Актуальность темы. Увеличение производства молока и молочных продуктов для более полного обеспечения населения полноценными продуктами питания – одна из важнейших задач агропромышленного комплекса страны [11, 12, 14]. Выполнение ее определяется значительным количеством различных факторов, в т. ч. и применением той или иной технологии при производстве молока [6, 8, 9, 16].
Доильное оборудование является основным звеном в технологии производства молока на молочной ферме, т. к., во-первых, доение – самый трудоемкий процесс молочного производства; во-вторых, именно на доильной установке работает система «человек – животное – молоко». При этом доильное оборудование влияет на все факторы этой системы, начиная от правильной работы персонала, здоровья животных и заканчивая качеством получаемой продукции; в-третьих, именно здесь собирается, обновляется и зафиксируется информация о продуктивных качествах молока, воспроизводстве, физиологическом состоянии животных [1, 2, 5, 7, 13, 15].
Поэтому выбор технологии машинного доения есть задача первоочередной важности при работе любого молочного комплекса, а изучение продуктивности коров при использовании современного доильного оборудования, на базе одного предприятия, в настоящее время своевременно и актуально [3, 4, 10, 17]. В последние годы одним из наиболее перспективных способов доения на текущее время является роботизированная система автоматического добровольного доения коров.
Автоматические доильные системы, или доильные роботы, впервые появились в Нидерландах в 1992 г. Роботы были призваны примерно вдвое сократить время работы фермеров, предоставив им возможность получать дополнительный заработок за пределами собственного хозяйства. Первой компанией, начавшей промышленное производство доильных роботов, была голландская компания Lely. Оценка результатов применения роботизированного доения коров на молочном комплексе промышленного производства молока актуальна и имеет практическое значение.
Целью работы явилось изучение технологии роботизированного доения коров и оценка эффективности ее применения в условиях молочного комплекса по промышленному производству молока.
Материал и методика исследований. Изучение технологии производства молока с применением роботизированной доильной системы Lely Astronaut проводилось в условиях в СПК «Глинский» Режевского района Свердловской области. Были установлены принципы работы роботизированной доильной системы Lely Astronaut и проведена оценка эффективности применения данной системы по расчету срока окупаемости ее применения.
Результаты исследований и их обсуждение. Применение роботизированных систем доения коров предполагает технологию беспривязного содержания животных со свободным доступом в доильный зал с установками доильных роботов Lely Astronaut. Помещение для беспривязного содержания животных рассчитано на содержание 260 гол., но в нем находятся 123 коровы-первотелки. В хозяйстве принята поточно-цеховая (три цеха) технология.
Первый цех – цех производства молока. Здесь содержатся все животные, у которых идет лактация, от перевода из цеха отела до перевода в цех сухостоя.
Зона кормления отделена от зоны отдыха автоматическим навозным скребковым транспортером. Раздачу кормов на ферме производят при помощи мобильного кормораздатчика «Хозяин». Кормление осуществляется полнорационной кормосмесью. Для комфорта животных создана специальная зона, которая оснащена автоматическими чесалками для коров. Принцип работы чесалок прост, если у коровы что-то зачесалось, она подходит к чесалке, запускает ее толчком, и она в течение определенного времени работает.
Для доения коров в цехе установлены две роботизированные установки, на которых коровы могут осуществлять процесс молокоотдачи при наполнении вымени в любое время в течение 24 ч.
Второй цех – цех отела. Цех находится в торце корпуса, в нем выделено 3 родильных бокса беспривязного содержания, в которых корова находится в течение 2 сут после отела. Далее ее переводят в послеродовое отделение, находящееся в соседнем помещении. В цехе обеспечивается создание необходимых условий для нормального течения родового процесса, сохранения новорожденных телят, предупреждения нарушения оптимального кормления новотельных коров, получения молозива для выпаивания новорожденных телят. Доение новотельных коров производится в переносные доильные ведра, кормление – из стационарных кормушек.
Третий цех – цех сухостойных коров, находится в отдельном помещении. Основная задача данного цеха состоит в подготовке коров к отелу и предстоящей лактации животных за счет рационального кормления и содержания, что позволяет набрать необходимое для первого периода лактации количество питательных веществ, которые можно использовать без ущерба для здоровья при полноценной лактационной деятельности. Это также приводит к увеличению молочной продуктивности животных, повышению жизнеспособности новорожденных телят и сокращению послеродовых осложнений у коров.
Роботизированная доильная установка Lely Astronaut, используемая в хозяйстве, выполняет идентификацию коровы и осуществляет выдачу концентрированных кормов, согласно предыдущей продуктивности, подготовку к доению, установку доильных аппаратов, сам процесс доения и съем аппаратов (рис.). Последующими автоматическими функциями установки являются перекачка молока в танк для хранения, регулировка холодильной установки, промывка доильной установки.
Рис. Роботизированная доильная установка Lely Astronaut
Установка обеспечивает индивидуальный подход к доению животного при оценке здоровья вымени, а именно раздельное выдаивание долей вымени, что позволяет при выявлении мастита сбрасывать молоко из больной доли вымени в отдельную емкость. Оценка здоровья вымени осуществляется по изменению физических свойств молока при заболевании, т. е. его электропроводности. Одновременно система производит оценку качества молока и сбор данных по каждому животному индивидуально и по четвертям вымени по следующим показателям:
• количество молока;
• число соматических клеток;
• цвет.
Сам процесс доения коровы на роботизированной установке состоит из следующих стадий:
• вход коровы;
• обнаружение и оценка наполненности вымени;
• идентификация животного;
• размещение рычага доильного аппарата и предварительная обработка вымени;
• доение;
• последующая обработка вымени;
• выход коровы из бокса установки.
Длительность нахождения коровы в боксе составляет от 4 до 15 мин в зависимости от количества молока и потока молока в четвертях.
Входные ворота открываются, если:
• роботизированный блок находится в процессе эксплуатации;
• бокс – пустой;
• не инициирован процесс доения в случае отказа корове изза слабого наполнения вымени или короткого срока между доениями.
В период нахождения коровы в боксе электронное устройство считывает номер коровы с чипа, прикрепленного к ошейнику, и идентифицирует ее. После идентификации коровы роботизированный электронный блок проверяет, нужно ли доить эту корову по интервалу между двумя доениями, наполненности вымени по отношению к периоду лактации и т. д. Если этот интервал слишком короткий, менее 6–8 ч, наблюдается большая спадаемость вымени или животное находится во второй половине лактации, передняя часть бокса открывается и корова выходит из бокса для доения без его проведения.
В других случаях дальнейшие действия робота включают в себя работу самого доильного аппарата. Сначала рычаг доильного аппарата размещается таким образом, чтобы очищающие щетки могли очистить и помассировать соски (предварительная обработка). Щетки эффективно удаляют даже присохшую грязь и навоз. Это единственная система, очищающая зону вокруг сосков, которой касаются доильные стаканы, и нижнюю часть вымени. Вся система проходит тщательную дезинфекцию после очистки каждой коровы, что предотвращает перекрестное заражение. После этого рычаг доильного аппарата размещается для прикрепления доильных стаканов к соскам. Выполняется считывание положения каждого соска, начиная с задних сосков или тех, доение которых занимает больше всего времени.
После того, как доильные стаканы были прикреплены к соскам, доильные стаканы удерживаются на месте посредством всасывания, которое создается за счет вакуума. Во время доения выполняется дезинфекция щеток для очистки сосков. Устройство предварительного сдаивания собирает первое молоко. Не допускается попадание в молочную цистерну первых 9 мл молока из каждого соска. Устройство предварительного сдаивания обеспечивает утилизацию первого молока. Система контроля качества молока расположена в манипуляторе робота непосредственно рядом с выменем. Во время доения молоко из каждой четверти вымени непрерывно контролируется. Таким образом, получают важную информацию о мастите, содержании жира, белка и лактозы, необходимую для контроля качества молока и здоровья коровы, а также дающую возможность быстро реагировать и получать молоко оптимального качества.
После окончания доения доильные стаканы отсоединяются по отдельности за счет натяжения шнура. Далее рычаг доильного аппарата втягивается в начальное положение. Соски опрыскиваются йодным раствором, передние ворота открываются и корова выходит из бокса.
Каждый из двух роботов, установленных в хозяйстве, способен доить по 65 коров. 123 гол., находящиеся в помещении, где установлена система добровольного доения, обслуживают всего по 2 человека в смену. Роботы позволяют сэкономить на помещениях для дойки, сократить расходы на содержание штата и повысить заработную плату тем, кто обслуживает автоматы.
Недостатков роботизированной системы Lely Astronaut работники фермы не обнаружили, за исключением высокой стоимости. Был рассчитан срок окупаемости и рентабельность внедренной технологии.
По данным голландских специалистов, внедрение автоматических доильных установок повышает удой молока до 15 %. Поэтому фактические показатели продуктивности коров увеличим на 15 %. Таким образом, мы получим планируемый показатель продуктивности животных на следующий год (табл.).
Рассчитываем срок окупаемости и рентабельность внедряемой технологии.
Стоимость внедряемой технологической новинки (СВТН) – 6000 тыс. руб.
где В – выручка, руб;
Кд – дойные коровы, гол.;
Прср – средняя продуктивность одной коровы, ц;
Цр – цена реализации молока, руб./ц.
В = 130 гол. × 62,928 ц × 1750 руб./ц = 14 316,120 тыс. руб.
где Вд – валовый доход, руб.;
С – себестоимость, руб./ц;
Vм – всего произведено и продано молока, ц.
Вд = (1750–1400) × 8181 = 2863,350 тыс. руб.
где Со – срок окупаемости.
Со = 6 000 000 / 2 863 350 = 2 г. 10 мес;
где Р – рентабельность.
Р = 2 863 350 / 14 316 120 = 20 %.
Исходя из проведенных расчетов, можно сделать вывод, что окупится установка через 2 г. 11 мес после запуска.
Заключение. Проведя анализ применения роботизированной установки Lely Astronaut и расчет экономических показателей, мы пришли к следующим выводам:
1. Роботизированная система Lely Astronaut для доения коров – это инновационное оборудование для животноводческих предприятий и фермерских хозяйств. Она разработана с учетом анатомических особенностей коровы и передовых технологий доения.
2. Успешное доение реализуется не только за счет механизации процесса. Это в целом новый стиль управления фермой, поскольку все полномочия от людей переходят к роботам, а решение относительно времени доения принимается самой коровой.
3. Рассчитав экономическую эффективность, можно сказать, что окупится данная система доения через 2 г. 10 мес после запуска.