojení nebo šesti měsících provozu, podle toho, co nastane dříve. Některé typy vložek mají komponenty určené pro 1200 – XNUMX dojení.

Pohyb stěny vložky během vystřikování mléka

Tělo strukového násadce

Tělo strukového násadce je obvykle vyrobeno z nerezové oceli. V posledních desetiletích se však začaly vyrábět i z plastu. Tělo strukového násadce musí designově ladit s vložkou, musí se s ním snadno manipulovat při dojení, materiál, ze kterého je vyroben, musí být odolný a nelámat se např. při pádu. Optimální hmotnost bloku dojicího stroje závisí také na hmotnosti dojicího pohárku.

Clamp

Svorka spojuje krátký pulzátor a krátkou hadičku na mléko ze čtyř strukových násadců k dlouhému pulzátoru a dlouhé hadičce na mléko. Na trhu jsou svorky různých provedení, vyrobené z různých materiálů, s různými objemy komory na mléko (50-500 ml), otvorem pro přívod vzduchu a „vnitřním“ provedením.

Na svorku jsou různé požadavky. Dojivost se zvyšuje u vysoce produktivních krav, což znamená, že se zvyšuje zátěž na svorku. Svorka musí zabránit křížové infekci čtvrtí vemene téže krávy. Toho lze dosáhnout použitím samostatných čtvrtinových komor nebo zpětného ventilu. Proudění vzduchu do komory na mléko zabraňuje vnikání mléka do svorky, takže její velikost a kapacita jsou velmi důležité při rychlém dojení krav s vysokou užitkovostí.

Dobrým příkladem svorky, která splňuje mnoho požadavků, je svorka Harmony. U této svěrky jsou kolísání podtlaku nízké i při vysokém průtoku mléka, protože mléko je odebíráno zespodu přes horní část svěrky přes centrální trubku. To znamená, že ve svěrce je vždy prostor, který není naplněn mlékem, což poskytuje dodatečný objem pufru pro vakuum. Tímto způsobem se mléko neustále a šetrně uvolňuje ze svorky, aniž by došlo ke zvýšení volných mastných kyselin (FFA).

Hubice

Tryska se skládá ze čtyř těles, z nichž každé má vložku. Všechny tyto komponenty jsou připojeny ke svorce. Nástavec musí mít váhu nezbytnou k tomu, aby nemohl sklouznout a spadnout. Zvýšení hmotnosti trysky obvykle snižuje průtok mléka, ale zvyšuje riziko uklouznutí a pádu. Pro zvýšení hmotnosti hubice někteří výrobci zvyšují hmotnost svorky, jiní zase strukové násadky těžší. Ideálním stavem je umístit na strukové násadce větší váhu, což má za následek rovnoměrnější rozložení hmotnosti mezi čtyři čtvrtiny vemene. Na rozložení hmotnosti však mají největší vliv všechny součásti trysky, dlouhá mléčná trubice a dlouhý pulzátor, protože nevhodné umístění trubic může vést k nerovnováze v rozložení hmotnosti.

Konstrukce Harmony je lehká a strukové násadce a svorka jsou z ergonomického hlediska velmi účinné. Jak již bylo řečeno, bylo vykonáno mnoho práce, abychom našli optimální funkci vložky s nástavcem s nízkou hmotností, který by měl stále poskytovat účinné dojení. Úvahy o účinnosti dojení vedly k větším vývodům krátkých hadic na mléko a zvětšení objemu krátké hadičky na mléko.

Vakuum a pulzace

Jak mechanické parametry, podtlak, perioda a frekvence pulzací ovlivňují účinnost dojení? Bylo prokázáno, že úrovně podtlaku nad 50 kPa mají malý nebo žádný přínos pro účinné dojení. Jak je vidět na grafu 36, vrchol toku mléka se zvyšuje spolu s rychlostí toku mléka a zvyšující se úrovní vakua. Vzhledem k možné hyperkeratóze vnějšího otvoru struku a zvýšenému sevření struku dojicím strojem a z toho plynoucímu bobtnání je důležité najít optimální úroveň podtlaku pro každý jednotlivý dojící systém. Například v nízkých instalacích je úroveň vakua asi 42 kPa srovnatelná s 50 kPa ve vysokých instalacích. Udržování stabilní úrovně podtlaku je při mastitidě velmi důležité. Proto je třeba omezit cyklické kolísání podtlaku, například zavedením vzduchu do svorky, také vylepšením konstrukce vložky, aby se minimalizovalo prokluzování a samozřejmě pečlivým odstraněním strukových násadců na konci dojení. Před sejmutím strukových násadců z vemene je nutné použít podtlakový ventil, který sníží kolísání podtlaku.

Vliv úrovně podtlaku na maximální dojení (plná čára) a rychlost strojového dojení (přerušovaná čára) (Hlavní strojové dojení a laktace, Bramley, 1992

The Effect of different Pulse Frequency and Beat Duration Ratios on Peak Milk Ejection* (Main. Machine Milking and Lactation, Bramley, 1992)

*Srovnávací vrcholy mléčné užitkovosti pro skupinu krav – dojení při úrovni podtlaku 51 kPa (15 v Hg). Výsledky jsou prezentovány jako procento maximální dojivosti získané při pulzní frekvenci 40 cyklů/min. a poměr doby trvání cyklů je 50 %, to znamená, že vložka je otevřená více než z poloviny během 50 % každého opakovaného impulsu – testování se zavřenými vložkami.

Pulzní frekvence a tepový poměr jsou parametry, které také ovlivňují charakteristiky dojení, jako je dojivost a doba dojení (tabulka 4). Vrchol toku mléka se zvyšuje se zvyšující se frekvencí pulsací až na 160 cyklů/min, v závislosti na poměru doby trvání zdvihů. Pro srovnání, tele používá při sání rychlost 120 cyklů za minutu. Pokud se tepový poměr zvýší na 80 %, dojde ke snížení špičkového toku mléka, pravděpodobně v důsledku nedostatečné síly nebo trvání tlakového zatížení na bradavku. Jedním z doporučení pro účinnou pulzaci je, že vložka by měla být zcela uzavřena po dobu alespoň 15 % cyklu, aby se překonalo vakuové stlačení bradavky. Experimenty ukázaly, že optimální poměr trvání cyklu je 60:40 nebo 70:30 při frekvenci pulsací 60 cyklů za minutu.

ergonomika

Ergonomické požadavky na dojicí zařízení a dojírny musí být velmi vysoké, protože výroba mléka je jednou z nejobtížnějších činností v zemědělství. Zemědělci mají často problémy s pohybovým ústrojím. Trpí také bolestmi loketních kloubů, kříže, kyčelních kloubů, paží a ramenních kloubů.

K vyřešení těchto problémů byly korečkové dojicí stroje nahrazeny dojicími stroji, což je obrovský pokrok v obtížném zemědělském podnikání. Podotýkáme také, že v 1970. letech 40. století. objevily se automatické stahováky zavěšení. Od té doby výzkumné práce pokračují a vedly k vytvoření řady nových zařízení. Koncept Harmony se vyznačuje lehkým nástavcem, se kterým se snadno manipuluje. V porovnání s běžnou dojicí jednotkou je hmotnost dojicí jednotky Harmony® snížena o více než XNUMX %. Snížila se zátěž operátora dojení a zkrátila se i doba dojení. Koncept kolejnic DeLaval je dalším krokem v modernizaci stájí. DeLaval je kolejový systém vedoucí z dojírny po celé stodole.

Výzkum provedený švédskou zemědělskou zdravotnickou službou ukázal, že používání zařízení DeLaval snížilo riziko onemocnění mezi zemědělci.

Dojení pomocí EasyLine snižuje riziko onemocnění
pohybové orgány

Dnes jsou v dojírnách běžné automatické závěsné stahováky, stejně jako použití „mechanického ramene“. Dnes je možné mít i výškově stavitelné dno dojicí jámy (Comfloor), přizpůsobené výšce dojiče.

Autor: DeLaval

Moderní zemědělství stále více usiluje o mechanizaci a snížení lidské práce. Jedním z oblíbených „vychytávek“ zemědělských podniků 21. století je dojící stroj. Jak ale tento zázrak techniky správně vybrat?

Před nákupem dojicího stroje se ujistěte, že je tento typ sběru mléka pro vaše krávy vhodný. K tomu existují speciální zootechnické normy: pro strojové dojení jsou nejvhodnější krávy s vanovitým nebo miskovitým nebo zaobleným vemenem. Spodek vemene by měl být plochý (téměř vodorovný), vzdálenost od vemena k podlaze je 65-45 cm. Délka bradavky při dojení 5-9 cm, průměr bradavky v její střední části po dojení 2,0-3,2 cm, vzdálenost mezi předními bradavkami 6-20 cm, mezi zadními, jakož i mezi předními a zadními 6-14 cm Je žádoucí, aby čtvrtky vemene byly vyvinuty rovnoměrně tak, aby rozdíl v délce jejich dojení nebyl větší než 1 minuta. Krávy, které tyto požadavky nesplňují, jsou pro strojové dojení nevhodné.

Dalším problémem je přechod z ručního dojení na strojní dojení. Zvíře zvyklé na lidské ruce se snadno vyděsí studeného, ​​hlasitě hlučného kusu železa. K převozu by měly být odebrány pouze klinicky zdravé krávy. Přivykání probíhá v několika fázích. Dojící stroj se nejprve jednoduše zapne vedle krávy, ale dojí se ručně – aby si zvíře zvyklo na hluk a vzhled zařízení. Odborníci doporučují připojit stroj přímo na vemeno nejdříve třetí den. Po celou dobu zvykání si na dojící stroj musíte pečlivě sledovat zdraví zvířete. Při nedodržení těchto pravidel může kráva zažít vážný stres, v důsledku čehož dojde k narušení laktace a vy se brzy nedočkáte mléka.

Je velmi důležité dodržovat režim péče o zvířata. Probíhá-li dojení neustále za stejných podmínek, pak si dojnice vyvine podmíněné reflexy na zvuk provozních strojů, krmiva, dojícího místa a vzhled obsluhy v době dojení. K rychlému a úplnému dojení krav přispívá důsledné dodržování stanoveného denního režimu, ticho při dojení, klidná manipulace s krávou a správná příprava vemena. Méně stresu a více pozornosti k detailům a vaše kráva vám dá více mléka.

Nyní pojďme k technickým specifikacím. Pro dobrou dojivost je totiž důležité nejen zvyknutí krávy na dojící stroj, ale také to, aby byla samotná jednotka efektivní v provozu. Hlavním ovládacím prvkem v dojicím stroji je dojicí nástavec, respektive struková guma, která tvoří s tělem misky mezistěnovou komoru. Když je zařízení připojeno k vakuu, je do této komory přiváděn vzduch pomocí pulzátoru. Vlivem rozdílu tlaku mezi mezistěnou a vnitřním prostorem se stěny vsuvkové gumy uzavřou, tzn. komprese bradavek. V další fázi se pulzátor přepne do podtlaku a z této komory se odčerpá vzduch. Potom se tlaky uvnitř skla a v této mezistěnové komoře vyrovnají a stěny pryžové vsuvky se otevřou. Výsledkem je rytmický masážní účinek na bradavku.

Dojící stroje se dodávají s třídobým a dvoutaktním operačním systémem. U push-pull existují dva stupně provozu zařízení – sání a stlačení. Takové jednotky pracují zpravidla v párovém střídavém režimu – tzn. Masážní efekt se postupně aplikuje na všechny bradavky. U třítaktního systému se k sacím a mačkacím zdvihům přidává klidový zdvih. Z fyziologického hlediska je to nejsprávnější režim, protože napodobuje proces sání. Třítaktní zařízení pracuje pouze synchronně, k uzavření gumy bradavek dochází současně u všech čtyř sklenic. Pokud pořizujete vybavení pro jednu krávu, pak je výhodnější použít třídobé vybavení, které je pro zdraví zvířete příznivější. Pokud máte komerční zájmy, pak bude nejúčinnější použití zařízení push-pull.

Na závěr je třeba říci, že při výběru zařízení vždy věnujte pozornost hlavnímu prvku – hrnku dojícího stroje. Tato část by měla mít nejvyšší kvalitu. Výběr toho správného vám umožní efektivně organizovat mechanizovanou produkci mléka bez stresu zvířete a bez přemýšlení o poruchách jednotek.