Měření podtlaku v dojicí soupravě při dojení vysokoužitkových dojnic

Měření podtlaku v dojicí soupravě při dojení vysokoužitkových dojnic
Jak vyplývá ze statistických údajů, došlo od roku 1989 ve srovnání s rokem 2005
v chovu dojnic k významným změnám. Počet dojených krav za toto období klesl z 1 247 000
na 573 000 kusů, přičemž průměrná užitkovost dojnic vzrostla z 3 982 l na 6 420 l. U krav
zařazených do kontroly užitkovosti byla v roce 2006 dosažena průměrná užitkovost již 7 155
l, přičemž špičkové dojnice již dosahovaly průměrnou užitkovost přes 20 000 l. U takových
krav může dosahovat špičkový průtok mléka při dojení přes 10 l/min. Na takové průtoky musí
být i patřičně dimenzované dojicí zařízení. Obecně lze konstatovat, že vyráběná dojicí
zařízení musí splňovat podmínky stanovené v mezinárodní normě ČSN ISO 5707 „Dojicí
zařízení – Konstrukce a provedení“, která platí v ČR od června 1999. Nicméně podmínky
nastavené v této normě odpovídají době, ve které norma vznikala, tj. době před více než 15
roky. Model vysokoprodukčních stád zde předpokládal průměrný špičkový průtok mléka 5 l
/min na krávu. I když výrobci dojicích zařízení reagují na změny v užitkovosti dojnic
pružněji, provedli jsme jak laboratorní, tak i provozní měření podtlakových poměrů v dojicí
soupravě v závislosti na průtoku vody, resp. mléka. Na obr. 1 je vidět rozdíl mezi hodnotami
průměrné hodnoty podtlaku v podstrukové komoře za celou dobu pulzu v závislosti na
průtoku měřeného média. Měření byla prováděna na identické dojicí soupravě a stejně
nastaveném provozním podtlaku. Jak je zřejmé z těchto grafů, jsou hodnoty průměrného
podtlaku v podstrukové komoře při provozním měření již od průtoku 1,5 l/min zjevně nižší a
při průtoku 5 l/min již tento rozdíl činí přes 4 kPa.
Závislost průměrné hodnoty podtlaku za celou dobu pulzu (T) v podstrukové komoře na
velikosti průtoku média při laboratorním a provozním měření na identické dojicí soupravě a
shodně nastavených parametrech dojicího stroje
46
44
Po 42
dtl
40
ak,
kP 38
a
36
34
32
30
0
1
2
3
4
5
6
Průtok, l/min
Laboratorní měření
Dojnice č. 805
Dojnice č. 581
Dojnice č.440
Dojnice č. 400
Dojnice č. 216
Polynomický (Laboratorní měření)
Polynomický (Dojnice č. 805)
Polynomický (Dojnice č.440)
Polynomický (Dojnice č. 581)
Polynomický (Dojnice č. 216)
Polynomický (Dojnice č. 400)
Obr. 1 Závislost průměrné hodnoty podtlaku za celou dobu pulzu (T) v podstrukové komoře
na velikosti průtoku média při laboratorním a provozním měření na identické dojící
soupravě a shodě nastavených parametrech dojícího stroje.
Přílišné snížení podtlaku v podstrukové komoře při dojení prodlužuje dobu dojení,
způsobuje častější spadávání dojicích souprav a zhoršuje vydojenost, což následně může
negativně ovlivnit i zdravotní stav mléčné žlázy. V normě ČSN ISO 5707 „Dojicí zařízení Konstrukce a provedení“ je konstatováno, že určujícím požadavkem pro nastavení úrovně
podtlaku v dojicím stroji je průměrná hodnota podtlaku ve sběrači při dojení. Doporučuje se,
aby tato hodnota byla v rozsahu 36 – 40 kPa během doby špičkového průtoku mléka při
dojení. Jen takové nastavení zajistí u většiny zvířat rychlé, citlivé a úplné vydojení. Podle
tohoto doporučení by dojicí zařízení na kterém proběhlo měření, jehož výsledek je shrnut na
obr. 2, nevyhovovalo již od průtoku 3,5 l/min.
Na první pohled se může zdát, že problém lze vyřešit jednoduše zvýšením pracovního
podtlaku, což se asi praktikuje na většině farem pokud často spadávají dojicí soupravy. Toto
řešení lze akceptovat jenom v případech, kdy nově nastavený podtlak nepřesahuje hodnotu
podtlaku doporučenou výrobcem dojicího zařízení. Ve většině případů bude ale nutné provést
důkladnější analýzu problému už také proto, že od instalace dojicího zařízení se změní nejen
užitkovost, ale i např. výkonnost vývěv, netěsnost rozvodů podtlaku apod. Při instalaci
dojícího zařízení musí samozřejmě dodavatelská firma provést měření všech parametrů podle
normy ČSN ISO 6690 “Dojicí zařízení – Mechanické zkoušky“ a výsledky měření předat
uživateli ve formě protokolu měření.
50
Podtlak, kPa
45
minimální průměrný
podtlak ve sběrači
40
35
30
25
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Průtok mléka, l/min
Sběrač
Obr. 2
Podstruková komora
Závislost průměrné hodnoty podtlaku ve sběrači a v podstrukové komoře na
průtoku mléka za celou dobu pulzu u dojnice č.121 (výdojek 22,5 l mléka)
Provozní měření byla provedena u dojicích zařízení Agromilk, De Laval, Farmtec,
Fullwood a Westfalia Surfe na farmách s vysokoužitkovými dojnicemi ( Židněves, Netluky,
Skalička, Podmoky, Kobylníky, Hole, Velký Grunov, Trhový Štěpánov). Výsledky měření
jsou uloženy v databázi a zpracovány ve formě protokolů a grafů. Jako příklad je uvedeno
vyhodnocení měření dojnice č. 75, která nadojila 22,7 l mléka. Na obr. 3 jsou znázorněny
grafy průtoku mléka a průběhů podtlaku v mléčném potrubí, sběrači a podstrukové komoře.
Na tomto grafu je názorně vidět kolísání podtlaku při různém průtoku mléka po celou dobu
dojení.Výrazný pokles podtlaku až pod 30 kPa je vidět při špičkovém průtoku mléka přes 8
l/min. Graf průběhu průtoku mléka ukazuje na bimodální charakter způsobený patrně
neklidem dojnice, tomu nasvědčuje i snížení podtlaku ve sběrači před poklesem průtoku
mléka. Lze to vysvětlit pohybem dojicí soupravy na vemeni způsobené buď přešlapováním
dojnice nebo snahou skopnutí dojicí soupravy. Další vývoj průtoku je již normální a dojnice
byla prakticky podojena za 4 minuty.
Obr. 3
Průběh průtoku mléka a podtlaku v měřicích místech dojicí soupravy při dojení
krávy č. 75 na farmě Skalička
50
Podtlak [kPa]/Vacuum[kPa]
45
40
35
30
25
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Průtok[l/min]/Flow-rate[kPa]
Sběrač/Claw
Obr. 4
Podstruková komora/Liner chamber
Graf závislosti průměrného podtlaku ve sběrači a v podstrukové komoře na
průtoku mléka za celou dobu pulzu při dojení krávy č. 75 na farmě Skalička
Na obr. 4 je již výsledek zpracování dat z měření pomocí programu, který vypočítává
průměrný podtlak za dobu trvání každého pulzačního cyklu při daném průtoku mléka. Jak
vyplývá z grafu, klesá hodnota průměrného podtlaku ve sběrači od průtoku 4 l/min výrazně
pod limitní hodnotu 36 kPa, takže na první pohled by se zdálo, že dojicí zařízení není
v pořádku. Pokud ale provedeme společnou analýzu obr. 3 a 4, je zřejmé, že nízké hodnoty
průměrného podtlaku v podstrukové komoře v rozsahu průtoků od 4 do 7 l/min byly
způsobeny neklidem dojnice na začátku dojení mezi 20. a 30. sekundou, kdy se do dojicí
soupravy přisával vzduch při pohybu dojicí soupravy na vemeni. Je ale zřejmé, že při vyšších
průtocích mléka klesly hodnoty průměrného podtlaku ve sběrači na hodnoty od 32 do 34 kPa.
Příčin nízkého průměrného podtlaku ve sběrači při špičkovém průtoku mléka může být celá
řada jako např. malá výkonnost vývěv a tím malá efektivní rezerva (musí být v souladu s ČSN
ISO 5707), velké ztráty netěsností podtlakových rozvodů (nutno provést přeměření
netěsností), nedostatečné dimenze jednotlivých prvků dojicího zařízení (v tabulce 1 jsou
uvedeny doporučené dimenze dojicí jednotky pro dojení vysokoužitkových dojnic),
poškozený regulační ventil, nevhodně řešená regulace otáček pomocí frekvenčního měniče
(změna otáček je příliš pomalá).
Správné nastavení podtlaku při dojení vysokoužitkových dojnic s extrémními průtoky
mléka však ještě nemusí zaručit optimální parametry dojicího stroje. Při velkých průtocích
mléka totiž dochází i k pomalejšímu přechodu strukové návlečky do taktu stisku, což může
zkrátit dobu trvání taktu stisku (fáze D pulzační charakteristiky) natolik, že masáž struku není
dostatečná. Pokud se fáze taktu stisku sníží pod 15 % celkové doby pulzačního cyklu, je nutné
snížit rychlost pulzace, případně změnit poměr taktu sání a stisku. Doba trvání taktu stisku by
neměla být nižší než 200 ms. V tabulce č. 1 jsou uvedeny doporučené parametry dojicích
zařízení při dojení vysokoužitkových dojnic. Uvedené hodnoty vychází nejen z našich měření
a zkušeností, ale i z doporučení výrobců dojicích zařízení.
Tab. 1 Doporučené parametry dojicího zařízení pro dojení vysokoužitkových dojnic
Parametry dojicího zařízení
Milking equipment parameters
Jmenovitý podtlak (ve sběrné nádobě)
Nominal vacuum (in receiver)
Charakter pulzace (synchronní nebo asynchronní)
Character of pulsation (synchronous or asynchronous)
Rychlost pulzace
Pulsation speed
Poměr taktu sání a stisku
Time of suction/grip ratio
Doba trvání taktu stisku
Time of grip lasting
Js mléčného potrubí
Js of milking pipeline
Js dlouhé mléčné hadice
Js of long milking hose
Js výtokového hrdla sběrače
Js of claw outlet flare
Js krátké mléčné hadice
Js of short milking hose
Js vtoků do sběrače
Js of inlets into claw
Množství přisávaného vzduchu do sběrače
Amount of sucked air into claw
Objem sběrače
Claw volume
Hmotnost dojicí soupravy
Milking set weight
Jednotky
Unit
Hodnota, typ
Value, type
kPa
40 - 43
Asynchronní
Asynchronous
pulzů/min
pulses/min
50 - 60
52:48 - 60:40
ms
min 200
mm
40 - 90
mm
min 16
mm
16 - 20
mm
min 10
mm
min 10
l/min
10 – 15
cm3
min 300
kg
1,5 - 2,5
Prezentované údaje a materiály v tomto článku byly získány v rámci řešení
výzkumného záměru MZE 0002703101 Výzkum nových poznatků vědního oboru zemědělské
technologie a technika a aplikace inovací oboru do zemědělství České republiky.