Development of a device for cleansing cow udder teats and testing it under industrial conditions

Abstract

Підготовка корів до доїння – одна з найвідповідальніших операцій. Від рівня виконаної роботи залежить не тільки швидкість молоковіддачі, але і якість молока. Один з найбільш ефективних способів механізації підготовки корів до доїння – розробка спеціальної механічної щітки, яка чистить та стимулює шкіру дійок. В результаті відпадає необхідність застосування додаткового пінного засобу для очищення і дезінфекції дійок, а також серветок. Розроблено пристрій, при роботі якого дійки очищаються за рахунок обертання двох щіток. Проведені теоретичні дослідження взаємодії очищувальних елементів пристрою для механічного очищення з забрудненням дійок вимені в процесі роботи. При допущенні постійності модуля пружності, форми та шорсткості дійки, лінійної та кутової швидкостей щіток та жорсткості ворсу, однорідності фізико-механічних властивостей забруднення на дійці встановлена залежність сили впливу механічного пристрою Fe від довжини очищувального елемента l і частоти його обертання ω. При виконанні умови, при якому силовий вплив механічного пристрою Fe буде менше зусилля, при якому виникнуть больові відчуття Fp, але більше зусилля утримання (адгезії) забруднення Fa, визначені значення основних конструктивно-технологічних параметрів розробленого пристрою l=8 мм, ω=106 об/хв. В результаті виробничих випробувань встановлено, що за використання розробленого пристрою добовий удій дослідної групи корів перевищив аналогічний показник контрольної групи в середньому в 1,1 рази, що дозволило отримати надбавку у 132,5 кг молока. Поряд з цим відбулося збільшення жирності молока дослідної групи – на 0,19 % в порівнянні з контрольною. Кількість мікроорганізмів зменшилася у 2,2 рази, а вміст кількості часток забруднення – у 4,6 рази. Preparing cows for milking is one of the most important operations. Not only the speed of milk production but also the quality of milk depends on the level of the work performed. One of the most effective ways to mechanize the preparation of cows for milking implies the development of a special mechanical brush that cleans and stimulates the teat skin. As a result, there is no need to use additional foam detergents and napkins to cleanse and disinfect teats. A device has been designed for cleansing teats with two rotating brushes. Theoretical studies of the interaction of cleansing elements of the device for mechanical removal of pollutants from the udder teats in the course of milking operation were carried out. Assuming constancy of the modulus of elasticity, shape and roughness of teats, linear and angular velocities of brushes, nap stiffness, and homogeneity of physical and mechanical properties of contaminants on the teat, dependence of force Fe of the mechanical device on length l of the cleansing element and its speed ω was established. Under the condition that force Fe of the mechanical device is smaller than force Fp which causes pain but greater than the force retaining pollutants (adhesion), values of the main design and technological parameters of the developed device were determined: l=8 mm, ω=106 rpm. As a result of production tests, it was found that when using the developed device, the daily milk yield of the experimental group of cows exceeded that of the control group by an average of 1.1 times which has made it possible to obtain a supplement of 132.5 kg of milk. Along with this, there was a 0.19 % increase in milk fat content in the experimental group compared to the control group. The number of microorganisms decreased 2.2 times and the number of contaminant particles decreased 4.6 times.