Наилучшие условия для получения молока высокого качества при низких трудозатратах обеспечиваются при доении коров в автоматизированных доильных залах.
По данным украинских исследователей, качество получаемого молока зависит от типа применяемой доильной установки.
Бактериальная обсемененность молока, полученного на доильных установках АД-100А с доением в ведра и АДМ-8А-2 с доением в молокопровод, значительно выше, чем молока, полученного на станочных доильных установках. Во время транспортирования молока по молокопроводу длиной 100-150 м происходит сбивание молочного жира, что приводит к значительным потерям и изменению его структуры.
На модернизированных молочных фермах применяются доильные установки «Тандем», «Елочка» разных модификаций, «Параллель», а также установки карусельного типа «Ротолактор» различной вместимости.
Установки типа «Тандем» рассчитаны на индивидуальный принцип обслуживания животных. Корова доится в индивидуальном станке с отдельным входом и выходом. Станки размещены параллельно траншее с одной или с обеих ее сторон. Благодаря этому дояр видит всю корову. «Тандем» обеспечивает хорошие условия для индивидуального доения коров, но такие установки малопроизводительны и занимают много места. Поэтому их применяют на небольших молочных фермах с неоднородным по продуктивности и скорости молокоотдачи стадом и в родильных отделениях крупных ферм.
Установки типа «Елочка» выпускаются в двух модификациях углом постановки коров к траншее дояра 30° (« Елочка 30°») и с углом постановки коров 60° («Елочка 60°»). Достоинство традиционных «Елочек» с углом постановки коров 30° — небольшая ширина установки. Они хорошо вписываются в стандартный шестиметровый строительный пролет, что позволяет размещать эти установки в типовых доильно-молочных блоках молочных ферм. Достоинством установки считается также хороший обзор вымени коровы и удобный доступ к нему дояра. Однако следствием этого является увеличение фронта работы дояра (длины траншеи), что снижает производительность труда, а следовательно, и пропускную способность установки. Последняя снижается также в силу того, что после окончания доения коровы выходят последовательно друг за другом.
Разновидностями традиционной «Елочки» являются установки типа «Полигон», которые появились в 1970-х годах на промышленных фермах США, Канады, а позднее и Западной Европы. В установках «Полигон» групповые станки располагаются елочкой по всем сторонам ромбовидной или треугольной траншеи для операторов. Установки в виде ромба имеют по 20-28 мест (от 4×5 до 4×7), а в виде треугольника — от 12 до 16 мест, причем отдельные секции бывают различными по числу мест, например, 4x5x5, или 5x6x6. Установки «Полигон» лишены основных недостатков традиционной «Елочки». Планировки в ромб или треугольник значительно улучшают обзор доящихся коров и позволяют упорядочить перемещения операторов, что сложнее осуществить в узких и длинных траншеях двухрядных «Елочек». Автономное доение небольших групп коров (по 4-6 голов) и смена животных, которая производится без простоев и задержек, так как в небольшой группе тугодойная корова задерживает выход из общего станка меньшего числа коров-соседок, обеспечивают более высокую производительность установок «Полигон» по сравнению с обычными « Елочками ».
«Елочки 60°» оборудуются быстрым выходом, что ускоряет опорожнение установки и повышает ее пропускную способность. Этому способствует и некоторое сокращение фронта работы оператора. Однако эти установки требуют более широкого доильного зала и дороже, чем традиционные «Елочки».
Дальнейшая модернизация установок «Елочка 60°» привела к созданию установок типа «Параллель», которые появились на фермах Европы в начале 1990-х годов. Коровы в них располагаются перпендикулярно к траншее дояра вплотную друг к другу. Эти установки оснащаются системой самофиксации коров, которая позволяет животным занимать оптимальную позицию для доения и способствует быстрому выходу их из станков после доения. Коровы группой заполняют общую секцию, двигаясь по прямой вдоль траншеи. Поворотная калитка разворачивает каждое животное перпендикулярно к траншее, а фиксирующая рама на уровне груди мягко прижимает его к ней. При этом вымя размещается в удобном для оператора положении. После доения фиксирующая рама с помощью пневмоцилиндров поднимается, и коровы все вместе или по 3-4, выходя вперед, покидают место доения. В зависимости от типоразмера установки она выполняется из модулей по 3-4 скотоместа. Самофиксация животных позволяет оператору начинать обслуживание коров, не дожидаясь заполнения всей групповой секции, что наряду с быстрым выходом повышает пропускную способность установки.
Животные при доении обслуживаются только сзади. Дояр практически не видит корову, но при этом достигается ряд положительных качеств: подвесная часть аппарата размещается на вымени таким образом, что устраняются наползание стаканов на соски и вредное воздействие на них силы натяжения длинного молочного шланга. Корове в данном случае сложнее сбросить ногой аппарат с вымени. На стенке общего доильного станка предусмотрен специальный желоб навозоудаления, а на уровне вымени — специальный защитный поддон, предохраняющие оператора от загрязнения во время работы. Плотная постановка коров в станке ограничивает свободу их движения при доении. Коровы спокойно стоят вплотную, ощущая и хорошо видя друг друга, что исключает стресс. Отсюда происходит и название таких установок — «side-by-side», что означает «бок о бок», хотя чаще их называют установками типа «Параллель».
В доильных установках «Елочка» и «Параллель» возможны два варианта размещения доильных аппаратов: когда на каждый доильный станок приходится один аппарат, либо когда один аппарат приходится на два противоположных доильных станка. Второй вариант получил название «Мидилайн» («Midiline»). Он позволяет вдвое уменьшить количество доильных аппаратов и, тем самым, несколько снизить стоимость доильной установки. Однако применение этой системы нарушает последовательность выполнения операций, увеличивает расстояние, которое проходит дояр за время доения, и поэтому снижает пропускную способность доильной установки. Существенным недостатком является также верхнее расположение молокопровода, что требует повышенного вакуума.
Доильная установка «Карусель» была изобретена в США в 1930 г., но только с 1960 г. она стала популярной в Европе, Австралии и Новой Зеландии. Эти установки очень эффективны с точки зрения экономии трудозатрат. В зависимости от того, где расположено место дояра, различают два типа «Каруселей» — с его размещением внутри и вне вращающейся платформы. В первом случае дояру удобнее видеть всех коров и при необходимости корректировать доение, например, если корова сбросила доильный аппарат. Во втором случае ему легче помочь коровам входить на платформу, но он не видит на ней всех коров.
В зависимости от расположения станков на вращающейся платформе различают «Карусели» со станками «Тандем», «Елочка» или «Параллель». Но как бы ни были расположены станки, коровы на «Карусели» обслуживаются по индивидуальному принципу. Они по одной входят на установку и по одной выходят из нее, поэтому количество коров в технологической группе может быть не кратным количеству станков «Карусели». В отличие от установок «Елочка» и «Параллель» с групповым принципом обслуживания на «Карусели » тугодойные коровы почти не задерживают процесс доения, так как при необходимости они могут совершить еще один круг.
Скорость вращения платформы может регулироваться соответственно средней продолжительности выдаивания коров. Нормальной скоростью вращения считается скорость, при которой около 10% коров остаются на второй круг.
По занимаемой площади установки «Карусель» вполне конкурентоспособны по отношению к другим системам. В частности, занимаемая установкой «Авторотор 18» площадь в 120 м2 всего на 5 м2 больше площади, занимаемой сравнимой по пропускной способности установкой «Параллель 2×12». Но при одинаковой продолжительности доения 150 коров (1,6 ч) себестоимость 1 л молока, полученного на «Карусели», оказалась на 8% ниже.
Анализ научно-технических достижений, демонстрируемых на международных выставках, показывает, что доминирующими факторами дальнейшей интенсификации молочного скотоводства становятся выявление и реализация «информационного ресурса» производства. Это понятие означает внедрение автоматизированных систем управления технологическими процессами и контроля их работы, базирующихся на широком использовании средств автоматики, электроники, сенсорики, микропроцессорной техники. Их основными функциями являются:
а) идентификация животных на пунктах автоматизированного обслуживания;
б) расчет суточной потребности в кормах каждого животного с учетом его продуктивности, стадии лактации, возраста, состава рациона;
в) составление персональных карт, например, «календаря» коровы, с показателями продуктивности, потребления корма, начала охоты, живой массы, состава молока (для выявления заболевания коров);
г) контроль и диагностика работы автоматических линий раздачи кормов, доения, уборки навоза, обеспечение микроклимата и т. п.;
д) формирование обзорной видимости до 120 позиций, охватывающих производственную деятельность всей фермы.
По желанию пользователя каждую такую систему можно дополнить программами планирования и использования пастбищ, подбора быков-производителей, бухгалтерскими расчетами, задачами административно-хозяйственного характера. Выполнение перечисленных функций во многом обеспечивается за счет использования высокоточных микропроцессорных устройств учета молока и дифференцированного управления процессом доения.
Перспективной тенденцией развития молочного скотоводства в XXI в. становится распространение адаптивных автоматизированных энергосберегающих технологий содержания и обслуживания животных на основе реализации метода добровольного самообслуживания, автоматизированного мониторинга показателей продуктивности, физиологического состояния животных и программного управления всеми технологическими операциями получения молока. Примером этого служит внедрение программно управляемых манипуляторов (доильных роботов) различных конструкций, обладающих расширенными функциональными связями с обслуживаемыми животными.
При входе коровы в роботизированный доильный бокс происходит ее идентификация, и компьютер определяет, нужно ли доить ее именно сейчас, или выпустить из бокса. Если принято решение о необходимости доения, в кормушку подается порция концентрированных кормов, а корова запирается сзади специальным манипулятором. После позиционирования коровы, примерно через 10 с, рука робота захватывает устройство для обмыва и подводит его под вымя. По окончании очистки вымени рука робота отводит устройство в специальную выемку, где оно промывается водой и обеззараживается дезинфицирующими средствами. Рука робота снова подводится под корову, но уже с доильным аппаратом, и с помощью лазера начинается его позиционирование, причем в качестве точки отсчета служат передние соски. По окончании позиционирования робот начинает последовательно надевать доильные стаканы на соски, начиная с задних четвертей вымени. Если надеть доильные стаканы сразу не удалось, то робот может сделать еще две дополнительные попытки. После третьей неудачной попытки он выпускает корову и выдает сообщение об этом на дисплей компьютера, а также подает звуковой сигнал. Однако, как правило, робот успешно справляется с надеванием стаканов, после чего начинается доение. Первые струйки молока, содержащие большое количество бактерий, отводятся в специальный резервуар. Поступающее из каждой четверти вымени по отдельному молокопроводу молоко тестируется на наличие заболевания вымени, замеряется его количество. Доильные стаканы снимаются с каждого соска отдельно по мере прекращения из него молокоотдачи.
Пропускная способность однобоксового робота достаточна для обслуживания 50-70 коров. Для обслуживания более крупного стада необходимо иметь несколько роботизированных боксов. Доильные роботы, в основном, высвобождают рабочее время человека. Экономия времени по сравнению с установкой типа «Елочка» составляет от 10 до 50% и более. То, что данный показатель не равен 100% , объясняется затратами времени на технологический контроль, техническое обслуживание и обеспечение передвижения коров. Потребность в выполнении этих операций остается и при использовании доильного робота. Вопреки распространенному мнению, роботы пока не могут работать совершенно самостоятельно. Следует еще иметь в виду, что при свободном передвижении животных 10-15% коров нужно приводить на дойку, так как собственной мотивации у них недостаточно.
Применение роботизированных систем обеспечивает постоянное фиксированное выполнение комплекса необходимых приемов и операций, повторяющихся в строго определенной последовательности, Причем здесь возникает уникальный синтез взаимодействия средств автоматизации с «механизмом» лактации коровы, происходящей по желанию животного. Стереотип автоматического доения служит физиологической основой естественного извлечения молока из вымени, чем обеспечивается легкое, быстрое, многократное доение.
Многочисленными наблюдениями установлено, что каждая корова, имея свободный доступ к роботу, в соответствии со своей естественной потребностью посещает его в среднем 2,6-2,7 раза, а высокопродуктивные (более 30 л в сутки) — 4-5 раз в сутки. Такая частота обеспечивает увеличение продуктивности животных в первой трети лактации до 18%, а за всю лактацию — до 10-14%.
Однако для доения роботами пригодны не все животные. При формировании стада приходится отбраковывать от 5 до 15% коров. Общие требования, которым должны отвечать коровы при доении их роботом, следующие:
1) высокая молочная продуктивность;
2) плотно прикрепленное вымя, одинаковые по размеру соски, нижняя точка которых должна быть не ниже 450 мм от уровня пола;
3) расстояние между сосками должно быть не меньше 50 мм, диагональное расположение сосков не допускается;
4) животные не должны быть нервными.
По заключениям зоотехников, физиологов лактации, ветеринаров увеличение числа доек с одновременной подкормкой концентрированными кормами улучшает физиологическое состояние дойных коров, повышает усвояемость корма, стимулирует молокообразование, способствует развитию здорового вымени, снижает опасность возникновения мастита, а метод добровольного самообслуживания коров позволяет исключить у них стрессы. Индивидуальный принцип обслуживания и благоприятное воздействие полной автоматизации кормления и доения на продуктивность и здоровье коров делают вполне реальным увеличение продолжительности хозяйственного их использования с нынешних 3-4 до 6 лактаций и более. Значение подобной перспективы для высокопродуктивных коров трудно переоценить.
Системы доения с полной автоматизацией производят несколько фирм, а в Европе имеются уже тысячи роботизированных молочных ферм, в коровники которых человек заходит не каждый день. Первые доильные роботы появились и в России.
В Германии, например, активно ведутся научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по адаптации роботов к использованию в доильных залах индустриальных ферм. Уже есть действующие образцы доильных роботов, испытываемых на «Каруселях» на 40-60 станков в восточно-германских молочных фермах на 2-3 тыс. коров.
Таким образом, доильные роботы уже не диковинка, и, хотя еще не повседневность, за ними большое будущее, что нужно не упускать из внимания при проектировании и строительстве новых ферм.