Расчёт механизации доения и первичной обработки молока

Доение коровы может производиться естественным способом (сосание теленком), вручную (выдавливание руками дояра) или машинным способом. В последнем случае используются специальные установки для доения животных. При этом один оператор имеет возможность одновременного отведения молока от нескольких коров, что повышает его производительность и облегчает условия труда. Так как используется закрытая система отвода молока, то снижается вероятность его загрязнения навозом, подстилкой и пр.

В процессе доения обеспечивается припуск молока (молокоотдача) и извлечение его из вымени (выдаивание). Молокоотдача возникает вследствие непрерывного раздражения рецепторных зон сосков и вымени, а также нервной системы животного (посредством анализаторов). Промежуток времени от начала воздействия на вымя при подготовке коровы к доению до активного припуска молока составляет около 45 с; продолжительность молокоотдачи животным 3…4 мин, после чего начинается спад и полное прекращение. В связи с этим перед машинным доением проводятся подготовительные операции: обмывание вымени теплой водой, обтирание, массаж, сдаивание первых струек молока, включение аппарата в работу и надевание доильных стаканов на соски. Далее следует основная операция — собственно доение; заключительные операции — машинный додой (легкое потягивание стаканов вниз и вперед), отключение аппарата и снятие доильных стаканов с вымени.

Длительность всех подготовительных операций — 45…60 с. При отсутствии припуска молока нельзя одевать стаканы. Выдаивание молока производится за 4…6 мин при скорости доения 2…3 л/мин. Неполное выдаивание молока приводит к снижению продуктивности коровы. Нахождение стаканов на сосках при отсутствии молокоотдачи приводит к нарушению целостности слизистых оболочек сосков и появлению мастита.

При машинном доении применяют вакуумные доильные установки. Доильный установки обеспечивают создание и подвод вакуума к доильному аппарату. Кроме аппаратов доильная установка включает в себя систему создания вакуума, контроля и поддержания его требуемой величины, подвода к животному, отведения и сбора молока, иногда его первичную переработку.

Машинное доение коров В основу расчета технологии машинного доения входит выбор типа доильной установки, определение ее производительности, количества операторов и доильных аппаратов, а также затраты труда на единицу продукции.

В зависимости от количества коров на ферме, системы содержания животных, их продуктивности и скорости молокоотдачи, а также пригодности к машинному доению выбирается тип доильной установки. При этом учитывается уровень механизации остальных трудоемких процессов на ферме, форма организации труда, распорядок дня и т. д. Поэтому, производя технологические расчеты машинного доения коров, прежде всего, исходят из размера дойного поголовья и способа содержания животных.

Для фермы с привязным содержанием коров, исходя из ее технико-экономических показателей, выбирают определенный тип доильной установки. В частности, для этого способа содержания целесообразно использовать линейные доильные установки, монтирующиеся непосредственно в коровниках; как, например, АД-100А, ДАС-2Б, АДМ-8А.

Потребное их количество определяют из следующего выражения:

(51).

где М_Д — число дойных коров в стаде;

Q_ду — производительность доильной установки, коров/ч;

Т_Д — длительность доения стада, ч (Т_Д = 2…3 ч);

з — коэффициент использования рабочего времени, (з = 0,8…0,9).

В качестве доильной установки принимаю АДМ-8А-2 (для коровников на 200 голов).

Принимаем 2 доильные установки АДМ-8А-2.

Количество операторов машинного доения для обслуживания доильной установки:

(52).

где t_p — время, затрачиваемое оператором на подготовительно-заключительные работы при каждом доении на другие работы, входящие в их обязанности. Общие затраты времени на подготовительно-заключительные работы при доении в ведра t_p = 3…4 мин; при доении в молокопровод t_p = 2…3 мин; при доении на площадках t_p = 1,5…2 мин.

Принимаем 6 операторов.

Количество доильных аппаратов, обслуживаемых одним оператором:

(53).

где t_маш — продолжительность машинного доения коров, мин.

(t_маш = 4…6 мин).

Производительность оператора (количество выдоенных коров в час):

(54).

Производительность доильной установки в коровах в час:

(55).

Первичная обработка молока Основными технологическими операциями первичной обработки молока являются: очистка, охлаждение, хранение и транспортировка. В некоторых случаях на фермах производится и переработка молока, представляющая собой последовательность технологических операций с целью сохранения первоначальных свойств молока и получения запланированной молочной продукции: питьевого молока, сливок, кисломолочных продуктов, масла, сыра и т. д. Переработку молока в зависимости от вида получаемой продукции осуществляют по различным технологическим схемам. При производстве цельного молока технологический процесс включает следующие операции: прием цельного молока, сортирование, очистка, нормализация, пастеризация, охлаждение, хранение, выдача.

Конструктивная реализация технологического процесса получения цельного молока зависит от способа доения и типа доильной установки, наличия и типа холодильной установки. При доении на установках с молокопроводами (АДМ-8, УДП-6, УДА-8, УДЕ-8 и др.) обработка молока производится одновременно с доением. Молоко из доильных аппаратов по молокопроводу поступает в молочную и под напором прокачивается через очиститель пластинчатый и поступает в танк для хранения (с последующим доохлаждением или без него).

Охлаждение молока на фермах осуществляется различным путем: во флягах; в охладителях, входящих в комплект оборудования для первичной обработки молока доильных установок; в ваннах, вмонтированных в холодильные установки. Наибольшее распространение получил проточной способ охлаждения молока в закрытых пластинчатых охладителях, входящих в комплект доильных установок. При охлаждении молока в ваннах, входящих в комплект доильной установки, молоко сразу же после доения и очистки поступает в них. Среди них: ТОМ-2,0А, стенки ванны охлаждают промежуточным хладоносителем (водой); РПО-1,6 и РПО-2,5, оборудованные устройствами для автоматического включения холодильной установки, периодического перемешивания и механической промывки ванн.

В качестве первичной обработки молока примем только охлаждение в танке-охладителе ТОМ-2,0А. Затем охлажденное молоко сдается на молокозавод.

Потребное количество резервуаров-охладителей определяется:

(56).

где G_р — разовый надой молока, кг (в нашем случае при годовом надое с одной коровы 4000 кг и при продолжительности лактационного периода 305 дней суточный надой от одной коровы составит 4000/305=13,1 кг от общего стада получим 13,1*320=4192 кг и трёхкратном доении молока разовый надой составит 1397 кг);

с_м — плотность молока, кг/м³ (с_м = 1029 кг/м³);

ш — степень заполнения емкости (0,5…0,6);

V_МВ — рабочая вместимость молочной ванны, м³ (для ТОМ-2,0А V_МВ = 1,8 м³);

принимаем n_р = 2.

Время охлаждения рассола (воды), ч;

(57).

где V_ах — вместимость аккумулятора холода, м³ (у ТОМ-2,0А V_ах = 1,275 м³);

t_нр — начальная температура рассола, єС (25єС);

t_кр — рабочая температура рассола, єС (6єС);

Q_хол — холодопроизводительность установки, кВт (у ТОМ-2,0А Q_хол=10 кВт);

с_р — плотность рассола, кг/м³ (1000 кг/м³);

С_р — теплоемкость рассола, (4,2);

з — КПД системы охлаждения (0,8).

Время охлаждения молока, ч;

(58).

где t_н — начальная температура молока (после очистки), єС (34єС);

t_охл — температура охлажденного молока, єС (8єС);

t — минимальная разность температур молока и рассола, єС (4…10єС);

С_м — теплоемкость молока (3,89).

Для транспортировки молока примем одну полуприцепную автоцистерну Г6-ОПА-99 на базе автомобиля КАМАЗ-54 112. Емкость цистерны 2400 л.