Надійна робота доїльної установки

Який із механізмів на сучасній фермі працює у найбільш напруженому режимі? Відповідь на це запитання стає очевидною навіть без проведення спеціальних досліджень чи хронометражів: таким механізмом є доїльна установка. І йдеться навіть не про великі індустріальні комплекси так званого американського типу, де процес доїння може тривати цілодобово з невеликими перервами на промивання обладнання. Практично на всіх сучасних молочних фермах доїльна установка є найнавантаженішою системою з-поміж усіх засобів механізації.

Ю. Баняс, канд. с.-г. наук, директор,
ТОВ «Тріолакт»

Ця стаття є спробою висвітлити деякі технічні проблеми, найпоширеніші в практиці експлуатації доїльних систем на українських фермах, та з мінімальним теоретичним обгрунтуванням надати практичні поради щодо того, як забезпечити довготривалу ефективну надійність доїльного обладнання за принципом «розумної достатності».
За щоденного тривалого та напруженого використання доїльного обладнання на молочній фермі важливим чинником її успішності і прибутковості є чітке дотримання режиму доїння та уникнення поломок чи збоїв у роботі доїльної установки.
Від функціонування останньої залежить в цілому економіка молоковиробництва, оскільки до неминучих втрат призводять як повна аварійна зупинка доїння (наприклад, у разі знеструмлення ферми, виходу із ладу вакуумного насоса чи молочного насоса у доїльних системах із молокопроводом), так і, здавалося б, несуттєві відхилення у режимах чи регулярності пульсації на одному чи кількох доїльних постах, незначні порушення у виконанні регламентних процедур обслуговування, а інколи навіть просто відсутність елементарного порядку, чистоти та контролю за станом компонентів доїльного обладнання.
Повна аварійна зупинка доїння несе очевидну загрозу суттєвих втрат, тому на відновлення роботи доїльної системи мобілізують усі можливі ресурси. Разом із тим, саме такі, на перший погляд, непомітні, незначні, несуттєві відхилення, порушення, збої, розбалансування та огріхи залишаються поза увагою, накопичуються, стають звичними і у кінцевому підсумку у своїй сукупності та регулярності перетворюються на важливий фактор зниження надоїв та ефективності молочного виробництва в цілому.

Система доїння має бути
збалансованою та надійною
Найпоширенішими в Україні є три типи доїльних установок: лінійні доїльні системи для доїння у відро, лінійні доїльні установки для доїння у молокопровід та доїльні зали від різних виробників, різного рівня насиченості електронними опціями та різноманітної конфігурації (тандеми, ялинки, паралелі та каруселі).
У цій класифікації як різновид найпростіших доїльних залів ми схильні розглядати також доїльні установки для доїння корів, яких утримують безприв’язно у літніх таборах чи на пасовищах (УДС, УДЛ та УДП з їхніми численними модифікаціями).
Для всіх доїльних систем найважливішими компонентами, від яких залежить ефективність установки в цілому, є вакуумна група, регулятор вакууму та доїльні апарати. Це ті три складові доїльної системи, на яких справжній господар ніколи не економитиме, оскільки вони в сукупності забезпечують якість доїння. Окрім того, вакуумна група та регулятор вакууму у поєднанні із вакуумними лініями забезпечують баланс (або ж розбалансованість) будь-якої доїльної установки. Адже, попри те, що доїння здійснює безпосередньо доїльний апарат, його робота ніколи не може бути коректною, якщо через незбалансованість системи в цілому він не буде постійно забезпечений ефективним, безпечним та стабільним вакуумом.












Щодо інших компонентів доїльної системи: хоча деякі з них і можуть відігравати важливу роль, проте напряму на якість доїння не впливають. Зазвичай вони не настільки високотехнологічні і, як правило, якщо спроектовані та змонтовані відповідно до технічних вимог, то їхнє підтримання у надійному функціональному стані цілком можливе без залучення будь-яких спеціальних знань чи сторонніх спеціалізованих сервісних служб.
Про вакуумні групи
«Серцем» будь-якої доїльної установки, незалежно від її типу чи моделі, є вакуумний насос.
В Україні найпоширенішими типами вакуумних насосів є роторні (із ковзними лопатками) та водокільцеві. Із великими промисловими доїльними залами галузь молочного тваринництва отримала так звані безмасляні (сухі) або LOBE-вакуумні насоси промислового типу, які хоча й вирізняються високою вартістю, проте за умови належного обслуговування гарантують рівень найвищих стандартів за надійністю та експлуатаційними витратами. Вже майже не побачити на фермах плунжерні (золотникові) вакуумні насоси. Особливим різновидом є роторні насоси, що не змащуються, у яких лопатки виготовлені не із текстоліту, а з графіту. Такі насоси дуже зручні, оскільки не потребують постійного контролю за наповненістю оливниці. Єдина проблема — такі насоси не можуть мати великої потужності, тому їх використовують лише в пересувних доїльних установках на один чи два доїльні апарати.
Порівнюючи між собою роторні та водокільцеві насоси, слід відзначити, що в країнах розвинутого молочного виробництва, де фермер традиційно має широкий вибір надійних вакуумних систем різних світових брендів, конкурентне протистояння водокільцевих та роторних (лопатевих) відцентрових насосів уже давно вирішено на користь останніх, бо вони мають одну важливу перевагу — економічність. Так, на виробництво одиниці вакууму водокільцевий насос витрачає у середньому у 1,5 раза більше електроенергії, ніж роторний аналог. Певним недоліком водокільцевих насосів є також їхня уразливість до мінусових температур у країнах із холодним кліматом.
Що ж стосується українських фермерів, то вони, навпаки, частіше надають перевагу водокільцевим вакуумним насосам. Причин цьому дві.
По-перше, не секрет, що роторні насоси вітчизняного виробництва значно поступаються за надійністю як європейським аналогам, так і вітчизняним водокільцевим системам. Тож господарники надають перевагу надійнішим агрегатам.
По-друге, психології ще далеко не всіх українських товаровиробників стала притаманною традиція економити на експлуатаційних витратах. Перевитрати електроенергії сягають 50% (!) — якщо європейським фермером цей фактор сприймається як конкретний і самодостатній аргумент, то частиною українських менеджерів просто не береться до уваги, особливо якщо вони вже мають негативний досвід експлуатації вітчизняних роторних насосів. Разом із тим, на сьогодні все більше господарів починають прораховувати ефективність виробництва у деталях, тому на українських фермах набувають поширення роторні вакуумні групи іноземного (переважно європейського) виробництва, які надійно забезпечують доїльну систему вакуумом за низьких витрат електроенергії і найкраще придатні для молочного виробництва.
Слід відмітити, що термін служби, ефективність та надійність вакуумних систем залежать не лише від їхньої конструктивної міцності чи якості використаних матеріалів. Найнадійнішу вакуумну систему легко і швидко можна вивести із ладу, наприклад, використанням для її змащування суміші відпрацьованих картерних мастил замість спеціальної вакуумної оливи високого ступеня очищення. На жаль, інколи навіть доводиться спостерігати, як вакуумний насос вартістю понад 15 000 грн приводиться у неробочий стан лише тому, що ніхто не контролює і не поповнює рівень мастила у системі змащування. Найчастіше це трапляється, коли змінних слюсарів доїльної установки тимчасово залучають до участі в жнивах, кормозаготівлі чи скиртуванні соломи, а їхні обов’язки не передають іншим працівникам ферми.
Головним чинником збалансованості доїльної системи є потужність вакуумної групи, тобто її здатність відкачувати з вакуумної системи певний об’єм повітря за певний проміжок часу. Найчастіше потужність джерела вакууму вимірюють літрами за хвилину (л/хв). Розрахунок потрібної потужності вакуумної системи для забезпечення якісного доїння та ефективного промивання досить складний, тож його мають здійснювати тільки фахівці. На практиці сумарна потужність джерела вакууму на доїльних установках різних типів коливається орієнтовно від 130 до 170 л/хв у розрахунку на один доїльний апарат (чи на одне місце доїння в доїльній залі).

Про регулятори вакууму
Оскільки вакуумна група має забезпечити достатній надлишок (резерв) вакууму у разі короткочасних підсосів повітря під час підключення доїльних апаратів чи у випадку збитого доїльного апарата, надзвичайно важливим компонентом доїльної установки є вакуумний регулятор, який має надійно підтримувати сталий рівень вакууму в системі.
Яким же має бути оптимальне значення рівня вакууму в доїльній системі? Усі дослідники й розробники доїльних систем одностайні у тому, що верхньою межею безпечності вакууму є -50 кПа. Перевищення сили вакууму понад цей рівень становить небезпеку для слизових оболонок та залозистої тканини вимені. Для доїння у відро чи у молокопровід та для доїльних залів із верхнім розміщенням молочної лінії зазвичай рівень вакууму має перебувати у проміжку від -48 до -50 кПа. У доїльних залах із нижнім розміщенням молочної лінії стрілка манометра має показувати від -46 до -48 кПа.
Головне правило вдалого вибору регулятора для доїльної системи полягає в тому, що регулятор за своєю пропускною здатністю має перевищувати продуктивність вакуумної групи. Так, якщо доїльна система оснащена вакуумною групою продуктивністю 2000 л/хв, регулятор вакууму для такої установки повинен мати пропускну здатність не менш ніж 2000 л/хв, тобто бути здатним «стравити» всю продуктивність вакуумного насоса.
Разом із тим, коректна робота потужного серворегулятора (у парі із потужним насосом) можлива лише за умови достатнього внутрішнього об’єму доїльної системи. За малих об’ємів доїльної установки (родильне відділення, ветеринарний стаціонар) може виникнути ситуація, коли регулятор вступить у резонанс сам із собою, генеруючи безперервні хвилеподібні коливання вакууму.
У такому разі за перевищення нормативного (налаштованого) рівня потужний регулятор миттєво знижує вакуум у системі: керований сервоприводом впускний клапан регулятора відразу закривається, вакуум миттєво виходить за межі відрегульованого значення, і починається черговий коливальний цикл. Подібний стан вакуумної системи є неприпустимим, оскільки доїння за безперервного коливання вакууму не може бути ефективним.
Виправити ситуацію можна лише розширенням вакуумної системи шляхом включення до неї додаткового ресивера, який створить буферний об’єм для згладжування різких перепадів.
Відповідно до європейського галузевого стандарту (ISO 5707), відхилення вакууму від нормативної величини за жодних умов не має перевищувати ±2 кПа, а чутливість налаштування регулятора — 1 кПа. Такі суворі вимоги до регуляторів вакууму не є випадковими, адже навіть короткочасні зниження робочого вакууму під дійкою призводять до подовження тривалості доїння і до неповного видоювання корови, а понаднормативне перевищення вакуумного рівня, як було зазначено вище, становить агресивну загрозу для здоров’я вимені (особливо, якщо таке перевищення поєднується із «сухим доїнням»).
Слід чітко усвідомлювати, що регулятор вакууму не призначений для підвищення рівня останнього, а лише для його пониження до нормативного значення шляхом впуску до системи необхідної кількості атмосферного повітря.
Для того, щоб швидко перевірити, чи достатня потужність вакуумної групи, потрібно просто відімкнути регулятор вакууму. Якщо без регулятора робочий вакуум не досягає необхідного рівня, слід відремонтувати або поміняти вакуумний насос, а не копирсатися в регуляторі, сподіваючись на диво.
На жаль, сьогодні на значній частині українських молочних ферм або зовсім немає регуляторів вакууму, або доїльні установки оснащені пристроями, які являють собою підвішену на мотузці в’язанку різноманітних металевих предметів, таких як шестерні, підкови, гирі, планки від гнойового транспортера тощо. Такі «шедеври» технічної творчості тільки завдають шкоди, оскільки створюють ілюзію регулювання рівня вакууму, насправді ж не забезпечують ані потрібної пропускної здатності, ні відповідної швидкості реакції, ні динамічної рівноваги за різних рівнів витрати робочого вакууму.
Найбільш надійними, точними та ефективними є регулятори вакууму з сервоприводом, у яких ступінь відкривання впускного отвору регулюється через мембрану самим робочим вакуумом. Сьогодні такі регулятори на вітчизняному ринку пропонують лише іноземні постачальники, проте вартість серворегулятора навіть від найдорожчих постачальників є абсолютно порівнянною із величезним значенням цього компонента системи доїння.      Далі буде