Establishing an interconnection between the technical and technological parameters of milking equipment based on the movement of a milk-air mixture in a milking machine

Abstract

Machine milking is one of the main technological processes in the dairy industry whose efficiency level largely affects cattle breeding in general. The key role, in this case, belongs to milking equipment. The design and use of technical means of milking are associated with certain difficulties related to the imperfection of milk discharge. Therefore, the current study is due to the need to investigate the process of moving the milk mixture in a milking machine. A physical-mathematical model of the process of moving the two-phase milk-air mixture along the milk-conducting line of a milking machine has been built. The mathematical model relates the value of the fluctuating of vacuummetric pressure ΔP, the rate of milk discharge QM, the pulse rate ζ, and the value of working vacuummetric pressure P. It was found that in the milk-conducting system with the upper milk pipeline there is a large fluctuation of vacuummetric pressure ΔP=1.02–4.69 kPa, which exceeds the regulated value (2.5 kPa). In a milk-conducting system with a lower milk pipeline, the vacuummetric pressure fluctuation is ΔP=0.59–1.84 kPa. The patterns of change in the value of working pressure P and the frequency of pulsations ζ in the milking machines of simultaneous and pair action depending on the rate of milk discharge from the udder have been determined. It is established that the maximum deviation of the value of fluctuation of vacuummetric pressure ΔP between the experimental and theoretical data within a predefined range of factors is 0.81 kPa. The correlation coefficient is 0.92, which indicates the adequacy of the constructed models. Owing to this, the task of the rational choice of milking equipment is resolved. Машинне доїння корів є одним з основних технологічних процесів, від рівня його розвитку значною мірою залежить ефективність молочного скотарства загалом. Провідне місце, при цьому, належить доїльно-молочному обладнанню. На шляху розробки та застосування технічних засобів доїння виникають певні труднощі, пов’язані з недосконалістю що до відведення молока. Тому необхідність даних досліджень полягає у дослідженні процесу переміщення молокоповітряної суміші в доїльному апараті. Створена фізико-математична модель процесу переміщення двофазної молокоповітряної суміші молокопровідною лінією доїльного апарата. Математична модель зв’язала величину флуктуації вакуумметричного тиску ΔP, швидкість виведення молока QМ, частоту пульсацій ζ і величину робочого вакуумметричного тиску P. Виявлено, що для молокопровідної системи із верхнім молокопроводом присутня велика флуктуація вакуумметричного тиску ΔP=1,02–4,69 кПа, яка перевищує регламентоване значення (2,5 кПа). Для молокопровідної системи із нижнім молокопроводом флуктуація вакуумметричного тиску складає ΔP=0,59–1,84 кПа. Визначені закономірності зміни величини робочого тиску P і частота пульсацій ζ доїльних апаратів одночасної та попарної дії від швидкості виведення молока з вим’я. Встановлено, що максимальне відхилення значення флуктуації вакуумметричного тиску ΔP між експериментальними і теоретичними даними в заданому діапазоні факторів складає 0,81 кПа. Коефіцієнт кореляції становить 0,92, що свідчить про адекватність розроблених моделей. Завдяки цьому вирішується задача з раціонального вибору молочно-доїльного устаткування.