Автоматизация машинного доения коров

Автоматизация машинного доения коров

Содержание:

Введение……………………………………………………………………………...2
1. Анализ литературных источников……………………………………………….4
2. Технико-экономическая деятельность предприятия……………………………5
3. Технологический раздел……………………………………………………….…9
3.1 Описание технологического процесса реализуемого на конкретном виде технического оборудования ……………………………………………………..…9
3.2 Требования к автоматизированной системе управления………………….…11
Заключение…………………………………………………………………….……18
Список используемой литературы……………………………………………...…20

Введение

Машинное доение повышает производительность труда в несколько раз, но предъявляет особо жесткие требования к соблюдению тех­нологического режима. Так, при пониженном вакууме коровы мо­гут полностью не выдоиться, а при повышенном — увеличивается опасность заболевания маститом. Сам процесс является не простым и требуется уделить должное внимания мелочам, пренебрежение которым, в итоге может привести к плохим последствиям.

При решении вопроса об организации машинного доения коров учитывают способ содержания животных и размер ферм. В зависимости от этого процесс может быть организован с применением разных доильных установок.

Число аппаратов, с которыми работает оператор машинного доения, зависит от типа доильной установки, уровня продуктивности коров, квалификации оператора и т. д.

Одним из важнейших условий повышения производительности труда на молочных фермах и комплексах при любом способе содержания коров является кратность доения.

Одним из главных пунктов является первичная обработка и хранение молока, для улучшения качества продукта. Должны быть обеспечены высокая санитарная культура на фермах и комплексах, соблюдение установленных технологических требований при подготовке коров к доению и в процессе доения. Этому способствуют поддержание доильного оборудования и оборудования молочных отделений в исправном состоянии, организация систематического и достаточного снабжения ферм и комплексов фильтрующими материалами, дезинфицирующими и моющими средствами.

Организация на фермах и комплексах не только первичной обработки, но и промышленной переработки молока, включающей нормализацию, пастеризацию, фасовку в мелкую тару (бутылки или пакеты), позволяет реализовывать его по прямым связям, в том числе в магазины и на предприятия общественного питания. В результате сводятся к минимуму количественные и качественные потери продукции, уменьшаются затраты молочной промышленности на строительство и содержание низовых приемных пунктов.

Целью данной курсовой работы является изучение автоматизации машинного доения коров.

Задачи:

- изучить специальную литературу;

- изучить предприятие поток»;

- изучение и анализ технологического процесса;

Анализ литературных источников

При написании данной работы были использованы научная и учебно-методическая литература, а также  статьи в периодических изданиях Республики Российской Федерации.

Основными источниками, раскрывающими теоретические и практические основы машинного доения коров, явились работы  , , и др. В данных источниках подробно рассмотрено описание технологических процессов автоматизации машинного доения коров, технические оборудования необходимые для этого.

В основе работ  «Разведение сельскохозяйственных животных», «Технологическое и техническое обеспечение процессов машинного доения коров, обработки и переработки молока», «Технология молочного скотоводства на промышленной основе»,  подробно рассмотрены технические требования и описание, приведены схемы процесса работы устройства.

Также, благодаря использованным интернет ресурсам, удалось подробно описать деятельность предприятия и его технико-экономическую деятельность.

Данная тема является актуальной, так как для любых современных предприятий, которые используют в своей деятельности машинное доение коров, важно постоянно поддерживать оборудование в хорошем состоянии, а также внедрять в работу новинки.

Перспективным направлением развития средств механизации доения коров является создание доильного аппарата с управляемым режимом доения в зависимости от интенсивности потока молока.

2. Технико-экономическая деятельность предприятия

Молочная ферма «Живой поток» находится на севере Дмитровского района, вблизи деревни Саввино.  Свою деятельность она ведет с 2008 года.

Благодаря качественному оборудованию и высококвалифицированным специалистам, агрофирме «Живой поток» удалось добиться высокого качества молока.

Животные содержатся в чистоте и комфорте. Суточные надои на молочном комплексе «Саввино» доведены до 25 литров с фуражной коровы. Сегодня хозяйство ежедневно производит 12 тонн молока и продолжает наращивать объем производства. Хозяйство оснащено своей лабораторией, которая позволяет контролировать основные параметры молока: жирность, плотность, белок, процент воды, наличие антибиотиков. Перед отправкой с фермы молоко проходит тщательный первичный анализ.

В хозяйстве регулярно производится ветеринарный контроль российскими и немецкими специалистами, делаются все необходимые вакцинации и исследования, в том числе на субклинический мастит. Стадо клинически здорово, животные свободны от заразных болезней, в том числе и от лейкоза.

С 2010 года «Живой поток» регулярно получает различные награды в конкурсах, так как является одним из самых лучших предприятий в своей сфере.

Хозяйство насчитывает более 1400 голов крупного рогатого скота. Предприятие  достаточно быстро развивается. Поголовье буренок принадлежат к голштинизированной черно-пестрой породе, считающейся одной из лучших среди производителей молочной продукции.

На ферме также есть родильное отделение, где коровы телятся и живут некоторое время после родов. Осеменяют их искусственно, что гарантирует стабильное поголовье стада. Специалисты завода внимательно следят за тем, чтобы родители будущего теленка не были связаны близким родством.

О будущих передовиках молочного производство заботятся с самого младенчества. Молодые телочки сначала питаются исключительно молоком, потом им начинают давать сено и минеральные добавки для поддержания иммунитета. Дойка коров осуществляется трижды в день. Летом животные пасутся в загонах на скотном дворе, а зимой почти все время проводят в стойлах.

Круглый год на землях находящихся в собственности предприятия «Живой поток» ведутся работы по заготовке кормов. С подшефных территорий вывозятся органические удобрения, луга облагораживаются и вспахиваются. После этого они засеиваются культурными травами, там сушится сено, закладываются силосные траншеи. Все делается для того, чтобы коровы нашего завода получали самое качественное и натуральное питание. Ведь от этого напрямую зависит качество молока. Летом буренки питаются свежей травой, сеном с собственных пастбищ, зимой получают комбикорма и заготовленный заранее силос - питательный сочный корм из культурных трав.

Основные технико-экономические показатели являются обобщающими параметрами предприятия. В своей совокупности эти показатели отражают общее состояние дел на предприятии в производственно-технической, хозяйственно-финансовой, инновационной, коммерческой, социальной сферах. Каждый показатель в отдельности обобщенно характеризует одно из направлений (сторон) его внутренней или внешней деятельности.

Выпуск продукции в натуральном выражении в 2014 г. по отношению к 2013 г. увеличился на 22%, но по сравнению с 2012 г. уменьшился на 5%, т. е. предприятие не вышло на уровень производства 2012 г. Происходит это из-за того, что спрос на производимую продукцию остался на прежнем уровне. Хотя в 2014 г. спрос все же возрос по сравнению с 2013 г.

Предприятие не использует полностью свою производственную мощность, т. к. существуют проблемы с использованием основных производственных фондов. Оборудование для машинного доения коров изнашивается, но достаточного финансирования на покупку нового не производится.

Объем реализованной продукции, несмотря на снижении ее выпуска, так же увеличился в 2014 г. по сравнению с 2013 г. Стоимость реализованной продукции превышает стоимость товарной продукции, что объясняется повышенным спросом на определенные продукты.

Среднемесячная оплата труда так же выросла за анализируемый период. В 2012 г. она составляла 3116 руб., в 2013 г. увеличилась на 48,3%-1506 руб., а в 2014 г. по сравнению с 2012 г. она увеличилась на 155,8% - 4854 руб. Это отразилось на себестоимости продукции.

Численность персонала за анализируемый период изменилась незначительно. Текучесть кадров низкая, т. к. на предприятии созданы благоприятные условия для работы.

Фондоотдача выросла на 14,7% в 2013 г. по сравнению с 2012 г. и на 32,4% в 2014 г. по сравнению с 2013 г. Это связано с уменьшением балансовой стоимости основных производственных фондов. Производительность труда так же увеличилась в 2013 г. и составила 187,4 тыс. руб., а в 2014 г. она составила 205,5 тыс. руб.

Себестоимость реализованной продукции за анализируемый период так же увеличилась. Если в 2012 г. она составляла 12 руб.\литр, то в 2013 г. она увеличилась до 13 руб.\литр, а в 2014 г. она возросла еще на 4 руб., и составила 17 руб.\литр. Рост себестоимости обусловлен ростом заработной платы и увеличением стоимости закупочных материалов для производства готовой продукции.

В общем и целом рентабельность продукции выросла и уже можно говорить о ее увеличении в 2015 г. до 11,4%. Этот показатель выше, чем в 2013 г. на 5,7% и выше чем в 2012 г. на 8,8%. Рентабельность повысилась за счет увеличения прибыли.

       

3. Технологический раздел
3.1 Описание технологического процесса реализуемого на конкретном виде технического оборудования

Автоматизированная установка для доения коров  «Елочка» (УДА-16А)- комплектуют групповыми доильными станками, что позволяет выпускать коров после выдаивания группой и выдавать концентрированные корма одинаковыми порциями. Это рацио­нально лишь при специально подобранном по продуктивности стаде.

Доильную установку «Елочка» применяют на молочных фермах и комплексах, как с беспривязным, так и с привязным содержанием коров, которые подобраны в группы по интенсивности молокоотдачи и продуктивности.

Технологический процесс доения включает в себя следующие операции:

подготовку доильной установки к доению, заключающуюся в загрузке комбикорма в дозаторы-накопители, преддоильном опо­ласкивании молокопроводов и доильной аппаратуры, переводе доильных аппаратов из положения ополаскивания в положение доения и включении в работу вакуумных установок; впуск группы коров в доиль­ный станок, включение дозаторов комбикормов; обмыв вымени из пистолетных распылителей, обтирание его полотенцем, сдаивание первых струек молока в специальную по­суду и контроль состояния сосков; включение доильного аппарата и надевание доильных станков на соски вымени, доение, машинное додаивание; отключение аппарата и снятие доильных станков; выпуск коров из доильного станка; учет удоя от каждой коровы и взятие проб молока (при каждом доении или только при контрольном — в зависимости от исполне­ния установки); фильтрацию, охлаждение и транспортирование молока в ем­кость для хранения; циркуляционную промывку и дезинфекцию молокопроводов и доильной аппаратуры после доения.

При выборе доильных аппаратов учитывают размер, формы, систему и способ содержания животных, и пригодность к машинному доению.

3.2 Требования к автоматизированной системе управления.

Особенность автоматизации доильных установок зависит от их назначения — для доения в стойлах (установки типа АДМ, АД, ДАС) и в специальных залах (УДТ, УДА, УДЕ).

Доильный агрегат с молокопроводом УДА-16А обеспечивает кроме собственно выдаивания животных транспортирование мо­лока в молочное отделение, индивидуальный и групповой учет удоя 50 животных, фильтрацию, а также охлаждение и сбор моло­ка в емкости для хранения.

Конструкция установки УДА-16А предусматривает автомати­ческие регулирование вакуума, измерение (дозирование) удоя, промывку и дезинфекцию молочной линии по окончании доения. Рассмотрим конструкцию и принцип действия этих автоматичес­ких устройств. Они работают за счет вакуума.

Автоматический регулятор вакуума представляет собой регуля­тор прямого действия, настраиваемый на разрежение 45 кПа. При включении вакуум-насоса перепад давления, действующий на клапан, уравновешивается набором грузов 8, подве­шенных на пружине 4. При изменении давления в вакуум-проводе2 клапан 1 опускается или поднимается вверх, уменьшая или уве­личивая подсос атмосферного воздуха между корпусом и клапа­ном. Через прозрачный колпак 5 регулятора по положению грузов можно оценить запас производительности вакуум-насоса. Для га­шения колебаний регулирующего органа служат две демпфирую­щие шайбы, соединенные с грузом и погруженные в слой масла таким образом, чтобы между ним и грузом оставался зазор 8-12мм.

Производительность воздушной системы можно оценить по количеству инжектируемого воздуха, измеряемому флажковым индикатором 3. Прозрачный корпус индикатора имеет три метки, соответствующие потоку воздуха 5, 10 и 15м3/ч. В общем случае вакуум поддерживается более стабильным, если такты сосания и сжатия всех четырех сосков не совпадают или хотя бы объединены попарно.

Перспективным считают программное управление величиной вакуума, частотой пульсации и соотношением тактов пульсаций в процессе доения. Например, в начале и конце доения устанавливают вакуум 35 кПа и частоту пульсаций 48 Гц, а в основное вре­мя — 50 кПа и 60 Гц.

Автоматический дозатор молока рассчитан на измерение удоя группы коров, закрепленных за одним дояром. Дозатор работает в следующих режимах.

1. Наполнение мерной камеры. Молоко поступает в мерную ка­меру 8 через молокоприемник 4 и шайбу 6. По мере наполнения камеры 8 поплавок 5 всплывает и отсекает мерную камеру 8 от молокоприемника 4. При этом отверстие 3 сообщает внутреннюю полость трубки 10 с атмосферой, а сильфон 2 под давлением, ат­мосферного воздуха переключает счетчик 1.

2. Опорожнение мерной камеры. Под давлением атмосферного воздуха молоко из мерной камеры 8вытесняется в молокосборник 9. По мере опускания поплавка отверстие 3 разобщается с атмос­ферой, вакуум в молокосборнике восстанавливается и начинается новый цикл заполнения мерной камеры.

Погрешность дозатора ±1,5 % при производительности 12 кг/мин.

Групповой счетчик молока действует по аналогичному принци­пу, заключающемуся в попеременном заполнении молоком кача­ющегося лотка при его повороте вокруг своей оси. При каждом двойном ходе рычажного устройства срабатывает магнитоуправляемый контакт счетного прибора, измеря­ющего удой по объему лотка и числу срабатываний контактов. Бо­лее точные результаты, не зависящие от температуры молока, по­лучают при использовании устройств, для взвешивания молокоприемников. В качестве силоизмерительного органа используют те изометрическую балку.

На крупных молочных комплексах учет молока ведут по числу включений молочного насоса. Молочно-воздушная смесь из двух ветвей молокопровода поступает в воздухоразделитель (молокоприемник), представляющий собой стеклянную ем­кость 1 вместимостью 50 л, соединенную с предохранительной ка­мерой 4и вакуумным регулятором 5. Предохранительная камера 4 предотвращает попадание молока в вакуум-провод6 при отказе молочного насоса 3.

По мере заполнения сосуда молокоприемника всплывает по­плавок 2, в который вмонтирован постоянный магнит. Последний управляет несколькими герконами, установленными на высоте, соответствующей дозе 5, 10 и 15 л. При наборе соответствующей дозы молока контакты геркона замыкаются и включается молоч­ный насос3. После откачки дозы молока насос автоматически от­ключается. Процесс повторяется.

Рис. 1. Аппаратура автоматизации доильных установок:

а —регулятор вакуума: 1— клапан; 2— вакуум-пронод; 3 — индикатор количества инжектиру­емого воздуха; 4—пружина; 5— прозрачный колпак; б—масло; 7—демпфирующие шайбы; 8— груз; б—автоматический дозатор молока: / — счетчик; 2— сильфон; 3 — отверстие; 4, 9— молокоприемники; 5—поплавок; б—шайба; 7—клапан; 8—мернаякамера; 10 — трубка; в — групповой счетчик молока; г — автоматическое управление молочным насосом: 1 — моло­коприемник; 2—поплавок; 3— молочный насос; 4 — предохранительная камера; 5—регуля­тор вакуума; 6— вакуум-провод

Автомат промывки обеспечивает выполнение целого ряда опе­раций, в том числе прополаскивание молокопроводов холодной водой перед доением, циркуляционную промывку и дезинфекцию этих путей по окончании доения, прополаскивание молокопрово­дов теплой водой в конце цикла промывки, просушку молокопро­водов теплым воздухом после удаления остатков моющих раство­ров, кратковременное включение молочного насоса в конце про­сушки для удаления остатков воды из молокосборника и, нако­нец, отключение вакуум-насоса и командного аппарата.

Манипулятор МД-Ф-1 облегчает операции по надеванию до­ильных стаканов, обеспечивает контроль за интенсивностью дое­ния, автоматическое додаивание, отключение аппарата от вакуум­ной линии, снятие доильных стаканов с сосков вымени и вывод доильного аппарата из-под коровы.

Основной функциональный узел автомата управления— пневмодатчик 7. В исходном положении головка 14 упирается в скобу 6 и малые дозы молока поступают в камеру дат­чика, откуда выливаются через калиброванное отверстие /) в молокопровод 9. При нарастании потока молока поплавок 12 всплы­вает и освобождает скобу 6, которая под действием собственной массы откидывается вправо. С этого момента начинается автома­тический контроль за процессом доения. Основная часть молока вытекает через обводной канал в молокопровод. При уменьшении интенсивности потока до 400 г/мин молоко успевает вытечь через калиброванное отверстие 11, поплавок и укрепленная на нем го­ловка опускаются вниз, открывая отверстие канала штуцера 1 головки цилиндра 2 додоя, который через рычаг манипулятора оттягивает стаканы вниз, обеспечивая механическое додаивание. При снижении потока до 200 г/мин по­плавок опускается еще ниже, клапан 13 отключает доильные ста­каны от вакуума (молокопровода), штуцер I сообщается с атмосферой. Штуцер II головки подключает вакуум к пневмоцилиндрам манипулятора, доильные стаканы снимаются и выводятся из-под коровы. Устанавливается манипулятор на вер­тикальной стойке стакана или специально монтируемой опоре.

Рнс. 2. Схема управления доильным аппаратом с манипулятором МД-Ф-1:

1— воздуховод чистого воздуха; 2— цилиндр додоя; 3 — цилиндр вывода доильного аппа­рата из-под коровы;4 — вакуум-провод; 5—кран; 6— скоба; 7—пневмодатчик; 8- зажим; 9— молокопровод; 10— технологический вакуум-провод; 11 —калибровочное отверстие; 12— поплавок; 13 — клапан; 14 — головка;15— пульсатор; 16 — доильный аппарат.

На рисунке 2 пневмодатчик изображен в четырех положе­ниях: исходном (а), когда головка упирается в скобу; в начале контроля за доением (6), когда интенсивность молокоотдачи мак­симальна; в режиме додаивания (в); в момент окончания доения и снятия доильных станков (г). Кран 5 (см. рис. 1) служит для принудительного подъема и поддержания доильных стаканов при их одевании на соски.

Заданный вакуум в доильных аппаратах и всей системе доиль­ной установки поддерживается вакуумными регуляторами прямо­го действия, устройство которых рассмотрено ранее.

Мировой уровень механизации ТП в животноводстве достиг полной автоматизации процесса доения. Главная операция при этом — автоматическое надевание доильных стаканов. Существует несколько конструкций роботов, выполняющих данную опера­цию. Механическая рука подводит аппарат под животное, а затем поочередно одевает стакан за стаканом. Положение сосков каждо­го животного находится в памяти доильного робота, а точная «на­водка» стаканов обеспечивается прецизионными ультразвуковыми или оптическими датчиками. Один такой робот обслуживает до 40 животных.

Полная автоматизация процесса доения позволяет перейти к четырехразовому доению, что увеличивает удой

Рис. 3. Схема работы пневмодатчика манипулятора:

а —исходное положение; 6— начало контроля за доением; в— додаивание; г— снятие доиль­ного аппарата; 7 —головка пневмодатчика; 2—плунжер; 3— скоба; 4 — штуцер переливной; 5— корпус; 6— поплавок; 7— игла;8— отверстие слива молока; 9— клапан; 10— штуцер вхо­да молока; II— воздушное отверстие; 12 — штуцер постоянного вакуума

Заболевание коровы маститом обнаруживается автоматически по появлению сгустков в молоке. Этот способ надежен, но диагно­стика начала заболевания запаздывает, и лечение животного может оказаться неэффективным. Обнаружено, что температура молока, выдоенного из инфицированного вымени, увеличивается на 2оС. Более перспективна диагностика заболевания по электрической проводимости молока или по концентрации ионов Na и С1. С це­лью автоматического контроля заболевания маститом можно сравнивать температуру молока в каждой четверти вымени, чтобы избежать ошибки в случае повышения температуры молока по другим причинам.

Заключение

В настоящее время, как никогда наблюдается повышенный интерес к малому бизнесу на селе, в частности к фермерскому хозяйству. Но, к сожалению, промышленность за последние годы мало, что нового предлагала для этого молодого, развивающегося направления экономики. В основном здесь используются старые технологии морально отжившие свой век, далеко не самые экономичные, что в условиях кризиса ощутимо подрывает процессы становления и развития молодых хозяйств.

Следующее поколение технологий производства молока должно отличаться от современных большей согласованностью используемых машин, различных установок и устройств на фермах с потребностями животных, то есть часть применяемых машин и устройств должна работать по программам индивидуального обеспечения высокопродуктивных животных, а также полностью исключать ручной труд. Научно-технический прогресс дает возможность это осуществить, а также применить автоматизацию различных операций технологического процесса на молочных фермах в больших и малых хозяйствах. Об этом свидетельствуют отечественные и зарубежные научные исследования и опыт передовой практики.

Прежде всего, опираясь на современный уровень научно-технического прогресса в смежных областях знаний, имеющиеся достижения за рубежом, необходимо разработать средства автоматической идентификации коров и телок.

На сегодняшний день проблема заключается в том, что традиционные доильные системы «изнашивают» животное в течение 4-5 лактаций, тогда как здоровое животное может давать продукцию значительно дольше, до 8-10 лактаций.

Это происходит, главным образом, из-за травмирующего действия, оказываемого на вымя животного устаревшей доильной аппаратурой.

Основной путь повышения рентабельности отрасли - это ее автоматизация, направленная на интенсивное использование животных при экономически и зоотехнически целесообразных трудовых, материальных и энергетических затратах, обеспечивающих надежность производства.

Особенно актуальным это является в условиях все большего развития и внедрения автоматизированных и дорогостоящих линий и систем управления производством. Все это является составной частью технологии ведения отрасли и производства молока в частности. Непосредственно на фермах она связана с подготовкой кормов к скармливанию, кормлением животных и созданием для них комфортных условий содержания, доением, первичной обработкой, и временным хранением молока, уборкой навоза из помещений, повышением привлекательности и производительности труда.

Вместе взятое, все перечисленное должно обеспечивать реализацию наследственно обусловленной продуктивности молочного скота. При этом наряду с ростом продуктивности животных, производства и рентабельности молока большое значение имеет повышение его качества, снижения до минимума механической загрязненности и бактериальной обсемененности, улучшение технологических свойств, а также сокращение потерь в процессе производства, первичной обработки и временного хранения.

Список используемой литературы

Арзуманян . - Москва: Агропромиздат. - 1991г. – 512с. Борисенко сельскохозяйственных животных. - Москва: Колос. – 1997г. – 586с. /Новое в технике и технологии производства молочных продуктов //Молочная промышленность. – 2006г. – № 12. – С. 4-11. Технологическое и техническое обеспечение процессов машинного доения коров, обработки и переработки молока. - Москва: Агропромиздат. - 2013г. – 212с. Гранкин . – Москва: Колос. – 1999г. – 646с. Дмитриев сельскохозяйственных животных. - Москва: Агропромиздат. – 1999г. – 512с. Захаров увеличения молока и молочных продуктов. – Москва: Агропромиздат. – 2000г. – 350с. Красота сельскохозяйственных животных. - Москва: ВНИИплем. – 1999г. – 386с. Макарцев сельскохозяйственного производства. – Калуга: ГУП Облиздат. – 1999г. – 646с. Ткаченко молочного скотоводства на промышленной основе. – Москва: Россельхозиздат. – 2008г. – 354с. Фисинин основы производства и переработки продукции животноводства. – Москва: МГТУ им. . - 2003г. – 440с. Шакиров сельскохозяйственного производства. - Москва: Колос. – 2002г. - 504с.