пределах 0,7–2,2 Гц. При этом следует заметить, что все отечественные доильные аппараты работают с постоянной частотой в этих пределах.
Под соотношением тактов понимается отношение продолжительности тактов сосания, массажа и отдыха в цикле работы трехтактного доильного аппарата, а в двухтактном – тактов сосания и сжатия.
По данным П. Бресамле, Н.Н. Викторовой, С.Я. Горма, А.Х. Додда, К.И. Кавешниковой, П.А. Клауффа, А.Н. Козлова, И.Н. Краснова [5, 15, 16, 17, 18, 19] увеличение соотношения тактов положительно влияет на скорость молоковыведения. Так, например, изменение соотношения тактов от 1:1 до 4:1 при частоте пульсаций 0,835 Гц увеличивает скорость молоковыведения на 40–45%, при частоте 1,33 Гц – на 30–35%, а при частотах 1,83–2,83 Гц – на 20-25%. Примерно к такому же выводу пришел и С.Я. Горм, который установил, что автоматическое изменение соотношения тактов от 1:1 до 5:1 по мере увеличения интенсивности молоковыведения позволило увеличить скорость доения на 51%, содержание жира в молоке до 5–6%, а время машинного додаивания сократить на 60% [17, 18, 19].
Таким образом, изменение соотношения тактов от 1:1 до 4:1 пропорционально интенсивности молоковыведения позволяет увеличить скорость доения на 40–51% и исключить травмирование вымени вакуумом.
Нарушение вакуумного режима в подсосковых камерах доильных стаканов создает благоприятные условия для массовых маститных заболеваний, характерных для машинного доения коров [20, 21, 22, 23, 24]. Изучение и анализ этих работ позволяют заключить, что повышение вакуума под соском с 48 до 65 кПа увеличивает скорость молоковыведения на 40–45%, т.е. дает тот же эффект, что увеличение соотношения тактов с 1:1 до 4:1 при частоте пульсаций 0,835 Гц.
Аналогичные результаты были получены В.Ф. Королевым [14] и У.Г. Уиттлстоуном [25], но при этом они предупреждали, что в неавтоматизированных доильных аппаратах скорость доения лучше увеличивать не за счет повышения глубины вакуума под соском, а за счет изменения соотношения тактов, потому что превышение вакуума под соском свыше 50 кПа приносит больше вреда, чем пользы. Уменьшение скорости выдаивания при вакууме ниже 30 кПа вероятно обусловлено неполным открытием сфинктера соска, а высокий вакуум быстро затягивает сосок в доильный стакан и закрывает молочный проток между цистернами соска и вымени, скорость выдаивания при этом снижается, а внутренние ткани пустых сосков травмируются вакуумом, и создаются условия для массовых маститных заболеваний вымени коров.
Обобщение выводов приведенного обзора исследований позволяет заключить, что для безопасного доения частота пульсаций может принимать значения от 0,75 до 2,2 Гц, соотношение тактов – от 1:1 до 4:1, глубина вакуума под соском – от 25 до 90 кПа, Причем в процессе доения в зависимости от интенсивности и фазы молоковыведения последняя должна изменяться хотя бы ступенчато [17, 19, 22, 23, 24, 27, 28, 29].
Ступенчатое изменение величины вакуума в доильных стаканах имеет место в аппаратах Douvac и Triovac, разработанных шведской фирмой DeLaval. Аппараты Triovac работают на вакууме трех уровней: высокий (72 кПа) – для транспортирования молока; средний рабочий вакуум (45–46 кПа) и низкий «щадящий» вакуум с диапазоном 23–37 кПа, который устанавливается в зависимости от интенсивности молоковыведения. При доении коров, медленно отдающих молоко рекомендуется вакуум 37–46 кПа, коров быстро отдающих молоко – 23–45 кПа. В аппаратах Triovac в свободной полости коллектора установлен поплавок, который, находясь в крайнем нижнем положении, закрывает выпускное отверстие для выхода молока. При наполнении коллектора поплавок, поднимаясь, открывает выпускное отверстие, и молоко без воздуха транспортируется под вакуумом 72 кПа по молокопроводу [26]. Благодаря тому, что вакуумная и молочная транспортные системы разделены доильных аппаратов Triovac, обеспечивается стабильный двухрежимный вакуум под соском даже при доении коров с верхним расположением молокопроводов. Однако из-за громоздкости коллектора, сложности конструкции и условий эксплуатации в России эти аппараты широкого распространения не получили.
В России наиболее известен доильный аппарат DeLaval Duovac-300 [29] – двухтактный аппарат попарного доения, который обеспечивает более безопасный процесс молоковыведения путем ступенчатого изменения глубины вакуума под соском: щадящий режим (33 кПа) – при интенсивности молоковыведения до 3,5 г/с (в начале и в конце доения) и нормальный рабочий режим (45–50 кПа) при более высокой интенсивности молочного потока. В конце доения, когда доильные стаканы засасывают и пережимают основания потерявших упругость сосков, молочные протоки, соединяющие цистерны сосков и вымени, перекрываются. Интенсивность молоковыведения снижается и, когда она становится меньшеее 3,5 г/с, глубина вакуума под соском снижается до 33 кПа. Благодаря снижению вакуума под соском равновесие подвесной части аппарата нарушается, и доильные стаканы под действием силы тяжести на сосках могут опуститься и освободить перекрытые молочные протоки. При наличии молока в вымени интенсивность молоковыведения может возрасти (выше 3,5 г/с), тогда аппарат вновь входит в нормальный рабочий режим, и величина вакуума под соском поднимется до 50 кПа. Однако не исключены ситуации, когда молочные протоки вновь будут перекрываться, и описанный выше процесс заключительного этапа молоковыведения может многократно повторяться до тех пор, пока окситоцин прекратит свое действие, при этом после снятия доильных стаканов в альвеолярной ткани вымени останется молоко.
У тугодойных и у коров с большими сосками (длина больше 90 мм, диаметр больше 32 мм) описанный процесс заключительного этапа молоковыведения аппаратом Duovac не происходит, так как доильные стаканы с таких сосков обычно не сползают, и сфинктеры сосков вакуумом 33 кПа не открываются. Такие коровы остаются невыдоенными.
Обобщение опыта работы доильных аппаратов Duovac-300 на молочных фермах и комплексах хозяйств ЮФО показало, что основным их недостатком является пассивность заключительной фазы процесса доения, из-за чего качество выдаивания в значительной степени зависит от размеров и формы сосков и вымени и тугодойности коровы. Аппараты удовлетворительно работают на отселекционированном по тугодойности и морфологическим признакам вымени, преимущественно импортном поголовье коров.
Наиболее распространенным в нашей стране является специально созданный В.Ф. Королевым для неотселекционированного отечественного поголовья трехтактный доильный аппарат ДА-3М «Волга», который выпускается серийно уже более полувека [14].
В отличие от двухтактного трехтактный доильный аппарат имеет так называемый такт «отдыха», во время которого в подсосковые камеры доильных стаканов из коллектора впускается воздух и устанавливается почти атмосферное давление, выталкивающее из стаканов соски, втянутые в них вакуумом в такте сосания, поэтому перекрытие межцистернальных молочных протоков, соединяющих соски с цистерной вымени, по сравнению с доением двухтактным доильным аппаратом, здесь менее вероятно. Трехтактный доильный аппарат лучше обеспечивает сохранение здоровья вымени.
Из-за наличия такта «отдыха», снижающего продолжительность сосания, в цикле доения основным недостатком трехтактного доильного аппарата является низкая интенсивность молоковыведения, которая обеспечивала выдаивание отечественного поголовья послевоенного периода с продуктивностью до 2 – 3 тыс. кг молока в год.
В настоящее время продуктивность коров выросла до 5 – 8 тыс. кг, поэтому пропускную способность доильных аппаратов необходимо, соответственно, увеличить в два-три раза. Такую пропускную способность могут обеспечить только двухтактные доильные аппараты.
Попытки переделки трехтактных доильных аппаратов в двухтактные без дополнительных исследований увеличили количество больных коров в 3 раза, поскольку легкие трехтактные доильные стаканы в двухтактном режиме быстрее засасывают основания сосков, перекрывая молочные протоки, соединяющие цистерны вымени с цистернами сосков, и вызывают кроводои, а в последующем – массовые маститные заболевания.
Первыми в машинном доении были созданы и использовались двухтактные доильные аппараты. В 2013 году их практическому использованию исполняется 110 лет [25]. За этот более чем вековой период в мире созданы сотни разных типов двухтактных доильных аппаратов, включающих доение на разных уровнях вакуума. Известны двухтактные доильные аппараты с одновременным, последовательным и попарным доением долей вымени. Однако последовательность выдаивания долей вымени не влияет на безопасность процесса.
Это говорит о том, что конструкция основного рабочего органа – доильного аппарата – в XX веке достигла своего совершенства и в дальнейшем основной эффект может быть получен за счет синтеза рационально управ-
